1、结构简单
2、可以直接处理多对多的关系
3、是面向记录集合的
4、有坚实的理论基础（数学理论：集合论、关系代数）
5、具有较高的数据独立性
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2013-07-08 17:35:00
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关系模型的组成：
数据结构（表结构）+关系操作（八个操作）+完整性约束（三个完整性）
实体完整性 在关系表中，所有元组主码的值都不能为空。
参照完整性 在关系模型中，采用给关系定义外键的形式进行关系间属性的引用，从而实现参照完整性。
自定义完整性 能反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求的约束条件，称为用户自定义的完整性关系模型的特点
1）每一列不可再分；
2）同一关系中属性(字段)不允许重名
3）关系中不允许有完全相同的元组
4）关系中交换任意两行的位置不影响数据的实际含义；
5）关系中交换任意两列的位置不影响数据的实际含义
关系模型是用二维表描述实体以及实体之间的联系。
在关系模型中把二维表称为关系，
表中的列称为属性，列中的值取自相应的域(Domain)，域是属性所有可能取值的集合。表中的一行称为一个元组(Tuple)，元组用关键字(Keyword)标识。关系模型具有坚实的理论基础。在层次、网状和关系三种常用的数据模型中，关系模型是唯一可数学化的数据模型。
二维表不仅能表示实体，而且能方便地表示实体之间的联系，所以说它有很强的表达能力，这是层次模型和网状模型所不及的。
关系模型的基本结构是二维表，数据的表示方法统一、简单，便于在计算机上实现。
数据独立性高。
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关系模型是目前最常用地数据模型之一。关系型数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式，在关系模型中用表格结构表达实体集，以及实体集之间的联系，其最大特点是描述的一致性。关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模式可记为R(A1，A2，A3，…，An)，其中，R表示关系名，A1，A2，A3，…，An表示属性名。
一个关系模式相当于一个记录型，对应与程序设计语言中类型定义的概念。关系是一个实例，也是一张表，对应于程序设计语言中变量的慨念。变量的值随程序运行可能发生变化，当关系被更新时，关系实例的内容也随时间发生了变化。
在关系模型中用主码导航数据，表格简单、直观易懂，用户只需要简单的查询语句就可以对数据库进行操作，即用户只需指出“做什么”或“找什么”，而不必详细说明“怎么做”或“怎么找”，不需要涉及到存储结构和访问技术等细节。
例：教学管理数据库4个关系模式如下：
S(Sno，Sname，SD，Sage，Sex)：学生关系模式S，属性为学号、姓名、系、年龄和性别。
T(Tno，Tname，Tage，Sex)：教师关系模式T，属性为教师号、姓名、年龄和性别。
C(Con，Cname，Pcno)：课程关系模式C，属性为课程号、课程名、先修课程号。
SC(Sno，Cno，Grade):学生选课关系模式SC，属性为学号、课程号、成绩。
关系模式中带下划线的属性是主码属性。教学模型的一个具体实例如下图所示：
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在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。文章目录
关系数据库
关系操作
数据模型的三个方面：
- 数据结构
- 数据操作
- 完整性约束
基本关系操作
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常用的关系操作
👊查询：选择、投影、连接、除、并、交、差
👊数据更新：插入、删除、修改
👊查询的表达能力是其中最主要的部分
👊选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作 -
关系操作的特点
集合操做方式：操作的对象和结果都是集合，一次一集合的方式
关系数据库语言的分类
- 关系代数语言
用对关系的运算来表达查询要求
代表：ISBL - 关系演算语言：用谓词来表达查询要求
元组关系演算语言：
🔸 谓词变元的基本对象是元组变量
🔸 代表：APLHA，QUEL
域关系演算语言：
🔸 谓词变元的基本对象是域变量
🔸 代表：QBE - 具有关系代数和关系演算双重特点的语言
代表：SQL（Structured Query Language）
🔹 SQL不仅具有丰富的查询功能，而且具有数据定义和数据控制功能，是集查询、DDL（data definition language）、DML（data manipulation language）和DCL（Data Control Language）于一体的关系数据语言。它充分体现了关系数据语言的特点和优点，是关系数据库的标准语言
🔹 SQL特点：完备的表达能力、非过程化的集合操作、功能强、能嵌入高级语言使用
关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言在表达能力上是完全等价的
关系模型的完整性
为了维护数据库中数据与现实世界的一致性，对关系数据库的插入、删除和修改操作必须有一定的约束条件，这就是关系模型的三类完整性：
- 实体完整性
- 参照完整性
- 用户定义的完整性
实体完整性（Entity Integrity）
- 实体完整性是指主键的值不能为空或者部分为空
- 关系模型中的一个元组对应一个实体，一个关系则对应一个实体集
例如，一条学生记录对应着一个学生，学生关系对应着学生的集合 - 现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。与此相对应，关系模型中以主关系键来唯一标识元组
例如，学生关系中的属性“学号”可以唯一标识一个元组，也可以唯一标识学生实体 - 如果主键中的值为空或部分为空，即主属性为空，则不符合键的定义条件，不能唯一标识元组及其相对应的实体。这就说明存在不可区分的实体，从而与现实世界中的实体是可以区分的事实相矛盾。因此主键的值不能为空或部分为空。
例如，学生关系中的主键“学号”不能为空；选课关系中的主键“学号+课程号”不能部分为空，即“学号”和“课程号”两个属性都不能为空
参照完整性（Referential Integrity）
现实世界中的实体之间往往存在某种联系，在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的。这样就自然存在着关系与关系间的引用。
例1： 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
专业（专业号，专业名）例2： 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
课程（课程号，课程名，学分）
选课（学号，课程号，成绩）-
定义：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码（Foreign Key），并称基本关系R为参照关系（Referencing Relation），基本关系S为被参照关系（Referenced Relation）或目标关系（Target Relation）
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关系R和S不一定是不同的关系
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参照完整性规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：
①或者取空值（F的每个属性值均为空值）；
②或者等于S中某个元组的主码值。 -
如下图，学生关系中某个学生（如s1或s2）“系别”的取值，必须在参照的系别关系中主关系键“系别”的值中能够找到，否则表示把该学生分配到一个不存在的部门中，显然不符合语义。
如果某个学生（如s11）“系别”取空值，则表示该学生尚未分配到任何一个系。否则，它只能取专业关系中某个元组的专业号值
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例如：
学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
课程（课程号，课程名，学分）
选课（学号，课程号，成绩）如果按照参照完整性规则，选课关系中的外部关系键“学号”和“课程号”可以取空值或者取被参照关系中已经存在的值。但由于“学号”和“课程号”是选课关系中主属性，根据实体完整性规则，两个属性都不能为空。所以选课关系中的外部关系键“学号”和“课程号”中只能取被参照关系中已经存在的值
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实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称作关系的两个不变性。任何关系数据库系统都应该支持这两类完整性
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除此之外，不同的关系数据库系统由于应用环境的不同，往往还需要一些特殊的约束条件，这就是用户定义完整性
用户定义完整性（User-defined Integrity）
- 用户定义完整性是针对某一具体关系数据库的约束条件
- 它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
例如，属性值根据实际需要，要具备一些约束条件，如选课关系中成绩不能为负数；某些数据的输入格式要有一些限制等；工资不能低于“地区最低工资” - 关系模型应该提供定义和检验这类完整性的机制，以便使用统一的、系统的方法处理它们，而不要由应用程序承担这一功能
E-R图向关系模型的转换
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E-R图向关系模型的转换要解决的问题
①如何将实体型和实体间的联系转换为关系模式
②如何确定这些关系模式的属性和码 -
转换内容
将E-R图转换为关系模型：将实体、实体属性和实体之间的联系转换为关系模式。实体型间的联系有以下不同情况：
（1）一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并
（2）一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模型，也可以与n端对应的关系模式合并
（3）一个m:n联系转换为一个关系模型。例如：“选修”联系是一个m:n联系，可以将它转换为如下关系模式，其中学号与课程号为关系的组合码 👉选修（学号，课程号，成绩）
（4）三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。例如：“讲授”联系是一个三元联系，，可以将它转换为如下关系模式，其中课程号、教工号和书号为关系的组合码👉讲授（课程号，教工号，书号）
综合练习 E-R图
用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型
- 实体
仓库：仓库号、面积、电话号码
零件：零件号、名称、规格、单价、描述
供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、账号
项目：项目号、预算、开工日期
职工：职工号、姓名、年龄、职称 - 实体之间的联系如下：
（1）一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量；
（2）一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系；
（3）职工之间具有领导与被领导关系。及仓库主任领导若干保管员；
（4）供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系
将E-R图转换为关系模式，并说明外键和主键的对应关系
供应（供应商号，项目号，零件号，…）
🔹 （供应商号，项目号，零件号）为主键
🔹 供应商号是外键与供应商的供应商号对应
🔹 项目号是外键与项目的主键项目号对应
🔹 零件号是外键与零件的主键零件号对应
库存（仓库号，零件号，…）
🔹 （仓库号，零件号）为主键
🔹 仓库号是外键与仓库的主键仓库号对应
🔹 零件号是外键与零件的主键零件号对应
工作（仓库号，职工号，领导职工号，…）
🔹 （仓库号，职工号，领导职工号）为主键
🔹 仓库号是外键与仓库的主键仓库号对应
🔹 职工号是外键与职工的主键职工号对应
🔹 领导职工号是外键与职工的主键职工号对应
关系数据库——关系数据结构及形式化定义
关系数据库——关系代数
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