关系数据库基础：关系模型与关系代数

本文档介绍了关系数据库的基础知识，包括关系模型的概念、关系代数和关系演算语言，适合初学者学习。 在关系数据库的世界里，理解基础概念至关重要。关系数据库是一种基于数学理论的数据存储方式，它以简洁的结构、坚实的理论基础和高度的数据独立性而受到广泛应用。与层次和网状数据库不同，关系数据库更注重用户友好性，让非专业人员也能轻松操作。 关系模型是关系数据库的核心，其基本概念包括： 1. **关系**：关系是一个包含多个分量（component）的集合，这些分量来自于特定的域（Domain），如全体整数、特定范围内的数值或字符串集合。关系可以被视作二维表格，其中的每一行代表一个元组（tuple），每一列称为属性（attribute）。 2. **域**：是具有相同数据类型的值集合，比如全体整数、0到100的整数或特定长度的字符串。 3. **笛卡尔积**：两个或多个域的组合，产生所有可能的元组组合。例如，D1和D2的笛卡尔积为{(d1, d2) | d1 ∈ D1, d2 ∈ D2}。 4. **关系**：笛卡尔积的一个子集，通常由关系名标识，并带有固定的列数（即关系的目或度）。关系中的每一行都是一个元组，每个属性对应一个特定的列名和域。 关系模型还强调了几个关键的性质，确保数据的规范性和一致性： - **列的同质性**：同一列的所有数据必须来自相同的域，确保数据类型的一致性。 - **不可再分的数据项**：每个属性值都是原子的，不能包含其他表，符合第一范式（1NF），防止数据冗余和更新异常。 - **唯一性**：不允许有重复的行，确保数据的唯一性。 关系数据库的数据操纵主要通过两种语言进行：关系代数和关系演算语言。关系代数是一种形式化的查询语言，通过集合操作如选择（selection）、投影（projection）、并集（union）、差集（difference）等来表达查询。关系演算是另一种形式，通常基于谓词逻辑，使用表达式来描述查询。 对于初学者来说，掌握这些基础概念和操作是理解和使用关系数据库的关键。关系代数和关系演算是数据库管理系统（RDBMS）中实现SQL查询的基础，学习这些内容将有助于深入理解数据库的工作原理，从而更好地设计、管理及查询数据库。