第3章 關系模型的基本概念
3.1 關系的定義與性質
3.1.1 關系的定義
域（Domain）：是值的集合
笛卡爾積（Cartesian Product）：集合中各元素之間一切可能的匹配組合構成的集合。
笛卡爾積中包含元組（Tuple）。元組個數稱為笛卡爾積的基數（Cardinality）。元組由元組分量組成，元組分量是元組的值。參與笛卡爾積的域的個數，稱為元數（Arity）或度。
關系：也稱為關系模式的一個實例。
域中的任一個元素稱為關系中的一個元組。
3.1.2 鍵（Key）：即關鍵字
超鍵（Super Key）：在一個關系中能夠唯一標識元組的屬性組合
候選鍵（Candidate Key）：不含多余屬性的超鍵
主鍵（Primary Key）：用戶選做元組標識的那個候選鍵
外鍵（Foreign Key）：關系R中某個屬性組合A不是關系R的候選鍵，而是關系S的候選鍵，則稱A為R的外鍵
3.1.3 關系的性質
關系中的每個元組分量必須是原子的
關系中不允許出現相同的元組
定義一個關系模式時可隨意指定屬性的排列次序
在一個關系中元組的排列次序可任意交換
關系模式相對穩定，關系實例則隨時間的推移而不斷地變化
3.2 關系模型
3.2.1 從ER圖導出關系模型數據結構
兩實體集間1：N聯系
將“1”方關系的“主鍵”納入“N”方關系中作為“外鍵”，同時把聯系的屬性也一起納入“N”方關系中。
兩實體集間M：N聯系
將“聯系”單獨建立一個關系，需要把聯系關聯的雙方實體的“主鍵”納入到“聯系”的關系中作為“主鍵”和“外鍵”。
兩實體集間1：1聯系
“聯系”不單獨建立關系，將其中一個實體集的主鍵納入另一個實體集作為外鍵。
“聯系”單獨建立關系，將兩個實體集的主鍵都納入關系中作為主鍵和外鍵。
同一實體集內各實體間1：N聯系
在實體集內增加一個屬性，用來表示與當前實體相聯系的另一個實體的“主鍵”
同一實體集內各實體間M：N聯系
“聯系”單獨建立關系，將相互聯系的雙方實體的“主鍵”都納入到關系中。
多個實體集間M：N多元聯系
“聯系”單獨建立關系，將相互聯系的所有實體的“主鍵”都納入到關系中。
3.2.2 關系模型的體系結構
關系概念模式
由若干個關系模式組成的集合，它描述關系數據庫中全部數據的整體邏輯結構。
關系外模式
關系外模式是關系概念模式的一個邏輯子集。描述關系數據庫中數據的局部邏輯結構。
關系概念模式與關系外模式之間的映射在外模式中描述。
在關系數據庫中，一個用戶可以使用的全部的“表”和“虛表”構成這個用戶的數據視圖，視圖中所有“表”和“虛表”的框架組成數據庫的外模式。
系統把“虛表”的定義存儲在數據字典中。
關系內模式
關系存儲時的基本組織方式是文件，關系中的元組對應文件中的記錄。
關系概念模式和關系內模式之間的映射在內模式中描述。
3.2.3 關系模型的三類完整性約束規則
實體完整性約束規則
關系中不允許出現相同的元組，在組成主鍵的屬性上也不允許取空值
參照完整性約束規則
不能引用不存在的實體，又稱為引用完整性
用戶定義的完整性約束規則
針對某些具體數據的約束規則，主要是保證數據的語義要求。
3.2.4 關系模型的形式定義
關系模型是一種結構數據模型，是能夠在計算機中真正實現的模型，有著嚴格的形式化定義。
關系模型的組成
數據結構：數據的表達方式和數據聯系的實現方式。
數據操作：檢索和更新（即插入、刪除和修改）兩大類操作。
數據完整性約束：給出數據及聯系的制約與依賴規則，保證數據的正確性。
3.3 關系數據語言
3.3.1 關系數據描述語言（DDL）
問答式DDL
通過人機對話建立關系模式，簡單易學，但是人工干預多，速度慢。
語言描述式DDL
使用源語句描述定義關系模式的內容，再編譯成目標模式。
3.3.2 關系數據操縱語言（DML）
DML的特點
操作對象與操作結果都是關系
語言完備性及非過程性
語言所提供的運算（或操作）可以存取數據庫中的任何數據及數據間的聯系信息。
關系代數和關系演算都是衡量關系數據庫語言完備性的標準
用戶在編寫應用程序時，只需要提出“做什么”，不需要說明“怎么做”，就稱這種語言的非過程性級別高。
語言建立在嚴密的數學理論基礎上
用關系代數運算表達查詢，查詢以集合理論為基礎
用關系演算公式表達查詢，查詢以數理邏輯謂詞演算為基礎
3.3.3 標準數據庫語言SQL
SQL介紹
SQL是一種介于關系代數與關系演算之間的語言
SQL是已經被認可的標準數據庫語言
備注：
《數據庫技術基礎與應用（第2版）》的豆瓣鏈接https://book.douban.com/subject/2995584/