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  • 请问下各位大佬,在某个关系模式中,如果每个属性都能唯一标识一个元组。例如在A(身份证号,员工编号,指纹)中。这是一个全码吗?是所有属性组成一个还是所有属性都是

    请问下各位大佬,在某个关系模式中,如果每个属性都能唯一标识一个元组。例如在A(身份证号,员工编号,指纹)中。这是一个全码吗?是所有属性组成一个码还是所有属性都是码

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  • 数据库系统概念——关系数据库 -----Database System Concepts(6E) 文章目录数据库系统概念——关系数据库关系数据库—Relational Database一、关系模型1. 关系数据库2.数据库模式3. 4. 模式图—Schema ...

    数据库系统概念——关系数据库

    -----Database System Concepts(6E)



    关系数据库—Relational Database

    本篇是《数据库系统概念》原版书籍第一部分,这一部分介绍了关系模型的基础知识,介绍了最普遍的一种查询语言:SQL语言,以及关系代数。


    一、关系模型

    1. 关系数据库

    A relational database consists of a collection of tables,each of which is assigned a unique name.
    关系数据库由表的集合构成,每个表有唯一的名字。

    一般地,表中一行代表了一组值之间的联系,由于一个表就是这种联系的一个集合,表这个概念和数学上的关系这个概念是密切相关的。在数学术语中,元组(tuple)只是一组值的序列或列表(sequence or list),在n个值之间的一种联系可以在数学上用关于这些值的一个n元组来表示。
    即n元组(tuple)就是一个有n个值的元组,它对应于表中的一行(row)

    • 属性(attribute)指代的就是表中的列(cloumn)

    • 关系(relation)指代的就是表(table)

    • 关系实例(relation instance)表示一个关系的特定实例,也就是所包含的一组特定的行

    • 关系是元组集合,所以元组在关系中出现的顺序是无关紧要的

    • 域(domain)对于关系的每个属性,都存在一个允许取值的集合。
      如instructor关系的salary属性的域就是所有可能的工资值的集合,而name属性的域是所有可能的教师名字的集合。

    • 我们要求对所有关系 r 而言,r 的所有属性的域都是原子的。如果域中元素被看作是不可再分的单元,则域是原子的。
      例如,假设instructor表有一个属性phone_number,它存放教师的一组电话号码,那么phone_number就不是原子的,因为一组电话号码还可以细分出单个电话号码。

    • 空(null)值是一个特殊的值,标识值未知或不存在。如果某个教师没有电话号码,或者不提供,那么我们只能使用空值来强调该值未知或不存在。

    2.数据库模式

    谈论数据库时,我们必须区分数据库模式和数据库实例,前者是数据库的逻辑设计,后者是给定时刻数据库中数据的一个快照。

    关系的概念对应于程序设计语言中变量的概念,而关系模式的概念对应于程序设计语言中类型定义的概念。关系实例的概念对应于程序设计语言中变量的值的概念。给定变量的值可能随时间发生变化;类似的,当关系被更新时,关系实例的内容也随时间发生了变化。相反,关系的模式是不常变化的。

    3. 码

    我们必须有一种能区分给定关系中不同元组的方法。这用它们的属性来表明。也就是说,一个元组的属性值必须是能够唯一区分元组的。

    超码(superkey)是一个或多个属性的集合,它可以唯一地标识一个元组。例如,ID是instructor的一个超码,它可以唯一地标识instructor的一个元组。

    超码中可能包含无关紧要的属性。例如,ID和name的组合是instructor的一个超码,但是name是无关紧要的,倒是它的真子集ID也是一个超码,而且ID集合的任意真子集都不再是instructor的超码了。我们通常值对这样的一些超码感兴趣,他们的任何真子集都不能称为超码,这样的最小超码就被称为 候选码(candidate key)

    主码(primary key)用来代表被数据库设计者选中的、主要用来在一个关系中区分不同元组的候选码。码是整个关系的一种性质,而不是单个元组的性质。关系中的任意两个不同的元组都不允许同时在码属性上具有相同的值。

    一个关系模式(如r1)可能在它的属性中包括另一个关系模式(如r2)的主码。这个属性在r1上称作参照r2的外码。关系r1也称为外码依赖的参照关系,r2叫做外码的被参照关系。例如,instructor中的dept_name属性在instructor上是外码,它参照department,因为dept_name是department的主码。

    现在考察section和teaches关系。如下需求是合理的:如果一门课程是分段授课的,那么它必须至少由一位教师来讲授;当然它可能由不止一位教师来讲授。为了施加这种约束,我们需要保证如果一个特定的(course_id, sec_id, semester, year)组合出现在section中,那么该组合也必须出现在teaches中。可是,这组值并不构成teaches的主码,因为不止一位教师可能讲授同一个这样的课程段。其结果是,我们不能声明从section到teaches的外码约束。从section到teaches的约束是参照完整性约束。

    4. 模式图—Schema Diagrams

    一个含有主码和外码依赖的数据库模式可以用模式图来表示。下图展示了我们大学组织的模式图。每一个关系用一个矩形来标识,关系的名字显示在矩形上方,矩形内列出各属性。主码属性用下划线标注。外码依赖用从参照关系的外码属性到被参照关系的主码属性之间的箭头来标识。

    在这里插入图片描述

    5. 关系查询语言

    查询语言是用户从数据库中请求获取信息的语言。这些语言通常比标准的程序设计语言层次更高。查询语言可以分为过程化的和非过程化的。在过程化语言中,用户知道系统对数据库执行一些列操作以计算出所需的结果。在非过程化语言中,用户只需描述所需信息,而不用给出获取信息的具体过程。

    6. 关系运算—The Relational Algebra

    见本书第六章 The Relational Algebra


    总结

    关系数据模型建立在表的集合的基础上,数据库系统的用户可以对这些表进行查询,可以插入,删除和更新元组,关系的模式是指它的逻辑设计,而关系的实例是指它在特定时刻的内容。

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  • (3)关系模式,关系,关系数据库。 2.试述关系模型完整性规则。在参照完整性中,什么情况下外属性值可以为空值? 3. 4.关系代数基本运算有哪些?如何用这些基本运算来表示其他运算? ...

    1.定义并理解下列术语,并说明它们之间的联系和区别。
    (1)域,笛卡尔积,关系,元组,属性;

    域: 一组具有相同数据类型的值的集合。
    例如自然数,整数,大于0小于10的整数,{2,3}等都是域。

    笛卡尔积: 域上的一种集合运算,给定一组域D1,D2,…,Dn,允许其中某些域是相同的。则D1,D2,…,Dn的笛卡尔积为:D1×D2×…×Dn = {(d1,d2,…,dn)|di属于Di,i=1,2,…,n}是所有域所有取值的一个组合。
    例如 A = {a,b},B = {1,2,3},A × B = {(a,1),(a,2),(a,3),(b,1),(b,2),(b,3)}。

    关系: D1×D2×…×Dn的 子集 叫作在域D1,D2,…,Dn上的
    关系,表示为R(D1,D2,…,Dn), R:关系名,n:关系的目或度。
    关系对应一个二维表,每行代表一个元组,而列对应一个域。

    元组: 笛卡尔积中每一个元素(d1,d2,…,dn)叫作一个n元组或简称元组。
    如笛卡尔积概念中A x B 里都是二元组,如(a,1)。

    属性: 关系对应一个二维表,表的列对应一个域,由于域可以相同,所以对每列起名字,则称为属性,n目关系则有n个属性。

    联系和区别: 笛卡尔积是在域上进行运算的,元组是笛卡尔积中的元素,关系是笛卡尔积的子集,属性是关系对应二维表的列。

    (2)主码,候选码,外码;
    主码: 一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码。
    若一个班级所有学生的名字不重复,则名字也是候选码,课任选名字或学号其中之一为主码。

    候选码: 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。
    元组属性组的值是唯一的,没有重复的,则这个属性组是候选码。学号,身份证号。

    外码: 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R的外码。 基本关系R称为参照关系,基本关系S称为被参照关系。
    学生(名字,专业名),专业(专业名,专业号),专业号是学生关系的非候选码,又是专业关系的主码,所以专业号属性是学生关系的外码。

    联系和区别: 候选码只有一个时,主码就是候选码,候选码有多个时,主码是其中之一。一个关系的外码不是本关系的候选码,但它是其他关系的主码。

    (3)关系模式,关系,关系数据库。
    **关系模式:**关系模式是对关系的描述,可以形式化地表示为R(U,D,DOM,F)。R为关系名,U组成该关系的属性名集合,D为U中属性所来自的域,DOM为属性向域的映象的集合,F为属性间数据的依赖关系的集合。简记为R(U)。
    学生的域是人,则DOM(学生) = 人。

    关系: 关系模式在某一时刻的状态或内容。

    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。关系数据库的型是关系数据库的模式,对是对关系数据库的描述。关系数据库的值: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合,通常称为关系数据库。
    存储关系的数据库。

    联系和区别: 关系模式是对关系的描述。关系数据库是关系的集合。
    关系模式是静态稳定的,关系是动态,随时间不断变化的,因为关系操作总是更新着数据。

    2.试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中,什么情况下外码属性的值可以为空值?
    1 实体完整性: 若属性A是基本关系R的主属性,则属性A不能取空值。
    主属性是候选码的属性,用来唯一表示元组的属性组,肯定不能为空。

    2 参照完整性: 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,则对于R中每个元组在F上的值必须为:1、取空值(F的每个属性值均为空值);2、等于S中某个元组的主码值。
    外码它是被参照关系的主码,它的取值要么是被参照关系的主码值,要么就什么都不取。

    3 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。

    什么情况下外码属性为空?
    当它没有这个属性的值。学生(学号,姓名,班长),当学生所在班级没有选出班长时,班长就为空。

    3.设有一个SPJ数据库,包括S、P、J及SPJ4个关系模式:
    S(SNO,SBAME,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),供应商所在城市组成(CITY)。
    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(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),供应商姓名(SNAME),供应商状态(STATUS),供应数量(QTY),表示某供应商供应某种零件给某工程项目的数量为QTY。
    今有若干数据:

    在这里插入图片描述
    (1)求供应课程J1零件的供应商号码SNO;
    ΠSNO(σJNO=J1(SPJ))\Pi_{SNO}(\sigma_{JNO = ‘J1’}(SPJ))

    (2)求供应课程J1零件P1的供应商号码SNO;
    ΠSNO(σJNO=J1PNO=P1(SPJ))\Pi_{SNO}(\sigma_{JNO = ‘J1’ \wedge PNO = ‘P1’}(SPJ))

    (3)求供应课程J1零件为红色的供应商号码SNO;
    ΠSNO(σJNO=J1(SPJ)ΠSNO(σCOLOR=(J))\Pi_{SNO}(\sigma_{JNO = ‘J1’}(SPJ) \Join \Pi_{SNO}(\sigma_{COLOR = ‘红’}(J) )

    (4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO;
    ΠJNO(ΠPNO(σCOLOR=(P))SPJΠJNO(σCITY=(J))\Pi_{JNO}(\Pi_{PNO}(\sigma_{COLOR='红'}(P)) \Join SPJ - \Pi_{JNO}(\sigma_{CITY = '天津'}(J)) ;

    (5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO。
    ΠJNO,PNO(SPJ)÷ΠPNO(σSNO=S1(SPJ))\Pi_{JNO,PNO}(SPJ) \div\Pi_{PNO}(\sigma_{SNO='S1'}(SPJ));

    在这里插入图片描述

    4.关系代数的基本运算有哪些?如何用这些基本运算来表示其他运算
    基本运算有∪(并);-(差);×(笛卡尔积);σ(选择);π(投影);
    ∩(交):A∩B = A-(A-B) = B-(B-A);
    ⋈(连接):?
    ÷(除):?

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  • 数据库应用程序开发入门篇—— 关系数据库基本概念 写在前面:关系数据库是目前应用最广泛的的数据库,了解关系型数据库基本概念,有助于应用...关系数据库中涉及基本概念(和键是同个意思,主即主键)如下

    数据库应用程序开发入门篇—— 关系数据库中的基本概念

    写在前面:关系数据库是目前应用最广泛的的数据库,了解关系型数据库的基本概念,有助于应用开发。

    1.关系数据库中基本概念

    关系数据库,是建立在关系模型基础上的数据库,借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。关系数据库中涉及的基本概念(码和键是同个意思,主码即主键)如下:
    关系(Relation):一个关系对应通常说的一张表
    元组(Tuple): 表中的一行即为一个元组
    属性(Attribute):  表中的一列即为一个属性,给每一个属性起一个名称即属性名
    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)最极端的情况下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(Primary key):表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组。若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码。
    外码(Foreign Key):概念见下面参照完整性里面。
    主属性(Prime attribute)候选码的诸属性称为主属性(Prime attribute)
    非主属性( Non-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) 
    域(Domain):属性的取值范围。
    分量:元组中的一个属性值。
    关系模式对关系的描述,形式化的表示为:关系名(属性1,属性2,…,属性n)
                            例如,学生(学号,姓名,年龄,性别,系,年级)

    2.关系模型的三类完整性

    关系数据模型由关系数据结构、关系操作、关系中的完整性约束规则三个基本部分组成。重点了解三类完整性约束规则和关系上的操作。
    关系模型中有三类完整性约束:实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性

    1)实体完整性

    实体完整性规则:若属性A是关系R的主属性,则A不能取空值。
    实体完整性规则规定,关系的主码中的属性(即主属性)不能取空值。空值(NULL)不是0,也不是空字符串,而是没有值。换言之,所谓空值就是“不知道”或“无意义”的值。由于主码是实体的惟一标识,如果主属性取空值,关系中就会存在某个不可标识的实体,即存在不可区分的实体,这与实体的定义矛盾,因此,这个规则称为实体完整性规则。
    注意:实体完整性规则规定基本关系的所有主键的各属性都不能取空值,而不仅是主键整体不能取空值。
    例如,选课(学号,课程号,成绩)关系中,属性组“学号”和“课程号”为主键,同时也是主属性,则这两个属性均不能取空值。

    2)参照完整性

    a.  外码和参照关系(重要概念)
    设F是基本关系R的一个或一组属性,但不是关系R的主码(或候选码)。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),称基本关系S为被参照关系(Referenced  Relation)。
    例如,有教师授课关系模型如下:
    课程(课号,课名,学分)
    教师(工号,姓名,职称,课号
    参考书(书号,书名,课号
    其中,关系教师中的属性“课号”不是主码,该属性与关系课程中的主码“课号”相对应。
    因此,“课号”是关系教师的外码。关系教师是参照关系,关系课程是被参照关系。

    b.参照完整性规则
    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,则对于R中的每个元组在F上的值必须满足:或者取空值(F的每个属性均为空值),或者等于S中某个元组的主码值。
    例如,在上述教师授课关系模型中,关系教师中的外码“课号”只能是下面两类值:
    (1) 空值。表示还未给该教师安排课。
    (2) 非空值,但此值必须为被参照关系课程中某一门课程的“课号”。
    在关系数据库中,表与表之间的联系是通过公共属性实现的。这个公共属性往往是一个表的主码,同时是另一个表的外码。
    注意:在实际应用中,外码不一定与对应的主码同名。

    3)用户定义完整性

    任何关系数据库系统都应该支持实体完整性和参照完整性。除此之外,关系数据库系统根据现实世界中应用环境的不同,往往还需要另外的约束条件。用户定义的完整性就是针对某一具体要求来定义的约束条件,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,某个属性必须取惟一值;某些属性之间应满足一定的函数关系;某个属性的取值范围在0—400之间等。关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制,以便系统用统一的方法处理它们,而不需要由应用程序来承担这一功能。

    4)完整性约束规则的检查——如何在实际操作中执行完整性约束规则

    为了维护数据库中数据的完整性,在对关系数据库执行插入、删除和修改操作时,就要检查是否满足以上三类完整性规则。
    (1) 当执行插入操作时,首先检查实体完整性规则,插入行的主码属性上的值,是否已经存在。若不存在,可以执行插入操作;否则不可以执行插入操作。再检查参照完整性规则,如果是向被参照关系插入,不需要考虑参照完整性规则;如果是向参照关系插入,插入行在外码属性上的值是否已经在相应被参照关系的主码属性值中存在。若存在,可以执行插入操作;否则不可以执行插入操作,或将插入行在外码属性上的值改为空值后再执行插入操作(假定
    该外码允许取空值)。最后检查用户定义完整性规则,检查被插入的关系中是否定义了用户定义完整性规则,如果定义了,检查插入行在相应属性上的值是否符合用户定义完整性规则。若符合,可以执行插入操作;否则不可以执行插入操作。
    (2) 当执行删除操作时,一般只需要检查参照完整性规则。如果是删除被参照关系中的行,则应检查被删除行在主码属性上的值是否正在被相应的参照关系的外码引用,若没被引用,可以执行删除操作,若正在被引用,有三种可能的做法:不可以执行删除操作(拒绝删除),或将参照关系中相应行在外码属
    性上的值改为空值后再执行删除操作(空值删除),或将参照关系中相应行一起删除(级联删除)。
    (3)当执行修改操作时,因为修改操作可看成先执行删除操作,再执行插入操作,因此是上述两种情况的综合。

    3.关系模型上的操作

    关系数据库所使用的操作可以由抽象的关系代数和关系演算来表达,这部分内容涉及集合操作等简单数学问题,主要使用抽象符号来表示,能够脱离具体语言来表达查询、更新和控制等操作,对于理解数据库操作十分有用,在这里不做过多介绍,还是等到后面学习SQL语句时感受吧。

    4.参考资料

    (1)数据库原理及开发应用      清华大学出版社 周屹等编著
    (2)http://shujuku.zjwchc.com/
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  • 3.关系模式,关系,关系数据库 1.(1)域:一种具有相同数据类型集合。 (2)笛卡尔积:给定一组域D1,D2,…,Dn,这些域可以是相同D域。这组域笛卡尔积为 1×D2×…×Dn={(d1,d2,…,dn)|di∈Di,i=1,2,…,n} ...
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