关系数据库：数据结构、操作与完整性

本章节主要探讨了关系数据库的理论基础，从关系数据结构及形式化定义出发，深入解析了核心概念。首先，介绍了数据库中的基本元素，如域（Domain），它是一个具有相同数据类型的值的集合，定义了数据的基本单位。接着，通过笛卡尔积（Cartesian product）的概念，描述了如何将多个域组合成二维表，其中每个元组（Tuple）代表一个数据记录，每一列对应一个域，这是关系数据的主要表示形式。 在关系模型中，关系被定义为在一组域上的子集，例如，R(D1,D2,...)表示一个在域D1、D2等上的关系，其中R是关系名，D是域，n表示属性或度。关系可以分为不同类别，包括基本关系（如基本表或基表）、查询表和视图表，每种都有其特定的用途和特征。 关系模式是关系数据库的静态描述，它定义了关系的属性集合、属性的域以及属性间的映射和依赖关系。关系模式的表达式为R(U,D,DOM,F)，其中U是属性名集合，D是属性所来自的域，DOM是属性到域的映射，F是属性间的依赖规则。关系模式和关系本身是数据库的两个方面，前者是抽象概念，后者则是具体实例。 关系数据库的操作包括查询（如投影、连接、选择等），这些操作都是在集合级别进行的，强调对数据的抽象处理。此外，还讨论了关系数据库语言的分类，如关系代数语言、元组关系演算语言、结构化查询语言等，这些都是用于表达和执行数据库操作的语言工具。 最后，完整性是关系模型的重要组成部分，包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束，它们确保数据的一致性和有效性。理解这些概念对于设计和管理有效率的数据库至关重要。 总结来说，本章详细阐述了关系数据库的核心概念，包括数据结构、关系模式、操作和完整性，这些都是理解和应用关系数据库的基础。学习者通过掌握这些内容，能够更好地设计、操作和维护实际的数据库系统。