关系数据库：E.F.Codd的贡献与关系模型发展

关系数据库简介是数据库系统概论课程中的核心内容，它由美国IBM公司的E.F.Codd在20世纪70年代初提出，标志着关系数据模型的诞生。Codd在1970年的《通信与计算机应用》（Communication of the ACM）上发表了论文"A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks"，这篇论文奠定了现代关系数据库理论的基础。 关系模型的核心概念包括关系数据结构及其形式化定义。在关系模型中，数据被抽象为单一的数据结构——关系，它代表现实世界中实体及其之间的联系，从用户角度看，表现为一张二维表格。关系由域（Domain）组成，域是一组具有相同数据类型值的集合，如整数、实数、字符或特定范围内的整数等。笛卡尔积（Cartesian Product）则是对多个域的所有可能组合，每个元素是一个包含所有域值的元组，且不允许重复。 在1972年，Codd进一步发展了关系理论，提出了关系的范式理论。关系的第一范式（1NF）确保数据无冗余，第二范式（2NF）要求非主键属性完全依赖于主键，第三范式（3NF）则要求消除传递依赖。到了1974年，他又引入了BC范式（Boyce-Codd Normal Form），这是一种更高级别的规范化标准，增强了数据的一致性和独立性。 课程的第二章详细探讨了关系操作，如选择（Selection）、投影（Projection）、连接（Join）、并（Union）、交（Intersection）和差（Difference），这些都是处理关系数据的基本操作。此外，还涵盖了关系的完整性约束，包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，以确保数据的正确性和一致性。 关系代数和关系演算是理论分析关系的两种工具，前者是一种基于集合论的数学语言，用于描述查询操作，而后者则更偏向于逻辑表达式的形式，用于关系数据库的设计和验证。关系代数包括基本运算如σ（选择）、π（投影）、ρ（笛卡尔积）等，而关系演算则涉及谓词演算和元组关系演算。 关系数据库是数据库系统的重要组成部分，通过学习关系模型、范式理论和操作方法，学生能够理解如何设计、管理和操作数据，以支持高效的业务处理和数据分析。