数据库原理与安全笔记：关系数据模型

该部分为本科期间数据库原理与安全笔记备份。

关系数据模型三要素:Data structure、Operation on the data、Constraint on the data

Note: 关系的操作：两大类，查询和更新操作。

Structure of Relational Database

关系就是Table。

严格的定义表

用数学的形式说清楚多少列，行，列的值从哪里来。列取什么值不知道，但是列取哪些值是清楚的。列取值的集合就是域（Domain)

实体完整性：客户id能够唯一表示已各人，id不能为空。

参照完整性: 客户拥有account，客户id一定要按照coustomer里面有的id来填写这个表。一定要参照另一个表，来填写这个表。

用户定义完整性：balance必须是数字，

行：代表一个实体

列：代表这个实体的一个特征

从关系来说：关系的形。关系的框架，account_number ,branch_name…

关系的值：这样的一个表有形和值之分。

Basic Structure

Domain：legal type and range of values of an attribute 从数学集合论的角度，相同类型的值的集合。

cardinality of a table T: the number of tuples in T, denoted by |T|.

The arity, or degree, of a table : the number of columns or attributes.

关系模型中的表必须规范化。

null value

• Not applicable (phone number for a client that has no phone)

• Missing values (there is a phone number but we do not know it yet)

• Not known (we do not know whether there is a phone number or not)

Relation

relation r is a subset of \(D_1×D_2×...×D_n\)

笛卡尔积可以表示为一个二维表，表中的每一行对应一个元组，每一列对应一个域

\(D_1×D_2×...×D_n=｛(d_1,d_2,⋯,d_n)｜d_i∈D_i, i=1,2,⋯,n｝\)

Relation Definition

属性名与域名的区别（属性所有值得集合的名字）:列有可能来自同一个域，但是每个列有不同的含义，每个都需要有名字

Relation Schema

\(R=(A_1)(D_1)×(A_2)(D_2)×...×(A_n)(D_n)\)

关系模式要指出元组集合的结构。

关系模式： 对关系的描述,对关系结构的结构进行描述,通常用关系指代关系实例。

r(R) denotes a relation r on the relation schema R.

Relations are Unordered

Order of tuples and attributes are irrelevant(不相干) (tuples may be stored in an arbitrary order)

Properties of Tables

• A table is finite.
• Atomic data values: the data type of a column must be a single value （1NF）
• There are no duplicate rows in a table.
• The order of the rows in a table is not important.
• The order of the columns in a row is not important

关系与表的差别：表允许重复行，不满足原子性。

Relational Database

• consists of multiple relations
• Information about an enterprise is broken up into parts,with each relation storing one part of the information
• Storing all information as a single relation
• Normalization theory deals with how to design relational schemas

Keys

K is a set of attributes,\(K⊆R\)

Superkey、candidate key、Primary key

K is a superkey of R if values for K are sufficient to identify a unique tuple of each possible relation r(R).

Superkey K is a candidate key if K is minimal

Note: Minimal means no subset of it is superkey

Primary key: a candidate key chosen as the principal means of identifying tuples within a relation

Foreign key

A relation r1 may have an attribute that corresponds to the primary key or candidate key of another relation r2. The attribute is called a foreign key

外码可以为NULL。

联系也表示为关系。

与主码区别

1. 外码一定是另外一个关系的主码。

2. 外码是连接两个关系的一个纽带

3. 外码和他参照的主码的域必须相同，但是名称不一定一样。但是如何是两个表的话，为了能够方便识别，通常来讲名字相同。也可以在同一关系中存在外码的情况。例如员工 id lid(领导的id）

Referencing Constraint

参照性约束。

Only values occurring in the primary key attribute of the referenced relation may occur in the foreign key attribute of the referencing relation

参照的属性：可以取两个值:Null或被参照属性的子集

foreign key取值

1. a value of an existing primary key value of the corresponding primary key PK in the referenced relation R2
2. a null (此时：the FK in R1 should not be a part of its own primary key)

Integrity constraint

完整性约束

• Entity Integrity:The values of primary key are not null
• Referential Integrity
• User-defined Integrity

空值说明存在某个不可标识的实体，即不可区分的实体。

用户定义完整性：由具体的应用而定。例如，成绩，大学成绩0-100，而高考成绩就是0-150，由系统支持。

DBMS自动完整性的支持

参考

chapter2.ppt