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  • 关系模型

    千次阅读 2019-08-22 21:45:28
    关系数据库基于关系模型是一个或多个关系组成的集合 关系通俗来讲就是表(行和列构成) 关系模型的主要优点其简单的数据表示,易于表达复杂的查询 SQL语言最广泛使用的语言,用于创建,操纵和查询关系...

    关系模型

    • 关系数据库基于关系模型,是一个或多个关系组成的集合
    • 关系通俗来讲就是表(由行和列构成)
    • 关系模型的主要优点是其简单的数据表示,易于表达复杂的查询
    • SQL语言是最广泛使用的语言,用于创建,操纵和查询关系数据库,而关系模型是其基础

     

    联系:一些实体之间的联系

    关系:是一种数学概念,指的是表

    实体集和联系集能表示真实的世界

    关系-表,元组-行能表示机器的世界

     

    关系基本结构

    前提知识:

    笛卡尔积:指在数学中,两个集合X和Y的笛卡尓积(Cartesian product),又称直积,表示为X×Y,第一个对象是X的成员而第二个对象是Y的所有可能有序对的其中一个成员  。

    例:假设集合A={a, b},集合B={0, 1, 2},则两个集合的笛卡尔积为{(a, 0), (a, 1), (a, 2), (b, 0), (b, 1), (b, 2)}。

     

    一般地,给出集合D1,D2,……Dn(Di=aij|j=1……k)

    • 关系r是:D1xD2x……xDn的子集,即一系列D域的笛卡尔积

    因而关系是一组n元组(a1j,a2j,……anj)的集合,其中每个aij属于Di

     

    属性类型(表的列)

    关系的每一个属性都有一个名称

    域:每个属性的取值集合称为属性的域

    属性值必须是原子的,即不可分割(1NF,第一范式)

    • 多值属性不是原子
    • 复合属性不是原子

    特殊值null是每一个域的成员

    空值给数据库访问和更新带来了困难,因此应尽量避免使用空值

     

    关系的概念

    涉及两个概念:关系模式和关系实例

    关系模式描述关系的结构

    关系实例表示一个关系的特定实例,也就是所包含的一组特定的行。

    类似于C语言中的变量。

    变量-关系;变量类型-关系模式;变量值-关系实例。

     

    关系模式

    A1 A2 ……An是属性

    关系模式   R=(A1,A2,……An)

    具体实例   r(R)  用于表示关系模式R上的关系

    关系实例

    关系的当前值(关系实例)由表指定

    一个元组t代表表中的一行

    如果元组变量t代表一个元组,那么t[name]表示属性name的t值

     

    关系的特征

    • 无序性(但不能重复)

     

    码、键

    若K值能够在一个关系中唯一地标志一个元组,则K是R的超码

    若K是最小超码,则K是候选码

    若K是一个候选码,并由用户明确定义,则K是一个主键(通常用下划线标记)。

     

    外键

    若A表中的主键出现在B表中(不为主键),则称B表中的为外键。

    A表中的叫做外码被参照关系,B表中的叫做外码依赖的参照关系。

    注意:参照关系中的外码的值必须在被参照关系中实际存在或为null

     

    例:

    instructor (ID,name,dept_name,salay)        参照关系

    department (dept_name,building,budget)    被参照关系

    也可用图来构建。

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  • 2.3关系模型

    2018-03-05 18:20:15
    二、关键码由一个或多个属性组成 1、超键:在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。 2、候选键:不含有多余属性的超键称为候选键。 3、主键:用户选作元组标识的候选键称为主键。 4、外键:如果模式R中...

    一、在关系模型中,字段称为属性,字段值为属性值,记录类型称为关系模式,记录称为元组,元组的集合称为关系或实例,关系中属性的个数称为“元数”,元组的个数称为“基数”。

    二、关键码由一个或多个属性组成

    1、超键:在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。

    2、候选键:不含有多余属性的超键称为候选键。

    3、主键:用户选作元组标识的候选键称为主键。

    4、外键:如果模式R中属性K是其他模式的主键,那么K在模式R中称为外键。

    三、关系的定义和性质

    关系:是一个属性数目相同的元组的集合。

    1、关系中每一个属性值都是不可分解的。

    2、关系中不允许出现重复的元组。

    3、由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序。

    4、元组的属性在理论上是无序的。

    四、三类完整性规则

    1、实体完整性规则:要求关系中元组在组成的主键上不允许空值。

    2、参照完整性规则:K是R1中的主键,也是R2中的外键,则K在R2中的取值只能是空值或者R1中的某个主键值,具体取值视情况而定。

    3、用户定义的完整性规则:用户可以根据具体的数据约束,设置完整性规则,由系统来检验实施,不再有应用程序承担这份工作。

    五、ER模型转换成关系模式算法

    1、实体类型的转换:将每个实体类型转换成一个关系模式,实体属性为关系模式的属性,实体标志符为关系模式的键。

    2、二元联系类型的转换

    ①如实体之间的联系为1:1,可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中的任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键(作为外键)和联系类型的属性。

    ②如实体间的联系为1:N,则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的键(作为外键)和联系类型的属性。

    ③若实体间的联系为M:N,则联系类型也转换成关系模式,其属性为两端实体类型的键(作为外键)和联系类型的属性,而键为两段实体键的组合。

    3、三元联系类型的转换

    ①如实体之间的联系为1:1:1,可在三个实体类型转换成关系模式中的任意一个关系模式的属性中加入另外两个关系模式的键(作为外键)和联系类型的属性。

    ②如实体之间的联系为1:1:N,则在N端实体类型转换成的关系模式中加入两个1端的键(作为外键)和联系的属性。

    ③如实体之间的联系为1:M:N,则将联系类型也转换成关系模式,其属性为N端和M端的键(作为外键)和联系的属性,而键为M端和N端的组合。

    ④如实体之间的联系为P:M:N,则将联系类型也转换成关系模式,起属性为三端的键(作为外键)和联系的属性,而键为三端的键的组合。

    六、关系数据库的逻辑设计

    1、导出初始关系模式集

    2、规范化处理

    3、模式评价

    4、模式修正

    5、设计子模式

    七、ER模型各种表示方法

    1、矩形:实体集

    2、双边矩形:弱实体集

    3、菱形:联系集

    4、双边菱形:弱实体集对应的标识性联系

    5、椭圆:属性

    6、线段:将属性和实体集连接,或将实体集与联系集连接

    7、双椭圆:多值属性

    8、虚椭圆:派生属性

    9、双线段:表示一个实体全部到联系集中

    八、增强型ER模型

    1、弱实体:一个实体对另外一个实体具有很强的依赖联系,而且该实体主键的一部分或全部从其强实体中获得,则称该实体为“弱实体”。

    2、超类型:当较低层次上实体类型表达了与之联系的较高层次上的实体类型的特殊情况时,就称较高层次上实体类型为超类型,反之为子类型。子类到超类的过程为概化,超类到子类的过程为特化。

    ①子类与超类之间具有继承特点,即子类包含了超类的所有属性,并且可以比超类拥有更多的属性。

    ②这种继承性是通过子类实体和超类实体有相同的实体标识符实现的。

    3、不相交约束(不相交):约束规定了在特化过程中,子类必须是不相交的,意味着一个实体至多是特化中一个子类的成员,d表示不相交。

    重叠:约束规定了在特化的过程中,子类是可以相交的,意味着一个实体可出现在特化的多个子类中,o表示重叠

    4、整体特化:约束指定超类中的每个实体必须是特化中的某个子类的一个成员。

    部分特化:约束允许超类中的实体可以不属于任意一个子类。

    5、对于子类及超类的插入和删除操作

    ①、从超类删除一个实体意味着该实体被自动的从它隶属于的子类中删除。

    ②、向超类中插入一个实体意味着该实体被强制地插入到满足这两种约束的子类中。

    ③、向一个整体特化的超类中插入一个实体,意味着实体被强制地插入到至少一个特化的子类中。

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  • 关系数据模型相关概念

    千次阅读 2018-01-29 17:51:21
    关系数据库:基于关系模型,是一个或多个关组成的集合,关系通俗来讲是表(行和列构成)。SQL语言用于创建,操作和查询关系数据库,而关系模型是其基础。 关系的每个属性都有一个名称;域:每个属性的取值集合...

    1

    关系数据库:基于关系模型,是一个或多个关组成的集合,关系通俗来讲是表(由行和列构成)。SQL语言用于创建,操作和查询关系数据库,而关系模型是其基础。

    关系的每个属性都有一个名称;域:每个属性的取值集合称为属性的域。属性值必须是原子的,即不可分割的(如多值属性值、复合属性值不是原子的)

    特殊值null是每一个域的成员。

    2、关系型数据库常用概念:冗余(本不应存在却存在了)

                          完整性(数据的正确性)

                          字段(域、表头、列头)(域完整性:类型、范围、格式)

                          元组(由行组成)(无序的,但一个关系中不能有重复的元组)

                          行(记录)

                          

                          主键(具有唯一性且其不能为空,主键常用下划线标记,如学号)

                          外键(引用主键中的内容)(引用完整性、实体完整性)

                          K是一个属性集合,若K值能在一个关系中唯一地标志一个元组,KR的超码,如果K是最小超码,则K是候补码,如K是候补码,并由用户明确定义,则K是主键。

    3、关系涉及两个概念:关系模式和关系实例

                       关系模式描述关系的结构;

                       关系实例表示一个关系的特定实例,也就是所包含的一组特定的行;

                   区别:可理解成: 变量<>关系;

    变量类型<>关系模式;

    变量值<>关系实例。

                            如:A1,A2,···,An是属性,则R=A1,A2···,An)是一个关系模式;rR)是在关系模式R上的关系。关系的当前值即关系实例,其由表指定。

    4、关系代数:SQL的基础;六个基本运算Select(选择)Project(投影)Union(并)set difference(差或集合差)Cartesian product(笛卡儿积)Rename(更名或重命名)

                         四个附加运算:Set intersection(交)Natural join(自然连接)Division(除)Assignment(赋值)

    ① 选择运算:σpr={t|t属于r  and  pt}σ读作sigma,其中p是选择谓词:由逻辑连词与,或,非连接起来的公式。

    ② 投影运算:∏ A1、A2、···、Ak(r),读作pi,A1,···Ak是属性名,r为关系名,其结果为保留此k列的值,并删除重复的行。

    ③ 并运算:r U s={t|t属于r  or  t属于s}运算条件:等目,同元,即属性数目相同;对任意i,r的第i个属性域和s的第i个属性域相同。

    ④ 差运算:r - s={t|t属于r  and  t不属于s}运算条件:同上。

    广义笛卡儿积:r x s={{t q} | t属于r  and  q属于s}若r(R)和s(S)的属性有交集,那么必须重命名这些有交集的属性。

    ⑤ 复合运算:可以使用多种运算符构建表达式。

    ⑥ 更名运算:使用其他名字指代关系: ρx(E),ρ读作rho,返回表达式E的结果,并把名字x赋给它。  

    ⑦ 附加运算:集合交:r  s={t | t属于r  and  t属于s}

    ⑧ 自然连接:r s:就是对模式R U S运算后的关系;(要求同名属性项相等)

    ⑨ 除:r ÷ s其结果来自于R-S(r) 适用于包含了“对所有的”此类短语的查询。  

    ⑩ 赋值:<—  将箭头右侧的表达式的结果赋给箭头左侧的关系变量,该变量可以在后续的表达式中使用。

    5、运算的优先级:投影;选择;笛卡儿积;连接、除;交;并、差。

    6广义投影:允许在投影列表中使用算术函数来对投影操作进行扩展。

    聚集函数:输入一个值集合 ,然后返回单一值作为结果

                avg(平均值)min(最小值)max(最大值)sum(值的总和)count(值的数量)

             g avgbalance)account):求平均存款余额。

    聚集运算的结果是没有名称的,可以使用更名运算。

    7、外连接:是连接运算的扩展,可以处理缺失信息;使用空值(不知道或不存在)

    8、空值(null):涉及空的任何算术表达式的结果为空;聚集函数会忽略空值。与空值的比较将返回一个特殊值:unknown

    数据库内容的删除、插入、更新操作都是使用赋值操作表示。

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  • 关系中属性个数称为“元数”,元组个数称为“基数”关键码(Key,简称键):由一个或多个属性组成超键(Super Kry):在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模型的超键候选键:不含有多余属性的超键称为候选键主键:...

    关系模型的基本术语

    定义:用二维表格来表示实体集,用关键码表示实体之间联系的数据模型称为关系模型

    有时也习惯称呼关系为表或表格,元组为行(Row),属性为列。关系中属性个数称为“元数”,元组个数称为“基数”

    关键码(Key,简称键):由一个或多个属性组成

    超键(Super Kry):在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模型的超键

    候选键:不含有多余属性的超键称为候选键

    主键:(Primary Key):用户选作元组标识的候选键称为主键,一般不加说明,键是指主键

    外键:(Foreign Key):如果模式R中属性K是其他模式的主键,那么K在在模式R中称为外键

    关系的定义和性质

    定义:关系是一个属性数目相同元组的集合

    关系是一种规范化了的二维表格,对于关系作了下列规范性限制:

    1、关系中每一个属性都是不可分解的

    2、关系中不允许出现重复的元组(即不允许出现相同的元组)

    3、由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有顺序

    4、元组中属性在理论上也是无序的,但使用时按习惯考虑列的顺序

    三类完整性规则

    实体完整性规则:关系中元组在组成主键的属性上不能有空值,如果有空值,那么就起不到唯一标识元组的作用

    参照完整性规则:K是关系模式R1中的主键,是关系模式R2中的外键,那么K在R2中的取值有俩种,或者为空值,或者等于R1关系中某个主键值(不允许应用不存在的实体)

    用户定义的完整性规则

    ER模型到关系模型的转换

    ER图中的主要成分是实体类型和联系类型,转换算法就是如何把实体类型、联系类型转换成关系模式

    实体类型的转换:将每个实体类型转换成一个关系模式,实体的属性即为关系模式的属性,实体标识符即为关系模式的键

    联系类型的转换(一、二元联系类型的转换)

    1、若实体间联系是1:1,可以在俩个实体类型转换成的俩个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模型的键(作为外键)和联系类型的属性

    2、若实体间联系是1:N,则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的键(作为外键)和联系类型的属性

    3、若实体间的联系为M:N,则将联系类型也转换成关系模式,其属性为俩端实体类型的键(作为外键)加上联系类型的属性,而键为两端实体键的组合

    0437e526fa79749ba22ffc3976d705de.png

    实体转换为关系模型

    系(系编号,系名,电话)

    教师(教工号,姓名,性别,职称)

    课程(课程号,课程,学分)

    联系转换为关系模型

    1:1联系“主管”,可以在系模式中加入“教工号”(教工号为外键)------系(系编号,系名,电话,教工号)

    1:N联系“聘用”,可以在“教师”模式中加入系编号和聘期俩个属性(系编号为外键)---------教师(教工号,姓名,性别,职称,系编号,聘期)

    1:N联系“开设”,可以在“课程”模式中加入系编号(系编号为外键) - ---------------------------课程(课程号,课程,学分,系编号)

    M:N联系“任教”,则生成一个新的关系模式-------------------------------------------------------------任教(教工号,课程号,学分)

    这样结合起来的最终结果为:

    系(系编号,系名,电话)

    教师(教工号,姓名,性别,职称,系编号,聘期)

    课程(课程号,课程,学分,系编号)

    任教(教工号,课程号,学分)

    联系类型的转换(三元联系类型的转换)

    1、若实体间联系是1:1:1,可以在三个实体类型转换成的三个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另两个关系模型的键(作为外键)和联系类型的属性

    2、若实体间联系是1:1:N,则在N端实体类型转换成的关系模式中加入两个1端实体类型的键(作为外键)和联系类型的属性

    3、若实体间联系是1:M:N,则将联系类型也转换成关系模式,其属性为M端和N端实体类型的键(作为外键)加上联系类型的属性,而键为M端和N端实体键的组合

    4、若实体间联系是M:N:P,则将联系类型也转换为关系模式,其属性为三端实体类型的键(作为外键)加上联系类型的属性,而键为三端实体键的组合

    a13972949c10abf1277e5367af66d425.png

    仓库(仓库号,仓库名,地址)

    商店(商店号,商店名)

    商品(商品号,商品名)

    进货(仓库号,商店号,商品号,日期,数量)

    采用ER模式的逻辑设计步骤

    关系数据库的逻辑设计步骤有以下五步:

    1、导出初始关系模式集

    2、规范化处理

    3、模式评价(主要包括功能和性能俩个方面)

    4、模式修正

    5、设计子模式

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  • 什么星型模型

    千次阅读 2019-02-12 15:18:36
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  • 1 某关系R的外键指______ A. 其它关系的候选键,可以R中的主... 可由其值能惟一标识该关系中任何元组的一个或多个属性组成 B. 可由多个任意属性组成 C. 至多其值能惟一标识该关系任何元组
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