1.4關系模型和關系運算

　　n 基本概述

　　關系數據庫是應用關系數據模型來建立和處理數據庫中的數據。這其中主要涉及幾個重要的概念。

　　u 關系

　　關系實際上就可以看作是一個二維表。其中，表的每一列稱為屬性，并用屬性名來標識。每個屬性的取值范圍，就是該屬性所對應的值域。表的每一行稱為元組。約定該表的行、列的次序的改變，不改變關系的語義性質。

　　對于一個關系，應該具備下列性質：

　　Ø 關系中每一個屬性值都是不可分解的;

　　Ø 關系中不允許出現相同的元組;不讓用戶考慮元組的順序;

　　Ø 用戶在使用時應考慮列的順序。

　　u 關系模型

　　關系模型是目前最流行的一種數據模型，它是用二維表格結構表示實體集，關鍵碼表示實體間的聯系。

　　u 關鍵字(鍵)

　　I. 候選鍵

　　關系中的某一屬性或屬性組，若它的值可以唯一標識關系中的一個元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性或屬性組為候選關鍵字。

　　II. 主鍵

　　關系模式中用戶正使用的候選關鍵字稱為主關鍵字。

　　III. 外關鍵字

　　若模式R中某屬性集是其他模式的候選鍵，那么該屬性集對模式R而言就是外關鍵字。

　　IV. 超鍵

　　關系模式中，為唯一標識元組的屬性集稱為超鍵。

　　u 關系模型

　　關系模型遵循數據庫的3級體系結構。

　　u 關系模式

　　數據庫的概念模式定義為關系模式的集合。每個關系模式就是記錄類型。

　　u 關系子模式

　　這是對用戶所用到的那部分數據的描述。除了指出用戶用到的數據外，還應指出數據與模式中相應數據的聯系，即指出子模式與模式之間的對應性。

　　u 關系存儲模式(關系內模式)

　　這是作為文件看待的，每個元組就是一個記錄。

　　關系模型有3個部分構成：

　　u 數據結構

　　關系模型采用的數據結構是關系。

　　u 關系操作

　　關系模型提供一組完備的關系運算，以支持對數據庫的各種操作。關系運算的理論是關系代數和關系演算。

　　u 關系的完整性

　　在關系模型中，數據的約束條件通過三類完整性約束條件來描述。即：

　　I. 實體完整性

　　要求關系中的元組的主鍵值不能是空值。

　　II. 參照完整性

　　要求在關系中不允許引用不存在的實體。

　　III. 用戶定義的完整性

　　這是針對某一具體數據的約束條件，由應用環境決定，例如屬性的值限制。

　　n 關系代數

　　關系查詢語言根據其理論基礎的不同分成兩大類：

　　u 關系代數語言：查詢操作是以集合操作為基礎的運算。

　　u 關系演算語言：查詢操作是以謂詞演算為基礎的運算。

　　其中，關系代數是以集合代數為基礎發展起來的，它是以關系為運算對象的一組高級運算的集合。關系代數的運算可分為兩類：

　　基本運算操作：并、差、笛卡爾積、投影和選擇。

　　組合運算操作：交、聯接、自然聯接和除。

　　另外，還有幾種擴充的關系代數操作：外聯接(左外聯接和右外聯接)、外部并和半聯接。