关系数据库详解：结构、操作与完整性

"并(续)-关系数据库" 关系数据库是基于E.F.Codd在1970年提出的概念，包括关系数据模型、关系代数和关系演算。它以数学方法处理数据，尤其在IBM公司的推动下，关系数据库系统发展迅速，成为现今最广泛使用的数据库系统类型。关系数据库系统由三个核心组成部分构成：关系数据结构（关系）、关系操作集合以及关系完整性约束。 关系数据结构是关系模型的基础，具体包含以下几个方面： 1. 关系：关系是一个有序的元组集合，每个元组由若干个分量组成，这些分量来自不同的域，且每个分量都有一个特定的属性。例如，描述员工信息的表格可以看作是一个关系，其中属性可能包括员工ID、姓名、性别和职位等。 2. 关系模式：定义了关系的结构，包括属性名、属性的数据类型和属性之间的约束。例如，"Employee"关系模式可能包含"ID"(整数)，"Name"(字符串)，"Gender"(枚举{'男', '女'})和"Position"(枚举{'教授', '副教授', '讲师'})。 3. 关系数据库：是由多个关系组成的数据库，每个关系对应于一个特定的关系模式。 关系操作包括选择（Select）、投影（Project）、并（Union）、交（Intersection）、差（Difference）等，用于对关系进行查询和更新。在提供的示例中，"R∪S"表示关系R与关系S的并集，将两个关系中不重复的元组合并在一起。给定的R和S在并集后，结果是去除重复元组后的所有元组组合。 关系的完整性约束分为三类：实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。实体完整性确保主键的唯一性和非空性；参照完整性规定了表之间外键的引用规则，防止悬挂引用；用户自定义完整性则是针对特定关系的其他业务规则。 关系代数和关系演算是表达和执行这些操作的两种形式化语言。关系代数是一种操作符集合，通过组合这些操作符来构造查询。而关系演算是基于逻辑表达式的，通常使用谓词逻辑或元组演算。这两种语言都是数据库管理系统实现查询处理和优化的基础。 Codd在1972年提出的范式理论，包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF），以及后来的BCNF（Boyce-Codd范式），它们是用来衡量关系模式规范化程度的标准，以减少数据冗余和提高数据一致性。 总结起来，关系数据库是现代数据库的核心，它的理论基础和操作方法构成了数据库管理系统的核心功能，使得数据的存储、检索和管理变得高效且可靠。