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  • 在数据库关系模型中
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    2020-09-25 23:01:05

    0.什么是关系模型?

    1.关系模型以表为基本结构
    2.包括了基本的操作:并,差,广义积,选择,投影 以及拓展的操作:交,连接,除
    3.还有完整性约束:实体完整性,参照完整性,用户自定义完整性。
    

    1.什么是关系?什么是表?

    关系是所有域的笛卡尔积的子集,关系是严格的数学定义,是一个集合,不允许有相同的元组出现。
    表是现代数据库依照关系的理论基础,它允许有相同的记录。
    

    2.关系模型有哪些操作?

    基本的操作:并,差,广义积,选择,投影
    拓展的操作:交,连接,除
    

    3.关系模型的完整性有哪些?

    实体完整性(主键不能为空)    #针对主键
    参照完整性(外键可以为空,但是必须存在与它所在主键的表中)   #针对外键
    用户自定义完整性(例如 性别只能是男或者女而不能是其他,由用户自己定义)
    

    4.什么是候选键(码)?

    可以唯一标识任意一行的属性。关系中的一个属性组,其值能够唯一标识一个元组。
    

    5.什么是主键?什么是主属性?

    选择一个候选键作为主键。(数据库常以主码为线索管理)
    主属性是候选键中的任一属性。其他属性则为非主属性。
    

    6.什么是外键?

    关系R中的一个属性组,***他不是R的候选码***,但它**是与另一个关系S的候选键码相对应**
    
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  • 数据库 关系模型的基本概念

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    关系模型中:关系、目或度、关系模式、域、元组、属性、分量、主码、外码等名词的解释。

    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
      01

    目 或 度(degree

    二维表关系R(D1,D2,···,Dn )中的 n 就是关系的

    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
      02

    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。
      03

    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)。
      04

    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。

      01

    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}

    资料参考

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  • 第2章数据库关系模型 作业 常用的关系查询操作包括选择、投影、连接、并、交等。 v 实体完整性是指关系表的属性组成必须是完整的。 x 自然连接是一种等值连接。 v 参照完整性,可以定义级联...

    目录

    第2章        数据库关系模型

    本章要求:

    1、关系模型的基本概念

    关系数据模型-现有主流DBMS支持的逻辑模型

    域(Domain):相同数据类型的集合

    关系模式:关系名和属性

    关系实例:具体的数据集合

    一、关系的数学定义

    笛卡尔积可以写成一个二维表

    关系(Relation):笛卡尔积的子集

    数学意义上的关系:可无限个元组,元组元素不可交换

    数据库的关系:有限的元组,元组元素可交换

    4、说明

    5、关系的性质

    二、关系模型

    1、单一的数据结构:关系(二维表):记录一个班的人的成绩,一个人为记录,一个人的数据库成绩为字段,一个人的学号、身份证号为关键字

    2、关系模式:关系的描述:关系数据库包括所有关系

    简单地讲:关系数据模型是表现为二维表的形式

    3、关系的三种类型

    (二)关系操作

    1、种类:查询和维护

    2、特点:

    三)关系模型的三类完整性

    1、实体完整性(Entity Integrity):主属性不空

    2、参照完整性(Referential  Integrity),也叫引用完整性:引入外部关系的主属性为空或外部值

    3、用户定义的完整性:约束条件

    2、RDBS的数据操纵语言:关系代数

    一、传统的集合运算:并交差笛卡尔积

    (1) UNION(并):R∪S:相加除同

    (2) INTERSECT (交):R∩S:相同的出来

    (3) SET-DIFFERENCE(差):R-S:属于R不属于S

    (4) CROSS-PRODUCT(积):R ×S:如图所示

    专门的关系运算

    选择与投影操作

    1、选择:在关系R中选出满足F条件的行形成新的关系

    2、投影:在关系R中选出几列形成新的关系

     3、连接(Join)

    种类:条件连接、等值连接、自然连接、外连接

    (1) Condition Joins(条件连接):两个表中满足条件的行,组成新的表

     (2)等值连接 (Equijoin):两个表中属性相等的行组成新的行

    (3) Natural Join(自然连接):列名字相同的列,属性相同提出来

    4、除(Division):过于复杂且不常用,了解即可

    5、外连接(Outer Joins)

    外连接的种类:左右全

    说明:

    左外连接

    右外连接

     全外连接

    PostgreSQL数据库关系操作实践

    一、项目案例——选课管理系统数据库关系表实践

    (1) 使用pgAdmin4创建数据库

    指定数据库名和拥有者

     数据库创建成功

     课程表(COURSE)

    教师表(TEACHER)

    开课计划表(PLAN)

    学生表(STUDENT)

    选课注册表(REGISTER)

    学院信息表(COLLEGE)

    使用pgAdmin 4创建PostgreSQL数据库表

     使用pgAdmin 4创建学院信息表(COLLEGE)

    使用pgAdmin 4创建教师信息表(TEACHER) 

    使用pgAdmin 4给教师信息表(TEACHER)创建外键约束 

     使用pgAdmin 4给教师信息表(TEACHER)创建外键约束的处理

     使用pgAdmin 4给教师信息表(TEACHER)创建check约束

    单元测试

    第2章 数据库关系模型-单元测验-数据库与机器学习_aiqq136的博客-CSDN博客第2章 数据库关系模型---数据库与机器学习作业常用的关系查询操作包括选择、投影、连接、并、交等。 v实体完整性是指关系表的属性组成必须是完整的。 x自然连接是一种等值连接。 v在参照完整性中,可以定义级联操作。 v用户自定义完整性可以实施数据的业务约束。 v每个关系是一个二维表,但二维表不一定是关系。 v关系中复合键至少包含两个属性。 v代理键是为了唯一标识关系的不同元组,需要在表单或报表中显示出来。 x...https://blog.csdn.net/aiqq136/article/details/123429997

    第3章        数据库操作SQL语言

    第4章        数据库设计与实现

    第5章        数据库管理

    第6章        数据库应用编程

    第7章        NoSQL数据库技术


    第2章        数据库关系模型

    本章要求:

    1、掌握关系、关系模式、关系数据库等基本概念

    2、掌握关系的三类完整性的含义

    3、掌握关系代数运算

    4、PostgreSQL项目实践

    1、关系模型的基本概念

    层次、网状数据库结构复杂,需要使用者有较强专业知识,使用很不方便。

    程序员必须经过良好的培训,对所使用的系统有深入的了解才能用好系统。

    关系数据库是应用集合的方法来处理数据的。

    它具有结构简单、理论基础坚实、数据独立性高以及提供非过程性语言等优点。

    关系数据模型-现有主流DBMS支持的逻辑模型

    关系的概念:用于描述数据本身、数据之间联系,俗称“表”。

    (Domain):相同数据类型的集合

    是一组具有相同数据类型的值的集合,具有数据类型及长度、域名、取值范围。

    关系模式:关系名和属性

    由关系名、各个属性、属性的域以及属性的依赖关系构成。

    关系实例:具体的数据集合

    由真实记录或元组构成的集合,称为关系实例,简称关系;

    每个元组的字段必须对应关系模式中的字段。

    一、关系的数学定义

    笛卡尔积(Cartesian Product):设D1、D2、…、Dn是n个域, 则它们的笛卡尔积为

    D1×D2×…×Dn={(d1,d2,…,dn) | di ∈ Di, i=1,2,…,n}

    其中每一个元素称为一个n元组(n-tuple), 简称元组;

    元组中的每个值di称为一个分量(component).

    例子:D1={1,2,3}        D2={4,5}

    D1xD2={(1,4)(1,5)(2,4)(2,5)(3,4)(4,5)}

    (1,4)是二元组,其中1为分量

    笛卡尔积可以写成一个二维表

    例如:

    设 D1={张三,李四},

    D2={数学,语文},

    D3={优,良}

    则D1×D2×D3可用二维表表示为:

    关系(Relation):笛卡尔积的子集

    笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集合,记作 R(D1,D2,…,Dn)

    R:关系名

    n为关系的目或度

    数学意义上的关系:可无限个元组,元组元素不可交换

    (1)笛卡尔积不满足交换律:元组元素不可交换

    即:(d1,d2,…,dn) ≠ (d2,d1,…,dn)

    (2)数学意义的关系可以是无限个元组的集合。

    数据库的关系:有限的元组,元组元素可交换

    数学意义的关系不适合数据库的实际应用,必须做如下限制:

    (1)数据库关系模型中的关系必须是有限的元组集合

    (2)数据库关系模型中的属性列表的顺序是可交换的,允许任意顺序;具有数据库中关系满足交换律

    4、说明

    ① 关系是一个二维表。

    ② 每行对应一个元组。

    ③ 每列可起一个名字,称为属性。属性的取值范围为一个域,元组中的一个属性值是一个分量。

    5、关系的性质

    ① 列是同质的,即每列中的数据必须来自同一个域

    ② 每一列必须是不可再分的数据项(不允许表中套表,即满足第一范式)

    ③ 不能有相同的行

    ④ 行、列次序无关

    二、关系模型

    三部分:关系数据结构、关系操作集合、关系的完整性

    (一)数据结构

    1、单一的数据结构:关系(二维表):记录一个班的人的成绩,一个人为记录,一个人的数据库成绩为字段,一个人的学号、身份证号为关键字

    不论是实体还是实体间的联系都用关系表示

    • 实体值 → 关系的元组,在关系数据库中通常称为记录
    • 属性值 → 元组的分量,在关系数据库中通常称为字段
    • 关键字(码):唯一标识一个元组的属性组

    关键字可以有多个,统称候选关键字

    在使用时,通常选定一个作为主关键字

    关键字的诸属性称为主属性,其它为非主属性

    2、关系模式:关系的描述:关系数据库包括所有关系

    包括关系名、诸属性名属性域约束、属性间的依赖

    一个元组为关系的一个值,也称为记录

    关系数据库模式:对关系数据库的描述,包括域的定义及在域上定义的所有关系模式

    关系数据库:所有实体及实体间联系的关系的集合。是某时刻所有关系模式对应的关系的集合。

    简单地讲:关系数据模型是表现为二维表的形式

    如:学生的基本信息

    学号

    姓名

    住址

    20060101

    04-201

    排球

    20060102

    魏明

    04-203

    足球

    20060103

    王昆

    05-102

    羽毛球

    20060104

    程香

    05-102

    羽毛球

    20060105

    刘鹏

    04-405

    游泳

    20060106

    王德

    04-203

    排球

    20060107

    04-205

    20060108

    04-102

    20060109

    程文

    05-304

    乒乓

    3、关系的三种类型

    基本关系:客观存在的基本表

    查询表:由基本表按一定条件检索得到的结果

    视图(View): 从一个或多个基本关系上导出的关系。它不对应实际的存储数据,是一个虚关系,然而可永久存在。相当于关系模型的外模式。

    由于二维表的存储策略非常简单,关于数据库的物理存储完全由DBMS自动完成。因此,在关系模型中不需要与内模式相应的概念。

    (二)关系操作

    1、种类:查询和维护

    查询操作:选择、投影、连接、除、并、交、差

    维护操作:增加、删除、更新

    2、特点:

    ① 集合操作,一次操作

    ② 可存取多个元组

    ③ 非过程化语言:用户只需告诉做什么(What)不需告诉怎么做(How)

    ④ 数据定义DDL、数据操纵DML、数据控制语言集成在一起DCL:权限控制、完整性控制等

    • 一次一集合(关系型)
    • 一次一记录(非关系型)

    三)关系模型的三类完整性

    1、实体完整性(Entity Integrity):主属性不空

    基本关系的所有主属性不能取空值

    原因:基本关系<--->实体集

    --->实体必可区分(标识符)

    --->主关键字是唯一性标识,故不能空

    2、参照完整性(Referential  Integrity),也叫引用完整性:引入外部关系的主属性为空或外部值

    若基本关系R含有与另一个基本关系S的主关键字相对应的属性组F(F称为R的外键外部码),

    则R中每个元组在F上的值或为空值,或等于S中某个元组的主关键字值。

    例: 职工关系 EMP(ENO,ENAME,DNO)

    部门关系 DEPT(DNO,DNAME)    

    DNO为DEPT的主关键字

    DNO为EMP的外键,只能取空值或DEPT中某关键字的值

    又如:学生关系(SNO,SNAME,AGE,SEX)

    课程关系(CNO,CNAME)

    选课关系(SNOCNO,G)

    3、用户定义的完整性:约束条件

    用户自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。

    主要包括非空约束、唯一约束、检查约束、缺省值约束、外键约束

    注意:定义完整性约束后,当数据库数据发生变化时,DBMS会自动检查,从而不必在应用程序中作检查

    2、RDBS的数据操纵语言:关系代数

    关系代数的运算对象是关系,运算结果也为关系。

    其运算按运算符的不同可分为两类。

    一、传统的集合运算:并交差笛卡尔积

    1、并(Union):R ∪ S = { t | t∈R∨t∈S}

    2、交(Intersection):R ∩ S = { t | t∈R∧t∈S}

    3、差(Difference): R − S = { t | t∈R∧t\notinS}

    4、笛卡尔积(广义): R × S = { \widehat{t_{r}t_{s}} | tr ∈ R ∧ ts ∈ S}

    (1) UNION(并):R∪S:相加除同

    概念:包含R和S中的所有元组,要求R和S兼容(字段个数、类型[名字]) ,结果模式与R一致。

    (2) INTERSECT (交):R∩S:相同的出来

    概念:包含R、S中相同的元组,R、S须兼容。

    (3) SET-DIFFERENCE(差):R-S:属于R不属于S

    概念:包含在R中而不在S中的元组,R、S兼容。

    (4) CROSS-PRODUCT(积):R ×S:如图所示

    概念:结果包含R和S中所有字段。如果有相同的字段名,

    则在结果字段来源的表。也叫“笛卡尔乘积”。

    说明:

    ①以上定义中,R、S本身也可以是关系代数表达式;

    ②由于R∩S=R-(R-S),故R∩S实际上是多余的 。

    专门的关系运算

    学生-课程数据库:学生Student、课程Course和选修SC

    选择与投影操作

    1、选择:在关系R中选出满足F条件的行形成新的关系

    (Selection),又称限制(Restriction),从行的角度的运算

    σF(R):在关系R中选出满足条件F的元组形成新的关系。(F:条件表达式)

    2、投影:在关系R中选出几列形成新的关系

    (Projection)从列的角度的运算

    πA(R):在R中选出若干属性列组成一个新关系。(A:属性组)

    投影后若有重复行,则自动保留一个
     

    • 共同点:为一元关系操作符。
    • 选择:从关系实例中选择出满足条件的行。操作符:σ
    • 投影:从关系实例中抽出所需的一列或多列。操作符:π
    • 条件表达式中的比较操作符:>,>=,<,<=,=,≠。

     

     3、连接(Join)

    从两个关系的笛卡尔积中选取属性间 满足条件AθB的元组。

    A:R中属性
    B:S中属性
    θ:比较运算符

    连接是同时处理多个关系的重要运算

    • 若仅有θ为等号的条件,称为等值连接
    • 当θ为等号且A、B两属性相同时,称为自然连接
    • 自然连接将去掉重复属性

    种类:条件连接、等值连接、自然连接、外连接

    (1) Condition Joins(条件连接):两个表中满足条件的行,组成新的表

    概念:

     说明:条件c会用到R和S的属性,如R.name,R.i(位置)。

    例5: 关系R和关系S 如下所示

     (2)等值连接 (Equijoin):两个表中属性相等的行组成新的行

    概念:是条件连接的特例,即连接条件由等式组成,如

    R.name1=S.name2。

    从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A、B属性值相等的那些元组,即等值连接为:

    示例

     

    (3) Natural Join(自然连接):列名字相同的列,属性相同提出来

    概念:是等值连接的特例,即:等式中所涉及的字段名相同,

    这时可忽略连接条件,即为:

     

    4、除(Division):过于复杂且不常用,了解即可

    用途:在表达某些查询时有用,例如“查询已选修了所有课程的学生学号”。

    商并不经常使用,所以,数据库系统并没有将其作为实际操作符来实现。

    概念:如存在R(X,Y)和S(Y,Z)两个关系,X,Y, Z 分别为属性组

    (如: X={x1,x2,…,xn},即X是由n列构成 ,Y,Z类似),

    则R ÷ S结果得到一个新的关系P(X),

    P是 R中满足下列条件的元组在 X属性列上的投影:

    元组在X上分量值x的像集Yx包含S在Y上投影的集合。

    其中Yx为X在R中的象集,x = tr[X],即x在R中存在与∏y(S)中的每个元素对应的记录,除操作是同时从行和列角度进行运算。

    示例:

    设关系定购和零件数据,如表1和表2,求定购÷零件

     R÷S的具体计算过程如下:

    ① 找出关系R和关系S中相同的属性,即Y属性。在关系S中对Y做投影(即∏Y(S));

    ② 设被除关系R与S的不相同的列为 X,对关系R在X上做消除重复值的投影(即: ∏x(R) );

    ③ 对①②步求出的关系做笛卡尔积: ∏x(R)×∏Y(S)

    ④ 对③步的结果与R做差: (∏x(R) ×∏Y(S))-R

    ⑤ 对④步的结果做投影∏x((∏x(R) ×∏Y(S))-R)

    ⑥ R÷S就是②-⑤.

    示例:计算定购÷零件的过程

    5、外连接(Outer Joins)

    概念:涉及有空值的自然连接,是自然连接的特例 。

    说明:自然连接是寻找相同字段值相等的行

    但如果一个关系中的该字段在另一关系中没有相等值的行,

    自然连接不会显示该行,而外连接则将以NULL值形式显示该行。

    外连接的种类:左右全

    ① 左外连接(LEFT OUTER JOIN)

    ② 右外连接(RIGHT OUTER JOIN)

    ③ 全外连接(FULL OUTER JOIN)

    说明:

    ① 与外连接对应,前面三种连接为内连接(Inner Join);

    ② 关系代数中没有外连接的描述,但SQL标准中有相应的三种外连接查询语句;

    左外连接

    对于RS,如果在S中没有匹配R的行,则以NULL值表示,

    最后的结果是以左边的关系R为准,即左边关系中的所有行均应出现在结果中,如果在S中没有对应的行,则以NULL表示之。

     

    右外连接

    对于RS,如果在R中没有匹配S的行,则以NULL值表示,最后的结果以右边的关系S为准。

     全外连接

    对于RS,没有匹配的R和S的行,也都出现于结果中

    PostgreSQL数据库关系操作实践

    • 掌握创建PostgreSQL关系数据库方法
    • 掌握在PostgreSQL数据库中创建关系表方法
    • 掌握在PostgreSQL数据库中定义关系表的主键、代理键与外键方法
    • 掌握在PostgreSQL数据库中定义关系表的实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性方法

    一、项目案例——选课管理系统数据库关系表实践

    本节将围绕 “ 选课管理系统 ” 项目案例,在PostgreSQL数据库中创建关系表及其完整性约束,并理解本章所学习的关系模型基本概念和关系操作原理。

    选课管理数据库(CurriculaDB)

    • 课程表(COURSE)

    • 教师表(TEACHER)

    • 开课计划表(PLAN)

    • 学生表(STUDENT)

    • 选课注册表(REGISTER)

    • 学院信息表(COLLEGE)

    (1) 使用pgAdmin4创建数据库

    指定数据库名和拥有者

     数据库创建成功

     课程表(COURSE)

    字段名称

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    CourseID

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    4

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    课程名

    CourseName

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    20

    课程类别

    CourseType

    文本

    10

    学分

    CourseCredit

    数字

    短整型

    学时

    CoursePeriod

    数字

    短整型

    考核方式

    TestMethod

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    10

    教师表(TEACHER)

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    姓名

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    10

    性别

    TeacherGender

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    2

    职称

    TeacherTitle

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    6

    所属学院

    CollegeID

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    3

    外键

    联系电话

    TeacherPhone

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    11

    开课计划表(PLAN)

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    教师编号

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    4

    外键

    地点

    CourseRoom

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    30

    时间

    CourseTime

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    30

    备注

    Note

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    50

    学生表(STUDENT)

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    学号

    StudentID

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    13

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    姓名

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    10

    性别

    StudentGender

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    2

    出生日期

    BirthDay

    日期

    短日期

    专业

    Major

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    30

    手机号

    StudentPhone

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    11

    选课注册表(REGISTER)

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    开课编号

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    长整型

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    学号

    StudentID

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    13

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    备注

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    30

    学院信息表(COLLEGE)

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    学院编号

    CollegeID

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    3

    主键

    学院名称

    CollegeName

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    40

    学院介绍

    CollegeIntro

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    200

    学院电话

    CollegeTel

    文本

    30

    使用pgAdmin 4创建PostgreSQL数据库表

     使用pgAdmin 4创建学院信息表(COLLEGE)

    使用pgAdmin 4创建教师信息表(TEACHER) 

    使用pgAdmin 4给教师信息表(TEACHER)创建外键约束 

     使用pgAdmin 4给教师信息表(TEACHER)创建外键约束的处理

     使用pgAdmin 4给教师信息表(TEACHER)创建check约束

    单元测试

    第2章 数据库关系模型-单元测验-数据库与机器学习_aiqq136的博客-CSDN博客第2章 数据库关系模型---数据库与机器学习作业常用的关系查询操作包括选择、投影、连接、并、交等。 v实体完整性是指关系表的属性组成必须是完整的。 x自然连接是一种等值连接。 v在参照完整性中,可以定义级联操作。 v用户自定义完整性可以实施数据的业务约束。 v每个关系是一个二维表,但二维表不一定是关系。 v关系中复合键至少包含两个属性。 v代理键是为了唯一标识关系的不同元组,需要在表单或报表中显示出来。 x...https://blog.csdn.net/aiqq136/article/details/123429997

    第3章        数据库操作SQL语言

    第4章        数据库设计与实现

    第5章        数据库管理

    第6章        数据库应用编程

    第7章        NoSQL数据库技术

    展开全文
  • 层次数据模型     定义:层次数据模型是用树状<...其实层次数据模型就是的图形表示就是一个倒立生长的树,由基本数据结构的树(或者二叉树)的定义可知,每棵树都有且仅有一个根节点,其余的...
    层次数据模型

        定义:层次数据模型是用树状<层次>结构来组织数据的数据模型。

        满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型
        1. 有且只有一个结点没有双亲结点,这个结点称为根结点
        2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点

    其实层次数据模型就是的图形表示就是一个倒立生长的树,由基本数据结构中的树(或者二叉树)的定义可知,每棵树都有且仅有一个根节点,其余的节点都是非根节点。每个节点表示一个记录类型对应与实体的概念,记录类型的各个字段对应实体的各个属性。各个记录类型及其字段都必须记录。
      在这里插入图片描述
      层次模型的特点:
        结点的双亲是唯一的
        只能直接处理一对多的实体联系
        每个记录类型可以定义一个排序字段,也称为码字段
        任何记录值只有按其路径查看时,才能显出它的全部意义
        没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在
      实例:
        在这里插入图片描述
        在这里插入图片描述
        
        层次模型的完整性约束条件
        无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值
        如果删除双亲结点值,则相应的子女结点值也被同时删除
        更新操作时,应更新所有相应记录,以保证数据的一致性

        优点
        层次模型的数据结构比较简单清晰
        查询效率高,性能优于关系模型,不低于网状模型
        层次数据模型提供了良好的完整性支持
        缺点
        结点之间的多对多联系表示不自然
        对插入和删除操作的限制多,应用程序的编写比较复杂
        查询子女结点必须通过双亲结点
        层次命令趋于程序化

    层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS(Information Management System)数据库管理系统


    网状数据模型

        定义:用有向图表示实体和实体之间的联系的数据结构模型称为网状数据模型。
        满足下面两个条件的基本层次联系的集合称为网状数据模型:
        1. 允许一个以上的结点无双亲;
        2. 一个结点可以有多于一个的双亲。
    在这里插入图片描述
      其实,网状数据模型可以看做是放松层次数据模型的约束性的一种扩展。网状数据模型中所有的节点允许脱离父节点而存在,也就是说说在整个模型中允许存在两个或多个没有根节点的节点,同时也允许一个节点存在一个或者多个的父节点,成为一种网状的有向图。因此节点之间的对应关系不再是1:n,而是一种m:n的关系,从而克服了层次状数据模型的缺点。
      特征:
         1. 可以存在两个或者多个节点没有父节点;
         2. 允许单个节点存在多于一个父节点;
      网状数据模型中的,每个节点表示一个实体,节点之间的有向线段表示实体之间的联系。网状数据模型中需要为每个联系指定对应的名称。
      实例:  
    在这里插入图片描述

        优点:
        网状数据模型可以很方便的表示现实世界中的很多复杂的关系;
        修改网状数据模型时,没有层次状数据模型的那么多的严格限制,可以删除一个节点的父节点而依旧保留该节点;也允许插入一个没有任何父节点的节点,这样的插入在层次状数据模型中是不被允许的,除非是首先插入的是根节点;
        实体之间的关系在底层中可以借由指针指针实现,因此在这种数据库中的执行操作的效率较高;

        缺点:
         网状数据模型的结构复杂,使用不易,随着应用环境的扩大,数据结构越来越复杂,数据的插入、删除牵动的相关数据太多,不利于数据库的维护和重建。
         网状数据模型数据之间的彼此关联比较大,该模型其实一种导航式的数据模型结构,不仅要说明要对数据做些什么,还说明操作的记录的路径;
        DDL、DML语言复杂,用户不容易使用
        记录之间联系是通过存取路径实现的,用户必须了解系统结构的细节

        网状模型与层次模型的区别
        网状模型允许多个结点没有双亲结点
        网状模型允许结点有多个双亲结点
        网状模型允许两个结点之间有多种联系(复合联系)
        网状模型可以更直接地描述现实世界
        层次模型实际上是网状模型的一个特例

    典型代表是DBTG系统,亦称CODASYL系统,是20世纪70年代由DBTG提出的一个系统方案。实际系统:Cullinet Software公司的 IDMS、Univac公司的 DMS1100、Honeywell公司的IDS/2、HP公司的IMAGE。


    三、关系型数据模型
      关系型数据模型对应的数据库自然就是关系型数据库了,这是目前应用最多的数据库。
      定义:使用表格表示实体和实体之间关系的数据模型称之为关系数据模型。
      关系型数据库是目前最流行的数据库,同时也是被普遍使用的数据库,如MySQL就是一种流行的数据库。支持关系数据模型的数据库管理系统称为关系型数据库管理系统。
      特征:
         1. 关系数据模型中,无论是是实体、还是实体之间的联系都是被映射成统一的关系—一张二维表,在关系模型中,操作的对象和结果都是一张二维表,它由行和列组成;
         2. 关系型数据库可用于表示实体之间的多对多的关系,只是此时要借助第三个关系—表,来实现多对多的关系;
         3. 关系必须是规范化的关系,即每个属性是不可分割的实体,不允许表中表的存在;
      实例:

    在这里插入图片描述

        优点:
         结构简单,关系数据模型是一些表格的框架,实体的属性是表格中列的条目,实体之间的关系也是通过表格的公共属性表示,结构简单明了;
        关系数据模型中的存取路径对用户而言是完全隐蔽的,是程序和数据具有高度的独立性,其数据语言的非过程化程度较高;
        操作方便,在关系数据模型中操作的基本对象是集合而不是某一个元祖;
         有坚实的数学理论做基础,包括逻辑计算、数学计算等;

        缺点:
        查询效率低,关系数据模型提供了较高的数据独立性和非过程化的查询功能(查询的时候只需指明数据存在的表和需要的数据所在的列,不用指明具体的查找路径),因此加大了系统的负担;
        由于查询效率较低,因此需要数据库管理系统对查询进行优化,加大了DBMS的负担;

        相关概念:
        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
        主码(Key):也称码键。表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组
        域(Domain):是一组具有相同数据类型的值的集合。属性的取值范围来自某个域。
        分量:元组中的一个属性值。
        关系模式:对关系的描述,关系名(属性1,属性2,…,属性n),如:学生(学号,姓名,年龄,性别,系名,年级)

        关系必须是规范化的,满足一定的规范条件
        最基本的规范条件:关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项, 不允许表中还有表

        术语对比
    在这里插入图片描述

        关系的完整性约束条件
        实体完整性
        实体完整性是指实体的主属性不能取空值。实体完整性规则规定实体的所有主属性都不能为空。实体完整性针对基本关系而言的,一个基本关系对应着现实世界中的一个主题,例如上例中的学生表对应着学生这个实体。现实世界中的实体是可以区分的,他们具有某种唯一性标志,这种标志在关系模型中称之为主码,主码的属性也就是主属性不能为空。
        参照完整性
        在关系数据库中主要是值得外键参照的完整性。若A关系中的某个或者某些属性参照B或其他几个关系中的属性,那么在关系A中该属性要么为空,要么必须出现B或者其他的关系的对应属性中。
        用户定义的完整性
        用户定义完整性是针对某一个具体关系的约束条件。它反映的某一个具体应用所对应的数据必须满足一定的约束条件。例如,某些属性必须取唯一值,某些值的范围为0-100等。

    计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型



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