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  • 关系模型基本概念

    2020-12-14 18:32:20
    关系(Relation) D1 × D2 × ··· × Dn 的子集叫做在D1,D2,···,Dn 上的关系,表示为 R(D1,D2,···,Dn...例如:老师的关系模型可以表示为教师(教师号,姓名,性别,年龄,职称,所在系)。 (值)(d
  • 关系模型基本概念

    2020-08-31 14:56:21
    4.学习关系模型中的约束 第一个目的 上一篇文章我们对关系模型做了简单的理解,说关系模型其实就是定义表格的模板,当然这个并不完整,这里给出一个更加准确的概念。 关系模型由下面三部分组成: 1.描述了表格的基本...

    如果本文内容不能很好的理解建议观看哈工大战德臣老师的《数据库系统》的视频

    目的

    1.学习什么是关系模型
    2.学习域,笛卡尔积,等基本概念
    3.学习关系及其他基本概念
    4.学习关系模型中的约束

    第一个目的

    上一篇文章我们对关系模型做了简单的理解,说关系模型其实就是定义表格的模板,当然这个并不完整,这里给出一个更加准确的概念。
    关系模型由下面三部分组成:
    1.描述了表格的基本结构,也就是我们说的模板
    2.描述了表格之间的各种操作,称为关系运算
    3.描述这些操作必须要遵循的约束条件,称为完整性约束
    4.要学习关系模型,就是学习表格怎么描述,有哪些操作会有什么结果,有哪些约束。
    通常说关系的表现形式就是表格,即关系近似表格,但不完全等价,这是由于关系是不允许有重复,而表格在某些情况下是允许的。

    第二个目的

    :一组具有相同数据类型的值的集合,数据库中对应的是数据类型和长度,也就是每一列可能的取值如char(10)。
    基数:域中元素的个数
    元组:一个表可能有多个列,每一个列有一个域,我们从每一个域中取出一个元素最后就组成了元组,对应的是表格中的一行。
    笛卡尔积:所有可能元组的集合就是笛卡尔积。假设每一列对应的域元素个数为ni,一共有m个列,那么笛卡尔积的元组数量就是n1 x n2 x n3…x nm,高中组合知识。

    第三个目的

    关系:在笛卡尔积中有意义的元组集合。我的理解是笛卡尔积不是所有的元组都是有意义的,比如一个班级的学生信息,张三,20岁,男,如果你把这一条记录修改为张三,21,女可能在这个班是找不到这样一个学生的,那么这条记录可以看作是没有意义的。学生信息其实就是一个关系,我们拿到这个关系去笛卡尔积中筛选出有意义的数据,然后保留在表格中。
    关系的特性
    1.每一个列是同质的,即来自于同一个域或者说数据类型相同长度也在一个范围
    2.不同的列可以来自同一个域,但是不同的属性的属性名必须不同。
    3.行和列的区分需要用行的值和列的名称来区分,和位置无关。也就是在创建表格时列的定义顺序是无关的。在插入数据时先后顺序也是无关的。
    4.关系中是不能有重复的元组,但是表格在实际应用中可能是存在重复的,所以在数据库理论中多用关系,在数据库管理系统中多用表格。
    5.属性不可再分,也就是一列中不能存在多个子列
    在这里插入图片描述
    候选码(候选键):在关系中存在这样一个属性组,它可以唯一标识一个元组,并且缺少任何一个属性就不具备该特性了,那么这个属性组称为候选键。
    主码(主键):在候选键中选择一个为主码。
    主属性/非主属性:包含在候选码中的属性为主属性,反之为非主属性。所有属性构成了该关系的候选码,那么称为全码。
    外码(外键):一个关系中不是候选码,确实对应另一个关系中的候选码

    第四个目的

    实体完整性:主码不能空
    参照完整性:外码要么为空,要么为另一个关系中主码的值。
    用户自定义完整性:对值的约束,比如年龄在0~120;性别为男或女

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  • D1 × D2 × ··· × Dn 的子集叫做在D1,D2,···,Dn 上的关系,表示为 R(D1,D2,···,Dn ),其中R就是关系名,n就是目或度。 一个关系对应一张二维表,二维表就是关系名。 例如,下图的整个二维表的...

    关系(Relation)

    D1 × D2 × ··· × Dn 的子集叫做在域D1,D2,···,Dn 上的关系,表示为 R(D1,D2,···,Dn ),其中R就是关系名,n就是目或度。
    一个关系对应一张二维表,二维表就是关系名。

    例如,下图中的整个二维表的值就是一个关系

    目 或 度(degree)

    二维表关系R(D1,D2,···,Dn )中的 n 就是关系的目或度。

    关系模式(Relation Schema)

    在二维表中的行定义,即对关系的描述称为关系模式。

    一般表示为(属性1,属性2,…,属性n)
    例如:老师的关系模型可以表示为教师(教师号,姓名,性别,年龄,职称,所在系)。

    (值)域(domain)

    域是一组具有相同数据类型的值的集合。
    二维表中每列对应一个域。

    表述的是属性值的取值范围为值域。同一种类型的数据集合,都是某一个事物的值的集合。
    例如:自然数、整数、{男,女}、不大于10的正整数等。
    例如:上述关系中的D1 = 学号集合 = {S3001,S3002,S4001}; D2 = 姓名集合 = {张明,李静,赵丽} 等就是域。

    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。
    二维表中每行对应一个元组。
    关系是一张表, 表中的每行(即数据库中的每条记录)就是一个元组;

    在二维表里,元组也称为行。
    例如:关系中的某一行

    属性(attribute)

    在二维表中为了区分不同的域而对每列取一个名字,称为属性。
    属性的个数称为关系目或度,即 n目关系必有n个属性。
    列的值称为属性值;

    例如:二维表中的学号、姓名、性别等都是属性。

    分量(component)

    元素中每一个值 di 都叫做一个分量
    为每一行对应的列的属性值,即元组中的一个属性值。

    例如:关系中某一行中的S3001、张明、男、外语等等。

    候选码 (候选建)(candidate key)

    若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组,而其子集不能,则称该属性组为候选码。

    例如:在选课表中,只有属性组“学号”和“课程号”才能唯一地标识一个元组,则候选键为(学号,课程号)。

    主码(primary key)

    在一个关系的若干候选码中指定一个用来唯一标识该关系的元组,则称这个被指定的候选码称为主关键字,或简称为主键、关键字、主码。
    主码不一定只有一个,但是一定要有。

    在有多个候选码的情况下,主码是由人为选择的。
    主属性 & 非主属性(prime attribute & non-prime attribute)
    关系中包含在任何一个候选码中的属性称为主属性,不包含在任何一个候选码中的属性为非主属性或非码属性(non-key attribute)。

    例如关系中的学号、课程号就是主属性;而性别、年龄就是非主属性或非码属性。

    全码(all-key)

    在最极端条件下,关系模式中的所有属性都是这个关系模式的候选码,称为全码。

    外码(foreign key)

    一个关系R中的一个属性是另外一个关系F中的主码,则关系R中的这个属性称为外码。

    有两个实体:其中加粗的属性是主码。
    学生(学号,姓名,性别,专业号);专业(专业号,专业名)
    则对专业表来说:专业号是专业表的主码;
    对学生表来说:专业号是学生表的外码;学号是学生表的主码;

    笛卡尔积(cartesian product)

    笛卡尔积是域上的一种集合运算。

    给定一组域D1,D2,···,Dn,允许其中的某些域是相同的,D1,D2,···,Dn的笛卡尔积为:D1 × D2 × ··· × Dn = {(d1,d2,···,dn)| di ∈ Di,i = 1,2,···,n}

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  • 第三讲关系模型基本概念关系模型简述 关系模型是从表(table)以及表的处理方式抽象出来的 形象的说,一个关系(relatioin)就是一个Table 关系模型组成: 描述数据库的数据的基本结构 描述表之间的各种...

    第三讲关系模型之基本概念

    关系模型简述

    1. 关系模型是从表(table)以及表的处理方式中抽象出来的
    2. 形象的说,一个关系(relatioin)就是一个Table
    3. 关系模型组成:
    • 描述数据库的数据的基本结构
    • 描述表之间的各种操作(关系运算)
    • 操作应该遵循的约束条件(完整性约束)

    什么是关系

    相关概念

    • 域:一组值的集合,值有相同数据类型

    • 域的基数:集合中元素个数

    • 元组:每一个域中任取一个值所形成的组合

    • 元组分量:元组中的每个值都叫做一个分量

    • 笛卡尔积:所有可能组合而成的元组的集合

    因为笛卡尔积中的所有元组并不都有意义,所以

    关系:

    • 是笛卡尔积的子集

    • 笛卡尔积具有某方面意义的那些元组被称为一个关系

    • 关系不同列可能来自同一个域,为区分,需为每列起名,该名即为属性名

    • 例:设有一个”人类“域:里面有男人,也有女人。男女可以分别组成男女列,此为不同列可以来自同一个域

    • 关系的度/目(degree):列的数量

    • 关系的基数:元组数量

    关系模式与关系:

    • 关系模式就是关系的结构(也可以称为表的结构)

    • 关系是关系模式在某一刻的数据

    • 一个关系模式下可以有很多的关系(表)

    例:

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    • 关系是以内容来区分的,而不是属性或者元组在关系中的顺序。

    • 例:

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    上图是完全相同的关系

    • 关系第一范式:属性不可再分割

    • 候选码:

      • 关系中的一个属性/属性组,能唯一标识一个元组,这样的属性/属性组称为候选码
    • 主码/主键(primary key):

      • 当有多个候选码时,可以选择一个作为主码
      • DBMS以主码为主要线索管理关系中的各个元组
    • 主属性:包含在任意一个候选码中的属性被称为主属性

    • 非主属性:主属性之外的其他属性被称为非主属性

    • 外码/外键(foreign key):

      • 关系R中的一个属性组,它不是关系R的候选码,但它与另外一个关系S的候选码对应此属性组被称为关系R的外码或者外键
      • 两个关系通常靠外码连接起来

    关系模型中的完整性

    实体完整性

    实体完整性对应的是主码

    • 关系中主码的属性值不能为空值
      • 空值:不知道或者无意义的值,有空值的时候需要特殊处理
      • 意义:关系中的元组是以主码来唯一标识的,若主码为空,就会出现不可标识的元组

    参照完整性

    参照完整性对应的是外码

    • 关系R1中的外码与关系R2的主码相对应或者R1中的外码为空值(空值可以看作尚未选择外码)
      • 意义:若关系R1的某元组t1参照关系R2的某个元组t2,则t2必须存在

    用户自定义完整性

    用户自己定义的约束条件

    例如:

    1. 性别属性值的取值范围只能为 “男” 或 “女”
    2. 姓名必须在8个汉字字符之内
    3. 年龄必须在0-150之间

    DBMS对关系完整性的支持

    1. 实体完整性和参照完整性由DBMS自动支持
    2. DBMS通常提供如下机制:
      1. 可以使用户自己定义有关的完整性约束条件
      2. 有操作发生时,DBMS自动判定操作是否符合用户自己定义的完整性规则
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  • 关系模型基本概念 (1) 一个关系对应一张二维表 (2) :取值范围的集合 (3) 元组:每一行的记录 (2) 规范化的关系 1° 每一列的值是同类型的数据,来自同一个 2° 不同的列可以有相同的,每一列称为属性,用...
        
    • 关系模型的基本概念

      (1) 一个关系对应一张二维表

      (2) 域:取值范围的集合

      (3) 元组:每一行的记录

      (2) 规范化的关系

      1° 每一列的值是同类型的数据,来自同一个域

      2° 不同的列可以有相同的域,每一列称为属性,用属性名标识

      3° 列的次序无关紧要

      4° 元组的顺序无关紧要

      5° 关系中不能出现重复元组

      元组的每个分量都是原子的,不可拆分

    实际DBMS不一定完全符合规范化关系的几项规定
    
    (3) 关系包括:__关系模式 + 关系的值__
    
    关系模式:描述了关系结构,包括关系名、属性名、属性类型、域…
    
    关系的值:元组的集合
    
    • (1) 定义:

      1° 能够唯一标识元组的一个或几个属性

      2° 属性数量应最小

      (2) 候选键

      有的关系中,能够标识元组的属性(组)不止一个。此时它们都称为候选键

      如果有多个候选键,选其中一个作为主键,其余的键称为候补键

      (3) 一个关系至少有一个键

      (4) 联合腱

      键由多个属性组成,称为联合键

      (5) 全键

      关系中的所有属性放在一起才能标识一个元组,这种极端情况称为全键

      (6) 外键

      某个属性t, 在A关系中它可以是一个一般属性,也可以是键的一部分;但是在B关系中,它是键的一部分,此时这个属性t称为A关系的外键

    • 完整性约束

      包括三种:实体完整性约束、参照完整性约束、其他约束

      (1) 实体完整性约束

      主键中包括的各个属性,不能取空值

      (2) 参照完整性约束

      如果关系A中,有一个属性t是外键,它联系着关系B。此时t的取值 1° 要么为空值,2° 要么取值范围必须在B中选择

      示例:

      职工关系emp,部门关系dept,部门关系的一个属性 部门号dept_id是emp关系的外键,则在向职工关系表插入数据时,职工关系表中的dept_id取值要么为空,要么是dept关系表中存在的值

    如果外键属性还是组成主键的部分属性,根据__实体完整性约束__,它不能为空,因此只能是2°的取值
    
    (3) 其他约束
    
    用户根据实际情况自定义的约束
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空空如也

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关系模型中基本概念域