关系数据库基础：关系模型与完整性约束

"该资源是关于数据库课程的课件，主要讲解了用户定义的完整性和关系数据库的相关概念。" 在数据库设计中，用户定义的完整性是确保数据质量的重要机制。例如，在一个名为“课程”的表中，有三个属性：课程号、课程名和学分。根据描述，"课程号"属性必须具有唯一值，这意味着不能有两个或更多的课程具有相同的课程号，这是主键约束的一个实例，用于保证数据的唯一性。另一方面，"课程名"这个非主属性也不能取空值，这对应于数据库中的非空约束，确保每个记录都有有效的课程名称。最后，"学分"属性的值被限制为{1，2，3，4}，这展示了枚举约束，确保学分值只能从预定义的集合中选择。 关系数据库是目前最广泛使用的数据库类型，它基于数学上的关系模型，由E.F. Codd在1970年提出。关系模型简化了数据的存储和管理，通过关系代数和关系演算提供了对数据的操作方式。随着时间的发展，关系模型不断演进，包括了如第一、第二、第三范式以及BCNF等规范化理论，这些都是为了减少数据冗余和提高数据一致性。 关系数据模型的核心是关系，它表现为二维表格的形式，从用户角度看就像一张表格，而这种结构建立在集合论的笛卡尔积基础之上。域是指数据类型的集合，比如整数、实数或特定长度的字符串。笛卡尔积则是从多个域中取出所有可能的值组合，形成一个新的集合，但这个集合中的元素是不允许重复的。元组（Tuple）是构成关系的基本单元，它是由笛卡尔积生成的一系列有序的值。 在关系数据库中，关系模式定义了表的结构，包括属性（列）及其数据类型，以及可能的约束条件。关系则实际包含了符合该模式的具体数据。关系数据库管理系统的功能包括对这些关系进行增、删、改、查等操作，并通过完整性规则（如实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性）来维护数据的准确性和一致性。 关系代数和关系演算是两种表达查询和更新关系数据库的语言。关系代数是一种操作性的、形式化的查询语言，它使用集合操作符如选择、投影、并集、差集等来描述查询。而关系演算则是基于谓词逻辑，通过谓词和变量来表达查询。 这个课件深入介绍了关系数据库的基础知识，包括用户定义的完整性规则，这些规则在实际数据库设计中至关重要，因为它们有助于确保数据的准确性和一致性。同时，也回顾了关系模型的历史和发展，以及其在数据库管理系统中的核心地位。