2010年软考软件设计师专题讲义：数据库知识

　　1.4关系模型和关系运算

　　n 基本概述

　　关系数据库是应用关系数据模型来建立和处理数据库中的数据。这其中主要涉及几个重要的概念。

　　u 关系

　　关系实际上就可以看作是一个二维表。其中，表的每一列称为属性，并用属性名来标识。每个属性的取值范围，就是该属性所对应的值域。表的每一行称为元组。约定该表的行、列的次序的改变，不改变关系的语义性质。

　　对于一个关系，应该具备下列性质：

　　Ø 关系中每一个属性值都是不可分解的;

　　Ø 关系中不允许出现相同的元组;不让用户考虑元组的顺序;

　　Ø 用户在使用时应考虑列的顺序。

　　u 关系模型

　　关系模型是目前最流行的一种数据模型，它是用二维表格结构表示实体集，关键码表示实体间的联系。

　　u 关键字(键)

　　I. 候选键

　　关系中的某一属性或属性组，若它的值可以唯一标识关系中的一个元组而又不含有多余的属性，则称该属性或属性组为候选关键字。

　　II. 主键

　　关系模式中用户正使用的候选关键字称为主关键字。

　　III. 外关键字

　　若模式R中某属性集是其他模式的候选键，那么该属性集对模式R而言就是外关键字。

　　IV. 超键

　　关系模式中，为唯一标识元组的属性集称为超键。

　　u 关系模型

　　关系模型遵循数据库的3级体系结构。

　　u 关系模式

　　数据库的概念模式定义为关系模式的集合。每个关系模式就是记录类型。

　　u 关系子模式

　　这是对用户所用到的那部分数据的描述。除了指出用户用到的数据外，还应指出数据与模式中相应数据的联系，即指出子模式与模式之间的对应性。

　　u 关系存储模式(关系内模式)

　　这是作为文件看待的，每个元组就是一个记录。

　　关系模型有3个部分构成：

　　u 数据结构

　　关系模型采用的数据结构是关系。

　　u 关系操作

　　关系模型提供一组完备的关系运算，以支持对数据库的各种操作。关系运算的理论是关系代数和关系演算。

　　u 关系的完整性

　　在关系模型中，数据的约束条件通过三类完整性约束条件来描述。即：

　　I. 实体完整性

　　要求关系中的元组的主键值不能是空值。

　　II. 参照完整性

　　要求在关系中不允许引用不存在的实体。

　　III. 用户定义的完整性

　　这是针对某一具体数据的约束条件，由应用环境决定，例如属性的值限制。

　　n 关系代数

　　关系查询语言根据其理论基础的不同分成两大类：

　　u 关系代数语言：查询操作是以集合操作为基础的运算。

　　u 关系演算语言：查询操作是以谓词演算为基础的运算。

　　其中，关系代数是以集合代数为基础发展起来的，它是以关系为运算对象的一组高级运算的集合。关系代数的运算可分为两类：

　　基本运算操作：并、差、笛卡尔积、投影和选择。

　　组合运算操作：交、联接、自然联接和除。

　　另外，还有几种扩充的关系代数操作：外联接(左外联接和右外联接)、外部并和半联接。