2.表名、表头和表体- d/ N5 l/ c% Y) ~0 ?; z" B
表名、表头和表体在关系模型中具有不同的作用或功能,因而也具有完全不同的性质。表头是一个属性的集合,它规定了表的结构。表体是一个特殊的集体,称作为关系(relation)。“关系模型”中的“关系”一词就是指表体中的这个数学关系。在关系数据库中,表名对应于数据库名(或关系名),表头对应于数据描述(或结构描述),表体对应于数据库。表体是数据库的内容及数据库操作的对象。另外,有两个概念必须加以强调:型(type)和值或出现(occurence)。表头定义了实体(或元组)的型,也就是说规定了实体(或元组)的值域。而表体则给出了实体(或元组)的出现。出现是型中的一个值。2 W0 w" T( A. e; P$ V9 q& [
3.关系的数学定义
) O, G" ~4 L x' s关系模型是建立在集合论(Set Theory)的基础之上的。现在,开始用集合论的术语来严格地定义数学上的关系,即给出关系的数学定义。定义1 域(Domain)是值(value)的集合。
f1 r# n0 b. U, C4.关系模型
, R" a! D: D2 n+ d, |0 C关系模型由三部分组成:数据结构(即关系)、关系操作、关系的完整性。下面将对这三个部分进行分别的讨论。(1)单一的数据结构———关系 在关系模型中,无论是实体还是实体之间的联系均由单一的类型结构—关系来表示。在前面,已给出了关系和域的数学定义,介绍了n元关系、元组和属性等概念。下面介绍关键字、关系模式和关系数据库等一些基本概念。关键字 关系中的某一组属性,若其值可以唯一地标识一个元组,则称该属性组为一个候选关键字(Candidate Key)。若一个关系有多个候选关键字,则可以任选其中一个作为主关键字(Primary Key)。主关键字中的诸属性被称为主属性。关系模式 关系的描述称为关系模式。它包括:关系名、组成关系的诸属性名、属性到域的映象、属性间的数据依赖关系等等。所以,关系模式由关系名、诸属性名和属性到域的映象三个部分组成,关系模式通常简记为R(A 1 ,A 2 ,…,A n ),其中R是关系名,A 1 ,A 2 ,…,A n 为诸属性名。属性到域的映象一般通过指定属性的类型和长度来说明。某个关系模式在某一时刻所具有的状态是指关系的外延,即元组的集合。关系的外延内容有时简称为关系。但关系模式和关系的内容有时也统称为关系。读者可以从上下文中区别其确切的含义。形象地说,关系模式是关于表名和表头的描述,而关系的内容是表体。关系数据库 在关系数据库中,要分清型和值两个基本概念。关系数据库的型是指数据库的结构描述,它包括关系数据库名、若干属性的定义,以及这些属性上的若干关系关系模式。亦称为数据库的内涵(Intension),数据库的值亦称为数据库的外延。在关系数据库中,内涵是比较稳定的,它规定了外延的取值范围。而外延却是随时间变化的。这和在一般的形式逻辑中外延和内涵一一对应有所区别。此处外延是指任意一个满足内涵的集合,而不一定恒指满足内涵的最大的一个集合。关系模式(即内涵)是稳定的;而关系的内容,即外延,却是随时间动态的变化而变化的。数据库的结构(即模式)是稳定的;而数据库中的数据内容却在不断地更新。
9 r, x' \, O. L2 _( l9 W2 \0 S, {(2)关系操作 关系模型规定了关系操作的功能和特点,但不对DBMS语言的语法做出具体的规定。关系数据库语言的主要特点(或优点)是其高度的非过程化(Non-procedureae)或者说明性(declarative)。关系数据库语言的语句是透明的。用户只须知道语句做什么,而不须知道怎么做的。Codd在其早期的文章中,引入了8种基本的操作:并(Union)交(Intersection)差(Difference)笛卡尔乘积(Cartesian Product)限制(Restrictions)投影(Projection)连接(Join)除(Division)这些操作都是对关系的内容或表体实施操作的,得到的结果仍为关系。注意,这些操作只是基本的操作,而不是不再可分的原始(Primitive)操作,例如,Join,Intersection和Division可以由其它五种操作合成。但是,把它们三个也作为基本操作使用起来很方便。另外,Codd并没说上述8种操作就是关系数据库只能有的8种操作。实际上,上述8种操作仅仅是作为最小的DML操作的基础部分,并且也还未考虑到DDL的需求。SQL支持的操作多于上述8种DML操作,而且SQL还支持DDL操作。关系操作的特点是集合操作,即操作的对象和结果都是集合。这种操作方式也称为一次一集合(set-at-a-time)方式。而非关系模型的数据库的操作方式则为一次一记录(record-at-a-time)方式。关系操作可以用两种方式来表示:
+ S" R; a% X$ a1 M①代数方式,即关系代数
# R7 J0 L( V$ x$ r7 s7 Z. l! \②逻辑方式,即关系演算而关系演算又进一步分为元组关系演算和域关系演算。已经证明,这些表示方式在功能上是相互等价的。一般选其一即可。3 e6 X$ u; `+ n& D( W( P% J( s
(3)关系模型的三类完整性 关系模型的三类完整性是: |