关系数据库理论基础：域关系演算与QBE查询

"这篇资料主要讲述了关系数据库中的域关系演算和查询操作，特别是如何使用QBE（Query By Example）进行简单查询。内容涵盖了关系数据结构、关系操作、关系完整性和关系代数的基础知识，同时也提及了关系模型的发展历程以及一些主流的数据库系统。" 在数据库领域，关系模型是最重要的数据模型之一，它由E.F.Codd在1970年提出，并通过IBM的SystemR和各种商业数据库系统如DB2, Oracle, Sybase, Informix, SQLServer等得到了广泛应用。关系数据库系统基于关系模型，其中数据以表格形式存储，表格中的每一行代表一个元组，每一列代表一个属性。 1. **关系数据结构与形式化定义** - **域**：域是具有相同数据类型值的集合，例如，教师集合（T）、学生集合（S）和课程集合（C）都是特定类型的值集合。 - **笛卡尔积**：当多个域相乘时，形成一个由所有可能的元组组成的集合。例如，D1×D2×D3表示从三个域中取值的所有可能组合，每个组合构成一个元组。 - **元组**：笛卡尔积中的每个元素，即一个n元组，由n个分量组成，每个分量来自相应的域。 - **基数**：域的基数是其元素数量，笛卡尔积的基数是各域基数的乘积。 2. **关系操作** - 在关系数据库中，常见的操作包括选择（Select）、投影（Project）、并集（Union）、差集（Difference）、交集（Intersection）等。QBE（Query By Example）是一种用户友好的查询方法，用户通过提供一个示例元组来表达查询需求。 3. **关系完整性** - 关系完整性约束确保数据库中的数据保持一致性和准确性，如实体完整性（主键约束）、参照完整性（外键约束）和用户定义的完整性。 4. **关系代数和关系演算** - **关系代数**是操作关系的符号语言，包括基本操作如选择、投影，以及更复杂的操作如笛卡尔积、连接（Join）等。 - **关系演算**，如域关系演算，是另一种描述查询的方法，它使用谓词逻辑的表达式来定义查询。 以描述中的例子为例，如果用户想要查询信息系全体学生的姓名，他们可以通过QBE在屏幕上输入一个空白的元组，指定关系名为“学生”，并在操作命令中添加查询条件“系别=信息系”。这将返回满足条件的所有学生姓名。 理解这些基本概念对于使用和设计关系数据库至关重要，无论是在数据库管理系统中执行查询，还是在构建复杂的数据库应用程序时，都需要这些知识作为基础。