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  • 关系模型 关系模式
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    2019-12-18 09:40:11
    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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  • 一名学生对应一个寝室(一对一),一个院系对应多名学生(一对多),多位教师对应多名学生(多对多) 关系:若干元组的集合,说白了就是指数据库表 关系模式:对关系的描述称为关系模式,最后会详细描述 关系模型:...

    名词解释

    数据:数据就是数据库中存储的基本数据,比如学生的学号、学生的班级
    数据库:存放数据的仓库
    数据库管理系统:数据库软件,如MySQL、Oracle
    数据库系统:数据库+数据库管理系统+应用程序+数据库管理员(大佬)

    实体:客观存在的对象,比如一个学生,一位老师
    属性:实体的特性,比如学生的学号、姓名、院系
    :可唯一标识实体的属性集。比如学号是学生的码,一个学号唯一标识一名学生。学号和课程号是成绩的码,因为学号和课程号唯一标识一门课程的成绩
    实体型:对实体的描述,比如学生(学号,姓名,院系)
    实体集:实体的集合
    联系:实体集之间的关系。一名学生对应一个寝室(一对一),一个院系对应多名学生(一对多),多位教师对应多名学生(多对多)

    关系:若干元组的集合,说白了就是指数据库表
    关系模式:对关系的描述称为关系模式,最后会详细描述
    关系模型:若干关系的集合,也就是一个数据库
    属性(关系):相对于前面的属性的意义,这里特指数据库表中的某列
    元组:一条数据库记录
    分量:元组中某一属性值
    :一组具有相同数据类型的值的集合,是属性的取值范围,比如性别属性的域就是{男,女},学生学历属性的域就是{学士、硕士、博士、院士}

    候选码:可唯一标识某一元组的属性组,属性组中各个属性缺一不可。【t_student】(学号,姓名,学院),姓名可能会重复,所以其中学号可以唯一标识一条记录,学号就是t_student的候选码。那么假设姓名不会重复,那么候选码就有学号和姓名两个。 又比如【t_grade】(学号,课程,成绩),其中一个学生可以有多条成绩记录,所以需要学号和课程号组合才可以唯一标识一条数据库记录,所以学号、课程号就是t_student的一个候选码。
    超码:只要一个属性组可以唯一标识一个元组,那么就说这个属性组是超码 【t_student】(学号,姓名,学院),姓名可能会重复,所以(学号)是一个超码同时也是候选码,(学号,姓名)可唯一标识一个元组,所以其也是超码,但不是候选码,因为少了姓名也可以唯一标识。
    主属性:候选码中的属性称为主属性。【t_student】(学号,姓名,学院),学号就是主属性
    非主属性:不是主属性就是非主属性呗。【t_student】(学号,姓名,学院),姓名、学院就是非主属性
    全码:极端情况下表的所有属性组成该表的候选码,则称为全码
    主键/主码:primary key,一个表可能有多个,往往选中一个作为主键
    外键/外码:foreign key,假设表A的某个属性attr是另一表B中的主码,且A和B有某种联系,则称attr是外码
    参照表:外码所在的表
    被参照表:外码所引用(foreign key references)的表
    数据完整性:数据完整性就是指数据的正确性和相容性(符合逻辑),又分为实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性
    实体完整性:主码唯一且不为空
    参照完整性:不允许引用不存在的实体。参照表插入某条记录,这条记录的外码在被参照表中必须存在
    用户自定义完整性:由用户自定义的数据约束。比如性别只能用男、女表示,人的年龄在0-120之间。常见的用户自定义完整性有NOT NULL,UNIQUE,CHECK等

    内模式:对数据库的物理存储结构和存储方式的描述,是数据库在数据库内部的存储方式。拿MySQL来讲,每建一个表,都会在文件系统上生成一个或多个文件,这些文件存储了数据、表信息、索引信息,这就称为内模式
    模式:对内模式的抽象,即数据库
    外模式:对模式的抽象,即用户直接使用的应用程序
    外模式-模式映像:保证数据的逻辑独立性。当模式改变时(增加表,增加表的结构),可以保证外模式不变
    模式-内模式映像:保证数据的物理独立性。当内模式改变时(比如MySQL切换了存储引擎),可以保证模式不变,从而外模式也不会变。

    关系模式

    关系模式是对关系的描述(有哪些属性,各个属性之间的依赖关系如何),模式的一个具体值称为模式的一个实例。模式反应是数据的结构及其联系,是型,是相对稳定的,实例反应的是关系某一时刻的状态,是值,是相对变动的。
    想要查看t_student的关系模式?DESC t_student
    想要查看t_student的关系实例?SELECT * FROM student
    另外,关系模式有约定的数学表示,R(U,D,DOM,F),R指关系名,U指一组属性,D指域,DOM指属性到域的映射,F就是指数据依赖。举个栗子,假设一个学生表t_student,拥有属性学号,姓名,性别,学院,其数学表示如图。
    在这里插入图片描述
    此文章是转载文章,转载于:关系、关系模式、关系模型blablabla…

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    b6a652c79455fb2fcf36256f03e07486.png

    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:

    0fc7ab07abd7f4b9f69e285b3c324472.png
    展开全文
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    笔记目录

    更多内容可以查看笔记目录

    关系模型

    关系数据结构

    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
    在这里插入图片描述

    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
    • 指定长度的字符串集合
    • {男’,‘女’}

    关系

    关系

    • D 1 × D 2 × . … × D n D_1×D_2×.…×D_n D1×D2×.×Dn子集叫作在域 D 1 , D 2 , … , D n D_1,D_2,…,D_n D1D2Dn 上的关系,表示为 R ( D 1 , D 2 … , D n ) R(D1,D2…,Dn) R(D1D2Dn)
      R:关系名
      n:关系的目或度(Degree)

    元组

    • 关系中的每个元素 ( d 1 , d 2 , … , d n ) (d_1,d_2,…,d_n) (d1d2dn) 叫作一个 n元组(n-tuple) 或简称元组,通常用 t 表示。

    属性

    • 关系中不同列称为属性(Attribute),每个属性有一个名字
    • 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,而其子集不能,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是这个关系模式的候选码,称为全码

    • 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
      主属性是指包含在候选码中的属性。
      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)

    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)

    关系模式

    关系模式(Relation Schema)是型、关系是值
    关系模式是对关系的描述

    • 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
    • 完整性约束条件

    关系的三类完整性

    实体元整性(Entity Integrity)

    • 关系中元组在组成主码的属性上不能有空值
    • 每个关系都应有一个主码
    • 每个元组的主码的值应当唯一
    • 主属性不为 NULL
    • 空值就是“不知道”或“不存在”或“无意义”的值

    在这里插入图片描述

    参照完整性

    • 在关系模型中存在着关系与关系间的引用
    • 外码(Foreign Key)

    例 2.1 :
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    学生关系中每个元组的“专业号”属性只取两类值:
    (1)空值,表示尚未给该学生分配专业
    (2)非空值,这时该值必须是专业关系中某个元组的“专业号”值,表示该学生不可能分配一个不存在的专业


    例 2.2 :
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    选修(学号,课程号,成绩)
    “学号”和“课程号”可能的取值:
    (1)选修关系中的主属性,不能取空值
    (2)只能取相应被参照关系中已经存在的主码值


    例 2.3 :
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    学生(学号,姓名,性别,专业号,年龄,班长)
    “班长”属性值可以取两类值:
    (1)空值,表示该学生所在班级尚未选出班长
    (2)非空值,该值必须是本关系中某个元组的学号值

    在这里插入图片描述

    用户定义的完整性

    • 针对某一具体关系数据库的约束条件,反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
    • 关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制,以便用统一的系统的方法处理它们,而不需由应用程序承担这一功能

    例:
    课程(课程号,课程名,学分)

    • “课程号” 属性必须取唯一值
    • 非主属性 “课程名” 也不能取空值
    • “学分” 属性只能取值 {1,2,3,4}

    关系代数

    关系代数是一种抽象的查询语言,它用对关系的运算来表达查询

    • 运算对象是关系
    • 运算结果亦为关系
    • 关系代数的运算符有两类:
      集合运算符
      专门的关系运算符

    关系代数运算符

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    传统的集合运算

    并(Union) ∪ \cup

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    差(Difference) − -

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    交(Intersection) ∩ \cap

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    笛卡尔积 × \times ×

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    例如,给出 3 个域:

    • D1 = 导师集合SUPERVISOR = {张清玫,刘逸}
    • D2 = 专业集合SPECIALITY = {计算机专业,信息专业}
    • D3 = 研究生集合POSTGRADUATE = {李勇,刘晨,王敏}

    D1,D2,D3的笛卡尔积为:
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    专门的集合运算

    首先给出三张表:学生关系Student、课程关系Course、选修关系SC

    • 学生关系 Student
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    • 课程关系 Course
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    • 选修关系 SC
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    选择 σ \sigma σ

    选择运算是从关系R中选取使逻辑表达式F为真的元组,是从行的角度进行的运算
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    投影 ⊓ \sqcap

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    连接 ⋈ ⋈

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    等值连接

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    自然连接

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    等值与自然连接例题

    例:给出关系 R 和关系S 的表:
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    悬浮元组

    两个关系R和S在做自然连接时,关系R中某些元组有可能在S中不存在公共属性上值相等的元组从而造成R中这些元组在操作时被舍弃了,这些被舍弃的元组称为悬浮元组。
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    外连接

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    除运算 ÷ \div ÷

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    除运算例题

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    解:
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    小结

    关系数据库系统是目前使用最广泛的数据库系统

    关系数据库系统与非关系数据库系统的区别:

    • 关系系统只有 “表” 这一种数据结构
    • 非关系数据库系统还有其他数据结构

    在这里插入图片描述
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    在这里插入图片描述

    课后作业

    设有一个 SPJ 数据库,包括 S、P、J 及 SPJ 4 个关系模式:
    S(SNO, SNAME, STATUS, CITY);
    P(PNO, PNAME, COLOR, WEIGHT);
    J(JNO, JNAME, CITY);
    SPJ(SNO, PNO, JNO, QTY)。
    供应商表 S 由供应商代码(SNO)、供应商姓名(SNAME)、供应商状态(STATUS)、供应商所在城市(CITY)组成。
    零件表 P 由零件代码(PNO)、零件名(PNAME)、颜色(COLOR)、重量(WEIGHT)组成。
    工程项目表 J 由工程项目代码(JNO)、工程项目名(JNAME)、工程项目所在城市(CITY)组成。
    供应情况表 SPJ 由供应商代码(SNO)、零件代码(PNO)、工程项目代码(JNO)、供应数量(QTY)组成,表示某供应商供应某种零件给某工程项目的数量为 QTY。
    在这里插入图片描述

    试用关系代数、ALPHA语言、QBE语言完成如下查询:
    (1)求供应工程 J1 零件的供应商号码 SNO;
    (2)求供应工程 J1 零件Pl的供应商号码 SNO;
    (3)求供应工程 J1 零件为红色的供应商号码 SNO;
    (4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号 JNO;
    (5)求至少用了供应商 S1 所供应的全部零件的工程号 JNO。

    解:
    在这里插入图片描述

    课后作业答案

    (1)(2)(3)没有问题。
    (4)第一个式子写成 SPJ 或 J 都行。
    (5)错了。
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述在这里插入图片描述

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