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  • 关系,关系模式,关系模型区别和联系

    万次阅读 多人点赞 2019-12-18 09:40:11
    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 类似于面向对象程序设计中”类“与”对象“的区别。”...
    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
      3. 类似于面向对象程序设计中”类“与”对象“的区别。”关系“是”关系模式“的一个实例,可以把”关系”理解为一张带数据的表,而“关系模式”是这张数据表的表结构。
    5. 关系模型和关系的区别
      • 关系模型包含关系,关系是关系模型的数据结构,在关系模型中,现实世界的实体以及实体间的各级联系均用单一的结构类型,即关系来表示
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  • 关系模式的基本概念

    千次阅读 2020-04-15 14:46:11
    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...关系(Relation):R表示关系的名称,n...

    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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  • 关系模式(1)什么是关系模式(2)定义关系模式3.关系模式和关系的对比4.关系数据库 0.思维导图 1. 关系 什么是关系? 单一的数据结构----关系 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示 逻辑结构----二...


    0.思维导图

    在这里插入图片描述

    1. 关系

    什么是关系?

    • 单一的数据结构----关系
      现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示
    • 逻辑结构----二维表
      从用户角度,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
    • 建立在集合代数的基础上

    (1)域(Domain)

    • 是一组具有相同数据类型的值的集合。例:
      整数
      实数
      介于某个取值范围的整数
      长度指定长度的字符串集合
      {‘男’,‘女’}
      ………………

    (2)笛卡尔积(Cartesian Product)

    • 笛卡尔积
      给定一组域D1,D2,…,Dn,这些域中可以有相同的。
      D1,D2,…,Dn的笛卡尔积为:
      在这里插入图片描述
      所有域的所有取值的一个组合
      不能重复;

    • 元组(Tuple)
      笛卡尔积中每一个元素(d1,d2,…,dn)叫作一个n元组(n-tuple)或简称元组(Tuple);
      (张清玫,计算机专业,李勇)、(张清玫,计算机专业,刘晨)等都是元组 ;

    • 分量(Component)
      笛卡尔积元素(d1,d2,…,dn)中的每一个值di叫作一个分量;
      张清玫、计算机专业、李勇、刘晨等都是分量 ;

    • 基数(Cardinal number)
      可以把基数看做笛卡尔积元素的个数,及元组的个数;
      若Di(i=1,2,…,n)为有限集,其基数为mi(i=1,2,…,n),则D1×D2×…×Dn的基数M为:
      在这里插入图片描述

    • 笛卡尔积的表示方法:
      笛卡尔积可表示为一个二维表;
      表中的每行对应一个元组,表中的每列对应一个;
      在这里插入图片描述

    (3)关系(Relation)

    • 关系
      ·笛卡尔积·D1×D2×…×Dn的子集叫作在D1,D2,…,Dn上的关系,表示为:
      在这里插入图片描述
      R:关系名
      n:关系的(Degree)

    • 元组
      ·关系·中的每个元素是关系中的元组,通常用t表示。

    • 单元关系与二元关系
      当n=1时,称该关系为单元关系(Unary relation)或一元关系 ;
      当n=2时,称该关系为二元关系(Binary relation);

    • ·关系的表示·
      关系也是一个二维表,表的每行对应一个元组,表的每对应一个
      在这里插入图片描述

    • 属性
      关系中不同列可以对应相同的域;
      为了加以区分,必须对每起一个名字,称为属性(Attribute);
      n目关系必有n个属性;

      • 候选码(Candidate key)
        若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组,则称该属性组为候选码;
        简单的情况:候选码只包含一个属性;
      • 全码(All-key)
        最极端的情况:关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码,称为全码(All-key);
      • 主码
        若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码(Primary key);
      • 主属性
        候选码的诸属性称为主属性(Prime attribute);
        不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性( Non-Prime attribute)或非码属性(Non-key attribute) ;
        在这里插入图片描述
    • D1,D2,…,Dn的笛卡尔积的某个子集才有实际含义
      ·例:·表2.1 的笛卡尔积没有实际意义
      取出有实际意义的元组来构造关系
      关系:SAP(SUPERVISOR,SPECIALITY,POSTGRADUATE)
      假设:导师与专业:1:1, 导师与研究生:1:n
      主码:POSTGRADUATE(假设研究生不会重名)
      SAP关系可以包含三个元组:{ (张清玫,计算机专业,李勇), (张清玫,计算机专业,刘晨),(刘逸,信息专业,王敏) }

    (4)三类关系

    • 基本关系(基本表或基表)
      实际存在的表,是实际存储数据的逻辑表示
    • 查询表
      查询结果对应的表
    • 视图表
      由基本表或其他视图表导出的表,是虚表,不对应实际存储的数据
    • 在 SQL 中,视图是基于 SQL 语句的结果集的可视化的表
    • 视图包含行和列,就像一个真实的表。视图中的字段就是来自一个或多个数据库中的真实的表中的字段。
    • 我们可以向视图添加 SQL 函数、WHERE 以及 JOIN 语句,我们也可以提交数据,就像这些来自于某个单一的表。
    • 注释:数据库的设计和结构不会受到视图中的函数、where 或 join 语句的影响。
    • 基本关系(二维表)的性质
      ① 列是同质的(Homogeneous);
      ② 不同的列可出自同一个域,其中的每一列称为一个属性,不同的属性要给予不同的属性名;
      ③ 列的顺序无所谓,列的次序可以任意交换;
      ④ 任意两个元组的候选码不能相同;
      ⑤ 行的顺序无所谓,行的次序可以任意交换;
      ⑥ 分量必须取原子值,这是规范条件中最基本的一条; 表2.3  非规范化关系

    2.关系模式

    (1)什么是关系模式

    关系模式(Relation Schema)是
    关系是
    关系模式是对关系描述:

    • 元组集合的结构
      • 属性构成
      • 属性来自的域
      • 属性与域之间的映象关系
    • 元组语义以及完整性约束条件
    • 属性间的数据依赖关系集合

    (2)定义关系模式

    关系模式可以形式化地表示为:

    • R(U,D,DOM,F)
    • R 关系名
    • U 组成该关系的属性名集合
    • D 属性组U中属性所来自的域
    • DOM 属性向域的映象集合
    • F 属性间的数据依赖关系集合

    ·例:·
    导师和研究生出自同一个域——人,取不同的属性名,并在模式中定义属性向域的映象,即说明它们分别出自哪个域;
    DOM(SUPERVISOR-PERSON)= DOM(POSTGRADUATE-PERSON)=PERSON

    关系模式通常可以简记为
    R (U) 或 R (A1,A2,…,An)
    R: 关系名
    A1,A2,…,An : 属性名
    注:域名及属性向域的映象常常直接说明为属性的类型、长度

    3.关系模式和关系的对比

    • 关系模式
      对关系的描述
      静态的、稳定的
    • 关系
      关系模式在某一时刻的状态或内容
      动态的、随时间不断变化的
      关系模式和关系往往统称为关系

    在数据库学科中可以把关系模式理解为表的结构、属性之间的关系、约束条件,把关系理解为二维表

    4.关系数据库

    • 关系数据库·
      在一个给定的应用领域中,所有·关系的集合·构成一个关系数据库
    • ·关系数据库模式包括
      若干域的定义;
      在这些域上定义的若干关系模式;
    • 关系数据库的··与
      关系数据库的: 关系数据库模式, 对关系数据库的描述。
      关系数据库的: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合,简称为关系数据库
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  • 关系模式的范式(带例题详细解析)

    千次阅读 多人点赞 2020-08-09 19:11:57
    一些概念 1.码:码是一个或多个属性的集合,是唯一标识实体的属性 2.超码:一个或多个属性的集合,超码中的属性可以在一个实体集中唯一地标识一个实体 ...如果关系模式R中所有的属性均为原子属性,即每个属性都是

    一些概念
    1.码:码是一个或多个属性的集合,是唯一标识实体的属性或属性组
    2.超码:一个或多个属性的集合,超码中的属性可以在一个实体集中唯一地标识一个实体
    3.候选码:极小的超码集,是可以唯一地标识关系中元组的一个属性或者属性集
    4.主码:从候选码中选出一个作为主码
    5.主属性:包含在任一候选码中的属性称主属性。简单来说,主属性是候选码所有属性的并集
    6.非主属性:不包含在候选码中的属性称为非主属性。 非主属性是相对于主属性来定义的。

    一.第一范式

    1.定义

    如果关系模式R中所有的属性均为原子属性,即每个属性都是不可再分的,则称R属于第一范式,记作R ∈ \in 1NF

    1.缺点

    既存在完全函数依赖,又存在部分函数依赖和传递函数依赖。会造成大量的数据冗余,存在插入异常、删除异常和更新异常等弊端。

    二.第二范式

    1.定义

    若关系模式R ∈ \in 1NF,且每个非主属性完全依赖于R的主码,则称R属于第二范式。
    例如:关系模式SCD(SNO,CNO,Age,Dept,Score),SNO、CNO为主属性,Dept部分依赖于(SNO,CNO),因此它不是第二范式

    2.结论
    • 从1NF关系中消除非主属性对主码的部分函数依赖,就可以得到2NF关系
    • 如果R的主码为单属性或者R的全体属性均为主属性,则R ∈ \in 2NF
    3.缺点

    2NF消除了1NF中非主属性对主码的部分函数依赖,但是存在非主属性对主码的传递函数依赖,因此仍然存在数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常的弊端。

    三.第三范式

    1.定义

    如果关系模式R ∈ \in 2NF,且每个非主属性都不传递函数依赖于R的主码,则R属于第三范式

    2.保持函数依赖和无损连接的3NF规范化算法

    求最小依赖集Fmin的方法:
    (1)对F中的任一函数依赖X→Y,如果Y=Y1,Y2,…,Yk(k≥2)多于一个属性,就用分解律,分解为X→Y1,X→Y2,…,X→Yk,替换X→Y,得到一个与F等价的函数依赖集G,G中每个函数依赖的右边均为单属性。
    (2)去掉G中各函数依赖左部多余的属性。即一个一个检查G中左边是非单属性的依赖(形如XY—>Y),现在要判断X或者Y是否是多余的,这时候只需要求X+或者Y+来进行判断即可
    (3)在G中消除冗余的函数依赖。从第一个函数依赖开始,在G中去掉它(X➡Y),然后在剩下的函数依赖中求X+,看X+是否包含Y,若是则去掉X➡Y

    • 保持函数依赖:
      (1) 求出关系模式R的最小依赖集Fmin
      (2) 如果Fmin中有一函数依赖X→A,且XA=R(即XA包含R中所有的属性),则输出ρ={R},转(5)。
      (3) 如果R中某些属性与Fmin中所有依赖的左部和右部都无关,则将它们构成关系模式,从R中将它们分出去,单独构成一个模式。
      (4) 对于Fmin中的每一个函数依赖X→A,都单独构成一个关系子模式XA。若Fmin中有X→A1,X→A2,…,X→An,则可以用模式XA1A2…An取代n个模式XA1,XA2,…,XAn。
      (5) 停止分解,输出ρ。
    • 无损连接:
      (6) 判定ρ是否具有无损连接性,若是则转(8)
      (7) 令ρ=ρ ∪ \cup {X},其中X是R的候选码
      (8) 输出ρ
    3.缺点

    3NF只限制了非主属性对主码的依赖关系,没有限制主属性对主码的依赖关系。

    四.BC范式

    1.定义

    如果关系模式R∈1NF,且所有的函数依赖X→Y(Y∉X),决定因素X都包含了R的一个候选码,则称R属于BC范式,记作R∈BCNF。

    2.性质

    满足BCNF的关系将消除任何属性对主码的部分函数依赖和传递函数依赖。
    如果R∈BCNF,则R也是3NF 。
    如果R∈3NF,则R不一定是BCNF 。

    3.BCNF规范化

    (1) 令ρ={R}。
    (2) 如果ρ中所有模式都是BCNF,则转(4)。
    (3) 如果ρ中有一个关系模式S不是BCNF,则S中必能找到一个函数依赖X→A且X不是S的候选码,且A不属于X,设S1=XA,S2=S-(A-X),用分解{S1,S2}代替S,转(2)。
    (4) 分解结束,输出ρ。

    例题解析

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