空间数据库技术应用电子教材-关系模型.docx

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1、关系模型关系模型由IBM公司San Jose研究室的研究员于1970年首次提出，开创了数 据库关系方法和关系数据理论的研究，为数据库技术奠定了理论基础。1 .关系模型的定义关系模型是用二维表形式来表示实体及其联系，如图1所示。表中的每一列对应实体的 一个属性，其中给出相应的属性值；每一行形成一个由多种属性组成的记录，或称元组，与 一特定的实体相对应。实体间联系和各二维表间的联系采用关系描述或通过关系直接运算建 立。关系模型要求关系必须是规范化的，其中最基本的就是，关系的每个分量必须是一个不 可分的数据项，即不允许表中有表。关系名，课程关系模式：课程(课程编号，课程名称，学分，教师编号，教室)图

2、1关系模型2 .关系模型的几个基本概念。 关系(Relation)： 一个关系对应一张表。0 元组(Tuple)：表中的一行即为一个元组。8 属性(Attribute)：表中的一列即为一个属性，每个属性对应一个属性名。9 主键(Primary Key)：或称关键字。是表中的某个属性组，可以唯一地确定一个元 组。10 外键(Foreign Key)：如果关系R的某一属性组不是该关系本身的主键，但却是另一关系的主键，那么称该属性组是R的外键。11 域(Domain)：属性的取值范围。12 分量：元组的一个属性值。8 关系模式：对关系的描述，一般表示为关系名(属性1,属性2,，属性n)。3 .关系操

3、作关系操作主要有：并、交、差、选择、投影、连接等，其中，选择、投影及连接是最基本的关系操作。关系操作的特点是集合操作，即操作对象和结果都是集合。关系操作通常用关系代数和关系演算来表示。关系代数是用对关系的运算来表达查询要 求的方式；关系演算是用谓词来表达查询要求的方式。关系代数和关系演算是抽象的查询语 言。此外，还有一种介于关系代数和关系演算之间的语言SQL （Structure Query Language）o SQL除具有丰富的查询功能外，还具有数据定义和数据控制功能，充分表达了关系数据语言 的特点和优点，是关系数据库的标准语言。这些关系数据语言的共同特点是：语言具有完备的表达能力，是非过

4、程化的集合操作语 言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。4 .关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束主要有三类：实体完整性、参照完整性及用户定义完整性。关系 模型中的查询、插入、删除、修改、更新等常用操作都需要满足这些约束。其中，实体完整 性和参照完整性是任何关系模型都必须满足的完整性约束条件，由DBMS自动支持；用户定 义完整性那么随DBMS的不同而有所变化。（1）实体完整性规那么：假设属性A是基本关系R的主属性，那么属性A不能取空值。例如有以下关系模式：学生（字号，姓名，性别，出生日期，专业号），其中，“学号”为主键，不能取空值； 选课（堂号，课程号,成绩），其中，“学号”、“课程号”为主

5、键，均不能取空值。注：实体完整性规那么规定基本关系的所有主属性都不能取空值，而不仅是主键整体不能 取空值。基本关系指实际存在的表，而不是查询表或视图表（导出表、虚表）。（2）参照完整性实体完整性是为了保证关系中主键属性值的正确性，而参照完整性是为了保证关系之间 能够进行正确的联系。关系间能否进行正确的联系，外键起着重要作用。规那么：假设属性（属性组）F是基本关系R的外键，它与基本关系S的主键Ks相对应（R 和S不一定是不同的关系），那么对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值（F中的每 个属性值均为空值）；或者等于S中某个元组的主键值。参照完整性规那么就是定义外键和主键之间的引用规那么。关

6、系R的外键必须是另一个关系 S的主键的有效值，或者是空值。例如有以下关系模式：学生（茎号，姓名，性别，出生日期，课程号，成绩）课程（课程号,课程名，学分）这两个关系间存在属性的引用，即学生关系引用了课程关系的主键“课程号”。因此，学 生关系中“课程号”的属性值必须是实际存在的课程的课程号，即课程关系中有该课程的记录。也即是说，学生关系中某个属性的取值需要参照课程关系的属性取值。因此，学生关系 中每条记录的“课程号”的属性值或者为空（该学生还未选修任何课程），或者为课程关系中 某条记录“课程号”的值。（3）用户定义完整性用户定义完整性是针对某一具体数据库的约束条件。它反映某一具体应用所涉及的数据

7、 必须满足的语义要求，如某个属性必须取唯一值、某些属性之间应满足一定的函数关系、某 个属性的取值范围在015。之间等。关系模型应提供定义和检验这类完整性约束的机制。关系模型中应遵循以下条件：1）二维表中同一列的属性类型是相同的；2）二维表中各列属性名不同；3）二维表中各列的次序是无关紧要的；4）没有相同内容的元组，即无重复记录；5）元组在二维表中的次序是无关紧要的。关系模型的优点是：1）结构灵活，可满足所有用布尔逻辑运算和数字运算规那么形成的询问要求；2）能搜索、组合和比拟不同类型的数据；3）插入和删除数据方便；4）适宜地理属性数据的模型。关系模型的缺点是：许多操作都要求在文件中顺序查找满足特定关系的数据，假设数据库很大的话，这一查找 过程要花很多时间。