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一、关系数据模型
1、定义用关系(表格数据)表示实体和实体之间__的模型称为关系模型关系就是二维表格
2、相关术语◆元组(记录)表格中每一行称作一个元组,也称为记录关系是元组的__(一个表由若干个记录组成)◆分量元组中每一个属性值称为元组的一个分量,一个元组是由n个元组分量组成(表中的列而言)◆n元关系每一列是一个属性,列名为属性名如果表格有n列(n个属性),该关系是n元关系◆候选键(码)在众多的属性中,可唯一标识元组的属性或属性__叫候选键或码◆域属性的取值范围◆关系的直观概念概括表(Table,也称关系;列(Field),也称字段、分量或者属性;行(Row),也称元组、记录;码(Key),也称主键◆关系模式对关系的描述◆关系模式表示关系名(属性1,属性2,属性3……)◆关系应满足性质表格中的每一列都是不可再分的,每行和每列的相交点仅包含单个值;任何列中的值必须是同一类型的,各列被指定一个相异的名字;各行相异,不允许重复;行、列次序均无关
二、关系代数
1、关系模型基本操作(四种)◆插入在关系中增添一些元组(记录)◆删除在关系中删除一些元组(记录)◆修改对关系中的某些元组(记录),修改其属性值◆查询在一个关系或多个关系间做查询,查询的结果也为关系
2、关系运算定义以__代数运算方法对关系进行数据操作◆三要素运算对象、运算符和运算结果◆分类传统的__运算——完全把关系看作元组__,有并运算、交运算和差运算;专门的关系运算——选择、投影和连接运算
(1)并运算UR∪S,R和S是同类型关系,结果也是关系,其元组由R元组、S元组组成(去除重复元组)
(2)差运算-R-S,R和S的差是由属于R但不属于S的元组构成的__
(3)交运算∩R∩S,所得是由那些既在R内又在S内的有序元组所组成
(4)笛卡尔积运算(×)对于两个关系的合并操作可以用笛卡尔积表示设有n元(即n列)关系R及m元(即m列)关系S,分别有p、q个元组(或记录),关系R与S经笛卡尔积记为R×S这是一个n+m元关系,元组个数是p×q,由R与S的有序组组合而成即在新关系中列数——两个源关系中列之和;行数——两个源关系中行数的乘积
(5)投影运算(π)——针对关系中的某些列操作就是从关系中取出若干属性(列),组成一个新关系记作πxR={t[X]|t∈R},X为R中的属性
(6)选择运算(σ)——针对关系中的某些行操作在关系中选取满足给定条件的所有元组(即记录)σFR={t|t∈R∧Ft=‘真’}其中F为选择条件,是一个逻辑表达式
(7)自然连接将两个具有公共属性的关系,按公共属性值相等的条件连接成一新的关系
三、由E-R图导出关系模型
1、定义根据实体及其__模型生成数据库中的表,并确定表的列
2、规则每个__实体转换为一个关系,即二维表,然后根据E-R图中各实体__方式的不同,用不同的方法实现关系之间的__
3、两个实体的E-R图,三种不同__方式的E-R图转换
(1)一对一__两个实体集转换为关系,在两实体对应的任一关系中多设一个属性作为外键(此外键是与之关联的实体的主键)
(2)一对多__两个实体集转换为关系,把“一”方实体的主键纳入“多”方实体对应的关系中作为外键,若__包含属性,则将属性也纳入“多”方实体对应的关系中
(3)多对多__两个实体集转换为关系,再为__单独建立一个关系该关系中包含__双方实体的主键
四、关系数据库规范化理论建立一个关系数据库系统,首先要考虑怎样建立数据模式,即应该构造几个关系模式,每个关系模式中需要包含哪些属性等,这是数据库设计的问题关系规范化主要讨论的就是建立关系模式的指导原则,所以有人把关系数据库规范化理论称为设计关系数据库的规范化理论
1、关系模型的完整性规则◆定义是对关系的某种约束条件,通过三类完整性约束条件描述
(1)实体完整性关系中的主关键字不能为空如学生关系中的“学号”属性值不能为空(一个关系对应现实世界的一个实体集,关系中每个元组对应一个实体实体都具有唯一性标识)
(2)参照完整性关系中外关键字的取值,只能是空值或外键对应关系的主键值◆外键A是关系R中一属性,同时又是关系S主键,则A为R外键
(3)用户定义完整性通常定义除主关键字与外关键字之外的其他属性取值的约束前两种是任何关系数据库系统应满足的数据约束条件用户定义完整性是用户定义具体数据库时,由具体应用环境来决定应满足的约束条件
2、函数依赖◆数据依赖限定组成关系的各元组必须满足的完整性约束条件如属性的取值范围;或者属性值间的相互关联(即数据依赖)◆意义恰当的数据依赖是必要的但不必要的数据依赖会对关系模式产生不好的影响(数据冗余、更新、插入出现异常等),进行数据库设计时要深入分析数据间的依赖关系模式中的数据依赖有多种,比较重要的是函数依赖、多值依赖、连接依赖
(1)函数依赖关系模式中属性间的普遍存在函数依赖一个关系模式中,如果某个属性组X的值确定,则其他属性的值唯一确定,称此属性组函数决定其他的属性或称其他属性函数依赖于此属性组记为X-Y◆函数依赖的分类
①平凡的函数依赖——若X-Y,并且Y是X的子集;非平凡的函数依赖——若X-Y,并且Y不是X的子集说明对任一关系模式,平凡函数依赖必然成立;这里只讨论非平凡函数依赖;非平凡函数依赖易产生问题
②完全函数依赖——若X-Y,X的任意子集X,都没有X-Y;部分函数依赖——若X-Y,并且存在X的子集X,有X-Y
③若有X-Y,但没有Y-X,且有Y-Z,则X-Z成立,则称为Z传递函数依赖于X
(2)多值依赖一门课由多个老师上,使用同一套参考书
(3)连接依赖关系与关系间往往存在__
3、关系模型的范式目的是构造好的数据库关系数据库中的关系要满足一定的要求,满足不同程度的要求为不同的范式规范化的理论是E.F.Codd首先提出的他认为,一个关系数据库中的关系,都应满足一定的规范,才能构造出好的数据模式,Codd把应满足的规范分成几级,每一级称为一个范式(Nor__lForm)例如满足最低要求,叫第一范式(1NF);在1NF基础上又满足一些要求的叫第二范式(2NF);第二范式中,有些关系能满足更多的要求,就属于第三范式(3NF)后来Codd和Boy__又共同提出了一个新范式BC范式(BCNF)以后又有人提出第四范式(4NF)和第五范式(5NF)范式的等级越高,应满足的条件也越严
(1)第一范式关系R中的每个属性(列)都是不可再分的,或每个属性的域都只包含单纯值,而不是一些值的__,则称关系R满足第一范式记为R∈1NF◆第一范式的判断方法检查关系表中每个属性值是否都是不可再分解的最小数据单位◆将非第一范式规范为第一范式的方法依次检查每个属性的取值,如果是组合情况,即不是最小单位,就进行属性值的最小化拆分
(2)第二范式若R∈1NF,并且每个非主属性都完全函数依赖于关键字,则称为是第二范式的模式,记为R∈2NF◆将非第二范式规范为第二范式的方法将能完全依赖主键的属性从关系中提取出来,同主键一起组成一个关系;将剩余的属性同能完全依赖的主键的一部分组成一个关系节蚀袈袀蒇薆袇肃芀薂袆膅薅蒈袅芇莈螇袄羇膁蚃袃聿莆蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁羁羄膈虿羀膆莃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇羈肀芄螆羇膂蒀蚂肆芅节薈肅羄蒈蒄蚁肇芁莀蚁艿蒆蝿蚀罿荿蚅虿肁薅薁蚈膃莇蒇蚇芆膀螅蚆羅莆蚁螅肈膈薇螅膀莄蒃螄羀膇葿螃肂蒂螈螂膄芅蚄螁芆蒁薀螀羆芃蒆衿肈葿莂衿膁节蚀袈袀蒇薆袇肃芀薂袆膅薅蒈袅芇莈螇袄羇膁蚃袃聿莆蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁羁羄膈虿羀膆莃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇羈肀芄螆羇膂蒀蚂肆芅节薈肅羄蒈蒄蚁肇芁莀蚁艿蒆蝿蚀罿荿蚅虿肁薅薁蚈膃莇蒇蚇芆膀螅蚆羅莆蚁螅肈膈薇螅膀莄蒃螄羀膇葿螃肂蒂螈螂膄芅蚄螁芆蒁薀螀羆芃蒆衿肈葿莂衿膁节蚀袈袀蒇薆袇肃芀薂袆膅薅蒈袅芇莈螇袄羇膁蚃袃聿莆蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁羁羄膈虿羀膆莃蚅罿芈芆薁羈羈蒁蒇羈肀芄螆羇膂蒀蚂肆芅节薈肅羄蒈蒄蚁肇芁莀蚁艿蒆蝿蚀罿荿蚅虿肁薅薁蚈膃莇蒇蚇芆膀螅蚆羅莆蚁螅肈膈薇螅膀莄蒃螄羀膇葿螃肂蒂螈螂膄芅蚄螁芆蒁薀螀羆芃蒆衿肈葿莂衿膁节蚀袈袀蒇薆袇肃芀薂袆膅薅蒈袅芇莈螇袄羇膁蚃袃聿莆蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁羁。