專題二 關係數據庫的基本理論

2.關係數據庫

– 關係模型三要素：關係數據結構 關係操作集合 關係完整性
– 關係數據結構：關係模型中數據的邏輯結構是一張扁平的二維表

2.1 關係的相關術語

• 關係：
• 域：
  

---

• 笛卡爾積：
  

---

• 關係：
  

---

• 候選碼：
  

---

• 關係模式：
  

– 關係模式是靜態的/穩定的
– 關係是動態的/隨時間不斷變化的

• 關係數據庫

– 關係數據庫的型也成爲關係數據庫模式
– 關係數據庫的值是這些關係模式在某一時刻對應的關係的集合。通常稱爲關係數據庫

• 關係模型的存儲結構

– 邏輯存儲結構
– 物理存儲結構

2.2 關係操作集合

– 查詢操作：選擇/投影/連接/除/並/差/交/笛卡爾積
– 更新操作：插入/刪除/修改

2.3 代數運算

• 傳統的集合運算：
  

• 專門的關係運算：
  – 記號引入：
  

  – 例子的表格：
  

– 選擇操作：

– 代數符號表示樣例

– 投影操作：

– 代數符號表示樣例

– 連接操作：

– 代數符號表示樣例

– 除操作：

除操作的通俗解釋：
– 兩個關係R與S，其中R的屬性個數爲m，S的屬性個數爲n，且m>n，R與S有重疊的屬性
– 取出R與S的重疊屬性，在S中找由重疊屬性構成的新的關係R1
– 在R中找到存在對應的R1的所有元組構成一個新的關係R2
– 取R2中關於R與S屬性差集的投影，得到最終的結果

– 代數符號表示樣例

2.4 關係的完整性

• 實體完整性：
  若屬性（指一個或者一組屬性）A是基本關係R的主屬性，則A不能取空值NULL
• 參照完整性：
  若屬性（或屬性組）F是基本關係R的外碼，它與基本關係S的主碼Ks相對應（基本關係R和S不一定是不同的關係），則對於R中每個元組在F上的值必須：
  – 或者取空值
  – 或者等於S中某個元組的主碼值
• 用戶定義完整性：
  針對某一個具體關係數據庫的約束條件，它反映某一具體應用所涉及的數據必須滿足的語義要求