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  • 数据库关系模型基本概念

    千次阅读 2020-09-25 23:01:05
    0.什么是关系模型? 1.关系模型以表为基本结构 2.包括了基本的操作:并,差,广义积,选择,投影 以及拓展的操作:交,连接,除 3.还有完整性约束:实体完整性,参照完整性,用户自定义完整性。 1.什么是关系?什么...

    0.什么是关系模型?

    1.关系模型以表为基本结构
    2.包括了基本的操作:并,差,广义积,选择,投影 以及拓展的操作:交,连接,除
    3.还有完整性约束:实体完整性,参照完整性,用户自定义完整性。
    

    1.什么是关系?什么是表?

    关系是所有域的笛卡尔积的子集,关系是严格的数学定义,是一个集合,不允许有相同的元组出现。
    表是现代数据库依照关系的理论基础,它允许有相同的记录。
    

    2.关系模型有哪些操作?

    基本的操作:并,差,广义积,选择,投影
    拓展的操作:交,连接,除
    

    3.关系模型的完整性有哪些?

    实体完整性(主键不能为空)    #针对主键
    参照完整性(外键可以为空,但是必须存在与它所在主键的表中)   #针对外键
    用户自定义完整性(例如 性别只能是男或者女而不能是其他,由用户自己定义)
    

    4.什么是候选键(码)?

    可以唯一标识任意一行的属性。关系中的一个属性组,其值能够唯一标识一个元组。
    

    5.什么是主键?什么是主属性?

    选择一个候选键作为主键。(数据库常以主码为线索管理)
    主属性是候选键中的任一属性。其他属性则为非主属性。
    

    6.什么是外键?

    关系R中的一个属性组,***他不是R的候选码***,但它**是与另一个关系S的候选键码相对应**
    
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    为了更好地存储数据,需要将现实世界的事物及其关系进行层层抽象,从而得到数据模型。使用关系数据模型的数据库系统是现在的主流数据库系统。数据模型是数据库的框架,该框架描述了数据及其联系的组织方式、表达方式和存取路径。

    相关术语如下:

     

    关系模型的概念

    (domain):

    笛卡尔积(Cartesian Product):

    基数

    关系(Relation):R表示关系的名称,n是关系的目或度(degree)

    关系模式:简记为:R(U)

    注:关系代数的运算对象和运算结果都是关系。

    概念框图

    参考资料

    [1] 数据库原理及应用教程  第4版  微课版  书号:978-7-115-45700-4

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    1. 关系:一个关系对应通常说的一张表
    2. 关系模式:关系的描述
    3. 关系模型:关系模型由关系数据结构,关系操作集合,关系完整性约束三部分组成.
    4. 关系和关系模式的区别
      1. 关系模式是型,关系是值,关系模式是对关系的描述
      2. 关系是关系模式在某一个时刻的状态或者内容,关系模式是静态的,稳定的,而关系是动态的,随时间不断变化的,因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据
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  • 数据库MySQL关系模型之基本概念

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    1.什么是关系模型 1.1关系模型研究什么 一个关系(relation)就是一个Table 关系模型就是处理Table的,它由三个部分组成: 描述DB各种数据的基本结构形式(Table/Relation) 描述Table与Table之间所有可能发生的...

    1.什么是关系模型

    1.1关系模型研究什么

    一个关系(relation)就是一个Table
    关系模型就是处理Table的,它由三个部分组成:

    • 描述DB各种数据的基本结构形式(Table/Relation)
    • 描述Table与Table之间所有可能发生的各种操作(关系运算)
    • 描述这些操作所应遵循的约束条件(完整性约束)

    1.2 关系模型的三个要素

    基本结构: Relation/Table
    基本操作: 并、差、广义积、选择、投影、交、连接、除
    (其中并、差、广义积、选择、投影为基本运算,交、连接、除为扩展运算)
    完整性约束: 实体完整性、参照完整性、用户自定义的完整性

    1.3 表的严格定义

    在这里插入图片描述

    域(Domain) : 是一组值的集合,这组值具有相同的数据类型,如整数的集合、字符串的集合、全体学生的集合,再比如,由8位数字组成的集合

    域的基数(Cardinality) : 集合中元素的个数称为域的基数

    笛卡尔积: 一组域D1,D2,…Dn的笛卡尔积为D1 * D2 * … * Dn = {(d1,d2,…dn) | di<Di,i=1,…n}
    笛卡尔积的每个元素(d1,d2,…,dn)称作一个n-元组(n-tuple)
    若Di的基数为mi,则笛卡尔积的基数,即元组的个数为m1 * m2… * mn

    在这里插入图片描述
    简单点说: 就是从第一列取出一个,然后从第二列取一个,再从第三列取一个,所有的组合就是笛卡尔积

    2. 关系

    一组域D1 * D2 * … * Dn的笛卡尔积的子集
    也就是从笛卡尔积中选出的具有一定意义的组合,这种意义可以用关系(表)的名字表达
    在这里插入图片描述

    2.1 关系模式

    关系可用R(A1:D1,A2:D2, … An:Dn)表示,可简记为R(A1,A2,…An),这种描述又被称为关系模式(Schema)或标题(head) ,R是关系的名字,Ai是属性,Di是属性多对应的域,n是关系的度或目(degree).关系中元组的数目称为关系的基数.
    举例如下
    家庭(丈夫:男人,妻子:女人,子女:儿童)或家庭(丈夫,妻子,子女)
    关系模式R(A1:D1,A2:D2, … An:Dn)中红色部分在DBMS中一般直接说明为类型,长度等
    例如 Student(Sname char(10),Ssex char(2))

    2.2 关系模式与关系

    关系模式是 关系的结构,关系是 关系模式在某一时刻的数据
    关系模式是稳定的,而关系是某一时刻的值,是随时间可能变化的
    在这里插入图片描述

    3. 关系特性

    (1) 列是同质:每一列中的分量来自同一域,是同一类型的数据
    在这里插入图片描述
    不同的列可来自同一个域(域可以定的大一些,比如Person域)
    (2) 列位置互换性:区分哪一列是靠列名,而不是所在位置
    行位置互换性:区分哪一行是靠某一或某几列的值
    关系是以内容(名字或值)来区分的,而不是属性在关系的位置来区分
    (3) 关系的任意两个元组不能完全相同,表可能并不完全遵守此特性
    (4) 关系需要满足第一范式:即属性不可再分特性.举例如下:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    4. 候选码与外码

    候选码(Candidate Key): 关系中的一个属性组,其值能唯一标识一个元组,若从该属性组中去掉任何一个属性,它就不具有这一性质了,这样的属性组称作候选码.
    (1)例如:学生(id,Sname,Sage,Sclass),id就是一个候选码.
    (2)有时,关系中有很多组候选码,例如:学生(id,Sname,Sage,Sclass,Saddress),其中属性组(Sname,Saddress)也是候选码(同名同地址的两个学生是不存在的)

    主码
    当有多个候选码时,可以选定一个座位主码,DBMS以主码为主要线索管理关系中的各个元组.在上面(1)(2)例子中,选哪个作为主码都可以.

    主属性: 包含在任何一个候选码中的属性被称作主属性,而其他属性被称作非主属性.上面例子(1)中,id就是 主属性,其他都是非主属性.

    • 最简单的,候选码只包含一个属性
    • 最极端的,所有属性构成这个关系的候选码,称为全码(All-Key)

    外码(Foreign Key)/外键

    • 关系R中的一个属性组,它不是R的候选码,但它与另一个关系S的候选码相对应,则称这个属性组为R的外码外键.
    • 例如,"合同"关系中的客户号不是候选码,但却是外码.因它与客户关系中的候选码"客户号"相对应.
    • 两个关系通常是靠外码连接起来的
      在这里插入图片描述

    上述概念结构图

    在这里插入图片描述

    5. 完整性

    • 实体完整性
      关系的主码中的属性值不能为空值
    • 参照完整性
      如果关系R1的外码Fk与关系R2的主码Pk相对应,则R1中的每一个元组的Fk值或者等于R2中某个元组的Pk值或者为空值
    • 用户自定义完整性
      用户针对具体的应用环境定义的完整性约束条件
      在这里插入图片描述

    范式

    一张数据表的表结构所符合的某种设计标准的级别。就像家里装修买建材,最环保的是E0级,其次是E1级,还有E2级等等。数据库范式也分为1NF,2NF,3NF,BCNF,4NF,5NF。一般在我们设计关系型数据库的时候,最多考虑到BCNF就够。符合高一级范式的设计,必定符合低一级范式,例如符合2NF的关系模式,必定符合1NF。

    1NF
    符合1NF的关系中的每个属性都不可再分。表1所示的情况,就不符合1NF的要求。
    在这里插入图片描述
    2NF
    是否存在非主属性对于码的部分函数依赖
    就是要有主键, 要求其他字段都依赖于主键. 为什么要有主键, 没有主键就没有唯一性, 没有唯一性在集合中就定位不到这行记录, 所以要主键.

    3NF
    在2NF的基础之上,消除了非主属性对于码的传递函数依赖.
    消除冗余, 就是各种信息只在一个地方存储, 不出现在多张表中.
    在这里插入图片描述
    BCNF
    在 3NF 的基础上消除主属性对于码的部分与传递函数依赖.

    数据库三大范式的一己之见https://blog.csdn.net/qq_26683009/article/details/51170540

    如何理解关系型数据库的常见设计范式? - 骆小龙的回答 - 知乎
    https://www.zhihu.com/question/24696366/answer/243381425

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