1.数据库关系模式中三级两映像结构知识点

（ 1）模式（基本表）

模式即逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个概念模式，即对应数据库中设计的基本表。

（ 2）外模式（视图）

外模式也称子模式或用户模式，是数据库用户（包括程序员和最终端用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，外模式主要描述用户视图的各个记录的组成、相互关系、数据项的特征、数据的安全性和完整性约束性条件。是与某一应用有关的数据逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。但一个应用只能使用一个外模式。

（ 3）内模式（存储文件）

内模式是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。内模式定义的是存储记录的类型、存储域的表示、存储记录的物理顺序指引元、索引和存储路径等数据的存储组织，即指数据库在存储设备上的存储文件。

2.数据库：π表示关系代数投影操作，δ表示关系代数选择操作

3.分布式数据库基本概念。

分片透明是指用户或应用程序不需要知道逻辑上访问的表具体是怎么分块储存的。
	
复制透明是指采用复制技术的分布方法，用户不需要知道数据是复制到哪些节点，如何复制的。
	
位置透明是指用户无需知道数据存放的物理位置；
	
逻辑透明局部数据模型透明，是指用户或应用程序无需知道局部场地使用的是哪种数据模型

数据库关系模式是表的集合，即关系的集合，表中一行代表的是若干值之间的关联，即表的一行是由有关联的若干值构成，一个表是一个实体集，一行就是一个实体，它由共同表示一个实体的有关联的若干属性的值所构成。
关系数据库是表的集合,即关系的集合。表中一行代表的是若干值之间的关联,即表的一行是由有关联的若干值构成。一个表是一个实体集,一行就是一个实体,它由共同表示一个实体的有关联的若干属性的值所构成。由于一个表是这种有关联的值的集合(即行的集合),而表这个概念和数学上的关系概念密切相关,因此称为关系模型。
空值(用null表示)是所有可能的域的一个取值,表明值未知或不存在。
域是一组具有相同数据类型的值的集合。
关系的描述称为关系模式,可以形式化地表示为r(U,D,DOM,F),其中,r为关系名,U为组成该关系的属性名的集合,D为属性集U中所有属性所来自的域的集合,DOM为属性向域的映像集合,F为属性间数据的依赖关系集合。关系模式是静态的、稳定的。
关系是关系模式的一个实例,关系中的一个元组是现实世界的一个实体对应于关系模式中各属性在某一时刻的状态和内容,因此,关系的内容是动态的、随时间不断变化的。
关系完整性约束
实体完整性
若属性集A是关系r的主码,则实体完整性规则是指:A不能取空值null。
参照完整性
若关系r的外码F参照关系s的主码,则参照完整性规则是指:对于关系r中的每一个元组在属性F上的取值,要么为空值null,要么等于关系s中某个元组的主码值。
用户完整性
用户自定义完整性是应用领域需要遵循的数据完整性约束,体现了具体应用领域中的数据语义约束,需要由用户根据这些数据语义约東来定义完整性约束规则。

我们眼下所接触的数据库基本上是关系数据库，关系数据库中的关系模式是型，而关系是值。关系模式是对关系的描写叙述。

什么是关系？关系实质上是一张二维表，当中每一行是一个元组，每一列是一个属性，每一个元组是该关系涉及到属性集合笛卡尔积的一个元素。（笛卡尔积是这种一个集合。集合中的元素是有序对，若A=｛0,1｝B=｛a，b｝则：A*B={<0,a>，<0,b>,<1,a>,<1,b>}）,关系是元组的集合，所以关系模式要描写叙述元组的集合，当中包含那些属性，属性来自域，属性与域之间的映射关系。

关系模式能够用五元组形式表示：R（U，D，Dom，F），当中R:表示关系名，U:表示属性集合，Dom,表示属性域（来自那个域）,F:表示函数依赖。

可是普通情况下，我们通常把关系模式表示为：R（U）或者R（A，B）（当中A、B代表U中的属性）

 

那么E-R图转化成关系模式的步骤。

前提：是已经把需求中的实体，以及实体中联系确定。

第一：把每一个实体都转化成关系模式R（A、B）形式。（A、B代表属性）

第二：实体中的属性即关系模式中的属性要求是满足第一范式（原子性，不可再分）

第三：也是最重要的步骤，实体之间联系的转换。

       实体之间的联系分为：1：1 ，1：n，m：n 三种形式。

    （1）1:1之间的转换。

          将两个实体转化成关系模式之后，然后把随意实体的主键和联系的属性放到还有一个实体的关系模式中。如图：

 

 

    

 结果例如以下：

   R1（教师编号、姓名、性别）

   R2（班级号、专业号、学院号、教师编号、任职日期）

   或者：

   R1（教师编号、姓名、性别、班级号、任职日期）

   R2（班级号、 专业号、学院号）

  （2）1：n的转换。

      将两个实体各自转化成关系模式后，然后，把联系数量为1的实体的主键和联系的属性放到联系数量为n的实体关系模式中。

       比方：学生和宿舍之间的关系。

    

 

 

        转换之后的结果例如以下：

        R1（学号、姓名、性别、宿舍号）

        R2（宿舍号、床位数）

 （3）n：n的转换。

         将两个实体各自转换成关系模式后，然后，把两个实体中的主键和联系的属性放到还有一个关系模式中.(注意多生成一个关系模式)

       

 

 

   

转换后的结果例如以下：

 R1（学号、姓名、性别）

 R2（奖励编号、奖励名称、奖励金额）

 R3（学号、奖励编号、奖励日期）

 

   注：E-R图中联系没有联系属性，EE-R图中含有联系属性。

   含有下划线的属性代表是主属性，在表中当做主键。红字体代表的外键。

 

 

 

以上的比較简单

http://www.cnblogs.com/DBFocus/archive/2011/07/25/2116609.html

这个非常专业

 

 

转化过程中对于NULL值的处理规则

1. 当实体之间的关系是可选的，SQL表中的外键列同意为NULL。

2. 当实体之间的关系是强制的，SQL表中的外键列不同意为NULL。

3. 由“多对多”关系转化得到的SQL表，当中的随意外键列都不同意为NULL。

 

一般二元关系的转化

1. “一对一”，两实体都为强制存在

当两个实体都是强制存在的（如图1所看到的），每个实体都相应转化为一张SQL表，并选择两个实体中随意一个作为主表，把它的主键放入还有一个实体相应的SQL表中作为外键，该表称为从表。

（图1  “一对一”，两实体都为强制存在）

图1表示的语义为：每一张报表都有一个缩写，每一缩写仅仅代表一张报表。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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create table report

			
(

			
    report_no integer,

			
    report_name varchar(256),

			
    primary key(report_no)

			
);

			
create table abbreviation

			
(

			
    abbr_no char(6),

			
    report_no integer not null unique,

			
    primary key(abbr_no),

			
    foreign key(report_no) references report

			
        on delete cascade on update cascade

			
);
			
		
注：本节中全部SQL代码在SQL Server 2008环境中測试通过。

 

2. “一对一”，一实体可选存在，还有一实体强制存在

当两个实体中有一个为“可选的”，则“可选的”实体相应的SQL表一般作为从表，包括指向还有一实体的外键（如图2所看到的）。

（图2  “一对一”，一实体可选存在，还有一实体强制存在）

图2表示的语义为：每个部门必须有一位经理，大部分员工不是经理，一名员工最多仅仅能是一个部门的经理。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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15
			
			

			
create table employee

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    emp_name char(20),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table department

			
(

			
    dept_no integer,

			
    dept_name char(20),

			
    mgr_id char(10) not null unique,

			
    primary key(dept_no),

			
    foreign key(mgr_id) references employee

			
        on update cascade

			
);
			
		
还有一种转化方式是把“可选的”实体作为主表，让“强制存在的”实体作为从表，包括外键指向“可选的”实体，这样的方式外键列同意为NULL。以图2为例，可把实体Employee转化为从表，包括外键列dept_no指向实体Department，该外键列将同意为NULL。由于Employee的数量远大于Department的数量，故会占用很多其它的存储空间。

 

3. “一对一”，两实体都为可选存在

当两个实体都是可选的（如图3所看到的），可选随意一个实体包括外键指向还有一实体，外键列同意为NULL值。

（图3  “一对一”，两实体都为可选存在）

图3表示的语义为：部分台式电脑被分配给部分project师，一台电脑仅仅能分配给一名project师，一名project师最多仅仅能分配到一台电脑。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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create table engineer

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    emp_name char(20),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table desktop

			
(

			
    desktop_no integer,

			
    emp_id char(10),

			
    primary key(desktop_no),

			
    foreign key(emp_id) references engineer

			
        on delete set null on update cascade

			
);
			
		
 

4. “一对多”，两实体都为强制存在

在“一对多”关系中，不管“多”端是强制存在的还是可选存在的都不会影响其转化形式，外键必须出如今“多”端，即“多”端转化为从表。当“一”端实体是可选存在时，“多”端实体表中的外键列同意为NULL。

（图4  “一对多”，两实体都为强制存在）

图4表示的语义为：每名员工都属于一个部门，每一个部门至少有一名员工。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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15
			
			

			
create table department

			
(

			
    dept_no integer,

			
    dept_name char(20),

			
    primary key(dept_no)

			
);

			
create table employee

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    emp_name char(20),

			
    dept_no integer not null,

			
    primary key(emp_id),

			
    foreign key(dept_no) references department

			
        on update cascade

			
);
			
		
 

5. “一对多”，一实体可选存在，还有一实体强制存在

（图5  “一对多”，一实体可选存在，还有一实体强制存在）

图5表示的语义为：每一个部门至少公布一张报表，一张报表不一定由某个部门来公布。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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create table department

			
(

			
    dept_no integer,

			
    dept_name char(20),

			
    primary key(dept_no)

			
);

			
create table report

			
(

			
    report_no integer,

			
    dept_no integer,

			
    primary key(report_no),

			
    foreign key(dept_no) references department

			
        on delete set null on update cascade

			
);
			
		
注：解释一下report表创建脚本的最后一行“on delete set null on update cascade”的用处。当没有这一行时，更新department表中dept_no字段会失败，删除department中记录也会失败，报出与外键约束冲突的提示。假设有了最后一行，更新department表中dept_no字段，report表中相应记录的dept_no也会同步更改，删除department中记录，会使report表中相应记录的dept_no值变为NULL。

 

6. “多对多”，两实体都为可选存在

在“多对多”关系中，须要一张新关系表包括两个实体的主键。不管两边实体是否为可选存在的，其转化形式一致，关系表中的外键列不能为NULL。实体可选存在，在关系表中表现为是否存在相应记录，而与外键是否同意NULL值无关。

（图6  “多对多”，两实体都为可选存在）

图6表示的语义为：一名project师可能是专业协会的会员且可參加多个专业协会。每个专业协会可能有多位project师參加。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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20
			
			

			
create table engineer

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table prof_assoc

			
(

			
    assoc_name varchar(256),

			
    primary key(assoc_name)

			
);

			
create table belongs_to

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    assoc_name varchar(256),

			
    primary key(emp_id, assoc_name),

			
    foreign key(emp_id) references engineer

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(assoc_name) references prof_assoc

			
        on delete cascade on update cascade

			
);
			
		
 

二元回归关系的转化

对于“一对一”或“一对多”回归关系的转化都是在SQL表中添加一列与主键列类型、长度同样的外键列指向实体本身。外键列的命名需与主键列不同，表明其用意。外键列的约束依据语义进行确定。

7. “一对一”，两实体都为可选存在

（图7  “一对一”，两实体都为可选存在）

图7表示的语义为：公司员工之间可能存在夫妻关系。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
1

			
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3

			
4

			
5

			
6

			
7

			
8
			
			

			
create table employee

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    emp_name char(20),

			
    spouse_id char(10),

			
    primary key(emp_id),

			
    foreign key(spouse_id) references employee

			
);
			
		
 

8. “一对多”，“一”端为强制存在，“多”端为可选存在

（图8  “一对多”，“一”端为强制存在，“多”端为可选存在）

图8表示的语义为：project师被分为多个组，每一个组有一名组长。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
1

			
2

			
3

			
4

			
5

			
6

			
7
			
			

			
create table engineer

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    leader_id char(10) not null,

			
    primary key(emp_id),

			
    foreign key(leader_id) references engineer

			
);
			
		
 

“多对多”回归关系不管是可选存在的还是强制存在的都需新增一张关系表，表中的外键列须为NOT NULL。

9. “多对多”，两端都为可选存在

（图9  “多对多”，两端都为可选存在）

图9表示的语义为：社交站点中人之间的朋友关系，每一个人都可能有非常多朋友。转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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15
			
			

			
create table person

			
(

			
    person_id char(10),

			
    person_name char(20),

			
    primary key(person_id)

			
);

			
create table friend

			
(

			
    person_id char(10),

			
    friend_id char(10),

			
    primary key(person_id, friend_id),

			
    foreign key(person_id) references person,

			
    foreign key(friend_id) references person,

			
    check(person_id < friend_id)

			
);
			
		
 

三元和n元关系的转化

不管哪种形式的三元关系在转化时都会创建一张关系表包括全部实体的主键。三元关系中，“一”端实体的个数决定了函数依赖的数量。因此，“一对一对一”关系有三个函数依赖式，“一对一对多”关系有两个函数依赖式，“一对多对多”关系有一个函数依赖式。“多对多对多”关系的主键为全部外键的联合。

10. “一对一对一”三元关系

（图10  “一对一对一”三元关系）

图10表示的语义为：


1名技术员在1个项目中使用特定的1本记事簿

1本记事簿在1个项目中仅仅属于1名技术员

1名技术员的1本记事簿仅仅用于记录1个项目

注：1名技术员仍能够做多个项目，对于不同的项目维护不同的记事簿。


转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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29

			
30
			
			

			
create table technician

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table project

			
(

			
    project_name char(20),

			
    primary key(project_name)

			
);

			
create table notebook

			
(

			
    notebook_no integer,

			
    primary key(notebook_no)

			
);

			
create table uses_notebook

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    project_name char(20),

			
    notebook_no integer not null,

			
    primary key(emp_id, project_name),

			
    foreign key(emp_id) references technician

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(project_name) references project

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(notebook_no) references notebook

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    unique(emp_id, notebook_no),

			
    unique(project_name, notebook_no)

			
);
			
		
函数依赖


emp_id, project_name -> notebook_no

emp_id, notebook_no -> project_name

project_name, notebook_no -> emp_id


 

11. “一对一对多”三元关系

（图11  “一对一对多”三元关系）

图11表示的语义为：


參与1个项目的1名员工仅仅会在1个地点做该项目

1名员工在1个地点仅仅能做1个项目

1个地点的1个项目可能有多名员工參与

注：1名员工能够在不同的地点做不同的项目


转化得到的SQL表定义例如以下：


			
1

			
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28

			
29

			
30
			
			

			
create table employee

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    emp_name char(20),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table project

			
(

			
    project_name char(20),

			
    primary key(project_name)

			
);

			
create table location

			
(

			
    loc_name char(15),

			
    primary key(loc_name)

			
);

			
create table assigned_to

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    project_name char(20),

			
    loc_name char(15) not null,

			
    primary key(emp_id, project_name),

			
    foreign key(emp_id) references employee

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(project_name) references project

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(loc_name) references location

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    unique(emp_id, loc_name)

			
);
			
		
函数依赖：


emp_id, loc_name -> project_name

emp_id, project_name -> loc_name


 

12. “一对多对多”三元关系

（图12  “一对多对多”三元关系）

图12表示的语义为：


1个项目中的1名project师仅仅会有1名经理

1个项目中的1名经理会带领多名project师做该项目

1名经理和他手下的1名project师可能參与多个项目


转化得到的SQL表定义例如以下：


			
1

			
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26

			
27

			
28
			
			

			
create table project

			
(

			
    project_name char(20),

			
    primary key(project_name)

			
);

			
create table manager

			
(

			
    mgr_id char(10),

			
    primary key(mgr_id)

			
);

			
create table engineer

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table manages

			
(

			
    project_name char(20),

			
    mgr_id char(10) not null,

			
    emp_id char(10),

			
    primary key(project_name, emp_id),

			
    foreign key(project_name) references project

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(mgr_id) references manager

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(emp_id) references engineer

			
        on delete cascade on update cascade

			
);
			
		
函数依赖：


project_name, emp_id -> mgr_id


 

13. “多对多对多”三元关系

（图13 “多对多对多”三元关系）

图13表示的语义为：


1名员工在1个项目中能够运用多种技能

1名员工的1项技能能够在多个项目中运用

1个项目中的1项技能能够被參与该项目的多名员工运用


转化得到的SQL表定义例如以下：


			
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22

			
23

			
24

			
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26

			
27

			
28

			
29
			
			

			
create table employee

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    emp_name char(20),

			
    primary key(emp_id)

			
);

			
create table skill

			
(

			
    skill_type char(15),

			
    primary key(skill_type)

			
);

			
create table project

			
(

			
    project_name char(20),

			
    primary key(project_name)

			
);

			
create table sill_used

			
(

			
    emp_id char(10),

			
    skill_type char(15),

			
    project_name char(20),

			
    primary key(emp_id, skill_type, project_name),

			
    foreign key(emp_id) references employee

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(skill_type) references skill

			
        on delete cascade on update cascade,

			
    foreign key(project_name) references project

			
        on delete cascade on update cascade

			
);
			
		

定义
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。

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）。

区别

关系是关系模式在某一时刻的状态或内容。
关系模式是静态的；关系是动态的。
关系模式是二维表的表头属性等，即一个二维表的主要架构。由于二维表的属性名一般不会修改，所以呈现出静态。
关系是一张二维表的具体数据，除去表头外各数据间的联系。由于二维表中是数据会时常修改，所以呈现出动态。

资料参考

《数据库系统概论》（第5版 编著：王珊 萨师煊）
百度知道：举例说明关系模式和关系的区别？
百度知道：关系模型，关系模式，关系系统和关系数据库的联系与区别分别是什么？