2010年軟考軟件設(shè)計(jì)師專題講義：數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)

　　1.4關(guān)系模型和關(guān)系運(yùn)算

　　n 基本概述

　　關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)模型來(lái)建立和處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。這其中主要涉及幾個(gè)重要的概念。

　　u 關(guān)系

　　關(guān)系實(shí)際上就可以看作是一個(gè)二維表。其中，表的每一列稱為屬性，并用屬性名來(lái)標(biāo)識(shí)。每個(gè)屬性的取值范圍，就是該屬性所對(duì)應(yīng)的值域。表的每一行稱為元組。約定該表的行、列的次序的改變，不改變關(guān)系的語(yǔ)義性質(zhì)。

　　對(duì)于一個(gè)關(guān)系，應(yīng)該具備下列性質(zhì)：

　　Ø 關(guān)系中每一個(gè)屬性值都是不可分解的;

　　Ø 關(guān)系中不允許出現(xiàn)相同的元組;不讓用戶考慮元組的順序;

　　Ø 用戶在使用時(shí)應(yīng)考慮列的順序。

　　u 關(guān)系模型

　　關(guān)系模型是目前最流行的一種數(shù)據(jù)模型，它是用二維表格結(jié)構(gòu)表示實(shí)體集，關(guān)鍵碼表示實(shí)體間的聯(lián)系。

　　u 關(guān)鍵字(鍵)

　　I. 候選鍵

　　關(guān)系中的某一屬性或?qū)傩越M，若它的值可以唯一標(biāo)識(shí)關(guān)系中的一個(gè)元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性或?qū)傩越M為候選關(guān)鍵字。

　　II. 主鍵

　　關(guān)系模式中用戶正使用的候選關(guān)鍵字稱為主關(guān)鍵字。

　　III. 外關(guān)鍵字

　　若模式R中某屬性集是其他模式的候選鍵，那么該屬性集對(duì)模式R而言就是外關(guān)鍵字。

　　IV. 超鍵

　　關(guān)系模式中，為唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性集稱為超鍵。

　　u 關(guān)系模型

　　關(guān)系模型遵循數(shù)據(jù)庫(kù)的3級(jí)體系結(jié)構(gòu)。

　　u 關(guān)系模式

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模式定義為關(guān)系模式的集合。每個(gè)關(guān)系模式就是記錄類型。

　　u 關(guān)系子模式

　　這是對(duì)用戶所用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。除了指出用戶用到的數(shù)據(jù)外，還應(yīng)指出數(shù)據(jù)與模式中相應(yīng)數(shù)據(jù)的聯(lián)系，即指出子模式與模式之間的對(duì)應(yīng)性。

　　u 關(guān)系存儲(chǔ)模式(關(guān)系內(nèi)模式)

　　這是作為文件看待的，每個(gè)元組就是一個(gè)記錄。

　　關(guān)系模型有3個(gè)部分構(gòu)成：

　　u 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　關(guān)系模型采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)系。

　　u 關(guān)系操作

　　關(guān)系模型提供一組完備的關(guān)系運(yùn)算，以支持對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作。關(guān)系運(yùn)算的理論是關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算。

　　u 關(guān)系的完整性

　　在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)的約束條件通過(guò)三類完整性約束條件來(lái)描述。即：

　　I. 實(shí)體完整性

　　要求關(guān)系中的元組的主鍵值不能是空值。

　　II. 參照完整性

　　要求在關(guān)系中不允許引用不存在的實(shí)體。

　　III. 用戶定義的完整性

　　這是針對(duì)某一具體數(shù)據(jù)的約束條件，由應(yīng)用環(huán)境決定，例如屬性的值限制。

　　n 關(guān)系代數(shù)

　　關(guān)系查詢語(yǔ)言根據(jù)其理論基礎(chǔ)的不同分成兩大類：

　　u 關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言：查詢操作是以集合操作為基礎(chǔ)的運(yùn)算。

　　u 關(guān)系演算語(yǔ)言：查詢操作是以謂詞演算為基礎(chǔ)的運(yùn)算。

　　其中，關(guān)系代數(shù)是以集合代數(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，它是以關(guān)系為運(yùn)算對(duì)象的一組高級(jí)運(yùn)算的集合。關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算可分為兩類：

　　基本運(yùn)算操作：并、差、笛卡爾積、投影和選擇。

　　組合運(yùn)算操作：交、聯(lián)接、自然聯(lián)接和除。

　　另外，還有幾種擴(kuò)充的關(guān)系代數(shù)操作：外聯(lián)接(左外聯(lián)接和右外聯(lián)接)、外部并和半聯(lián)接。