第3章 关系模型的基本概念
3.1 关系的定义与性质
3.1.1 关系的定义
域（Domain）：是值的集合
笛卡尔积（Cartesian Product）：集合中各元素之间一切可能的匹配组合构成的集合。
笛卡尔积中包含元组（Tuple）。元组个数称为笛卡尔积的基数（Cardinality）。元组由元组分量组成，元组分量是元组的值。参与笛卡尔积的域的个数，称为元数（Arity）或度。
关系：也称为关系模式的一个实例。
域中的任一个元素称为关系中的一个元组。
3.1.2 键（Key）：即关键字
超键（Super Key）：在一个关系中能够唯一标识元组的属性组合
候选键（Candidate Key）：不含多余属性的超键
主键（Primary Key）：用户选做元组标识的那个候选键
外键（Foreign Key）：关系R中某个属性组合A不是关系R的候选键，而是关系S的候选键，则称A为R的外键
3.1.3 关系的性质
关系中的每个元组分量必须是原子的
关系中不允许出现相同的元组
定义一个关系模式时可随意指定属性的排列次序
在一个关系中元组的排列次序可任意交换
关系模式相对稳定，关系实例则随时间的推移而不断地变化
3.2 关系模型
3.2.1 从ER图导出关系模型数据结构
两实体集间1：N联系
将“1”方关系的“主键”纳入“N”方关系中作为“外键”，同时把联系的属性也一起纳入“N”方关系中。
两实体集间M：N联系
将“联系”单独建立一个关系，需要把联系关联的双方实体的“主键”纳入到“联系”的关系中作为“主键”和“外键”。
两实体集间1：1联系
“联系”不单独建立关系，将其中一个实体集的主键纳入另一个实体集作为外键。
“联系”单独建立关系，将两个实体集的主键都纳入关系中作为主键和外键。
同一实体集内各实体间1：N联系
在实体集内增加一个属性，用来表示与当前实体相联系的另一个实体的“主键”
同一实体集内各实体间M：N联系
“联系”单独建立关系，将相互联系的双方实体的“主键”都纳入到关系中。
多个实体集间M：N多元联系
“联系”单独建立关系，将相互联系的所有实体的“主键”都纳入到关系中。
3.2.2 关系模型的体系结构
关系概念模式
由若干个关系模式组成的集合，它描述关系数据库中全部数据的整体逻辑结构。
关系外模式
关系外模式是关系概念模式的一个逻辑子集。描述关系数据库中数据的局部逻辑结构。
关系概念模式与关系外模式之间的映射在外模式中描述。
在关系数据库中，一个用户可以使用的全部的“表”和“虚表”构成这个用户的数据视图，视图中所有“表”和“虚表”的框架组成数据库的外模式。
系统把“虚表”的定义存储在数据字典中。
关系内模式
关系存储时的基本组织方式是文件，关系中的元组对应文件中的记录。
关系概念模式和关系内模式之间的映射在内模式中描述。
3.2.3 关系模型的三类完整性约束规则
实体完整性约束规则
关系中不允许出现相同的元组，在组成主键的属性上也不允许取空值
参照完整性约束规则
不能引用不存在的实体，又称为引用完整性
用户定义的完整性约束规则
针对某些具体数据的约束规则，主要是保证数据的语义要求。
3.2.4 关系模型的形式定义
关系模型是一种结构数据模型，是能够在计算机中真正实现的模型，有着严格的形式化定义。
关系模型的组成
数据结构：数据的表达方式和数据联系的实现方式。
数据操作：检索和更新（即插入、删除和修改）两大类操作。
数据完整性约束：给出数据及联系的制约与依赖规则，保证数据的正确性。
3.3 关系数据语言
3.3.1 关系数据描述语言（DDL）
问答式DDL
通过人机对话建立关系模式，简单易学，但是人工干预多，速度慢。
语言描述式DDL
使用源语句描述定义关系模式的内容，再编译成目标模式。
3.3.2 关系数据操纵语言（DML）
DML的特点
操作对象与操作结果都是关系
语言完备性及非过程性
语言所提供的运算（或操作）可以存取数据库中的任何数据及数据间的联系信息。
关系代数和关系演算都是衡量关系数据库语言完备性的标准
用户在编写应用程序时，只需要提出“做什么”，不需要说明“怎么做”，就称这种语言的非过程性级别高。
语言建立在严密的数学理论基础上
用关系代数运算表达查询，查询以集合理论为基础
用关系演算公式表达查询，查询以数理逻辑谓词演算为基础
3.3.3 标准数据库语言SQL
SQL介绍
SQL是一种介于关系代数与关系演算之间的语言
SQL是已经被认可的标准数据库语言
备注：
《数据库技术基础与应用（第2版）》的豆瓣链接https://book.douban.com/subject/2995584/