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  • 关系模型中设计时的约束条件

    千次阅读 2019-02-26 15:27:19
    关系模型将数据模型组织成表格的形式,这种表格数学上称为关系 设计时,可对表的一个字段或多个字段的组合设置约束条件,不满足约束条件的数据将被数据库管理系统拒绝录入。约束分为级约束和字段级约束,...

    关系模型中设计表时的约束条件

    一、介绍

    • 关系模型是目前最重要的也是应用最广泛的数据模型。简而言之,关系就是一张二维表,由行和列组成。关系模型将数据模型组织成表格的形式,这种表格在数学上称为关系

    • 设计表时,可对表中的一个字段或多个字段的组合设置约束条件,不满足约束条件的数据将被数据库管理系统拒绝录入。约束分为表级约束和字段级约束,表级约束是对表中几个字段的约束,字段级约束是对表中一个字段的约束

    二、常见的约束形式

    • 1.主键约束

      • 主键用来保证表中每条记录的唯一性,因此在设计数据库表时,建议为所有的数据库表都定义一个主键,用于保证数据库表中记录的唯一性。一张表只允许设置一个主键,这个主键可以是一个字段,也可以是一个字段组合。单个字段作为主键时,使用字段级约束;用字段组合作为主键时,则使用表级约束。在录入数据的过程中,必须在所有的主键字段中输入数据,即任何主键字段的值不允许为 null 。如果不在主键字段中输入数据,或输入的数据在表中已经存在,则这条记录将被拒绝。可以在创建表时创建主键,也可以对表中已有的主键进行修改或者增加新的主键
    • 2.外键约束

      • 外键约束主要用于定义表于表之间的某种关系,对于表 A 来说,外键字段的取值是 null,或者是来自于表 B 的主键字段的取值,表 A 与表 B 必须存放在同一关系型数据库中。外键字段所在的表称为子表,主键字段在的所在的表称为父表,父表与子表之间通过外键字段建立起了外键约束关系,即表 A 称为表 B 的子表,表 B 称为表 A 的父表。子表与父表之间的外键约束关系如下:

        • 如果子表的记录 “参照” 了父表的某条记录,则父表中该记录的删除(delete)或修改(update)操作可能以失败告终

        • 如果试图直接插入(insert)或者修改(update)子表的 “外键值”,子表中的 “外键值” 必须是父表中的 “主键值” 或者 null,否则插入(insert)或者修改(update)操作失败

    • 3.非空约束

      • 如果在一个字段中允许不输入数据,可以将该字段定义为 null,如果在一个字段中必须输入数据,则应当该字段定义为 not null。如果设置某个字段的非空约束,直接在该字段的数据类型后面加上 not null 关键字即可
    • 4.唯一性约束

      • 如果一个字段值不允许重复,则应当对该字段添加唯一性约束(unique)。与主键约束不同,一张表中可以存在多个唯一性约束。如果设置某个字段的唯一性约束,直接在该字段的数据类型后面加上 unique 关键字即可
    • 5.默认约束

      • 默认值字段用于指定一个字段的默认值,当尚未在该字段中输入数据时,该字段中将自动填入这个默认值。如果设置某个字段的默认值约束,直接在该字段的数据类型后面加上 “default 默认值” 即可
    • 6.检查约束

      • 检查(check)约束用于检查字段的输入值是否满足指定的条件,在表中输入或者修改记录时,如果不符合检查约束指定的条件,则数据不能写入该字段
    • 7.自增约束

      • 自增(AUTO_INCREMENT)约束是 MySQL 唯一扩展的完整性约束,当向数据库表中插入新记录时,字段上的值会自动生成唯一的 ID。在具体设置自增约束时,一个数据库表中只能有一个字段使用该约束,该字段数据类型必须是整型类型。由于设置自增约束后的字段会生成唯一的 ID,所以该字段也经常会被设置为主键
    • 8.删除约束

      • 在 MySQL 数据库中,一个字段的所有约束都可以用 alter table 命令进行删除
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  • 数据:数据就是数据库存储的基本数据,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...

    原文指路:关系、关系模式、关系模型blablabla…

    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->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 -> 表的标题
    关系模型:若干关系的集合 -> 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,一个表可能有多个候选码,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

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  • 关系模型中的键

    千次阅读 热门讨论 2014-04-21 16:40:34
    超键:在关系模式中,能惟一标识元组的属性集称为超键。 候选键:在关系模式中,能惟一标识元组并且不含多余属性的属性集称为超键。 主键:一个关系的若干个候选键随意指定一个作为关键字,此关键字就是主键。...

    超键:在关系模式中,能惟一标识元组的属性集称为超键。

    候选键:在关系模式中,能惟一标识元组并且不含多余属性的属性集称为超键。

    主键:在一个关系的若干个候选键中随意指定一个作为关键字,此关键字就是主键。

    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

    主属性:候选键中的属性为主属性

    非主属性:除候选键以外的属性都为非主属性

    用一个图来表示:


    举例:

    学生(学号,姓名,性别,专业号,年龄)

    专业(专业号,专业名称)

    学生模式中:

    超键:(学号,姓名)或(学号,性别)或学号

    候选键:学号  注:如果姓名惟一,则候选键可以为学号,姓名

    主键:学号    注:在主键的下面画直线

    外键:专业号  注:专业号为专业的主键


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  • 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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  • 关系模型

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    元组:表中的一即为一个元组。 属性: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。 码:也称为码键。表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组。 域:域是一组具有相同数据类型的值的集合。属性的...
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    关系(Relation):一个关系对应通常说的一张。元组(Tuple):表中的一即为一个元组。属性(Attribute):表中的一列即为一个...关系模型:对关系的描述,一般表示为 关系名(属性1,属性2,…,属性n)若关系的某一属性
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空空如也

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在关系模型中表中的行称为