关系数据模型基础：E.F.Codd的理论与数据库系统

本文档是关于数据库系统概论中关系的基本概念的讲解，涉及关系理论的数学基础，E.F.Codd的关系数据模型及其对SQL的贡献，以及早期和现代的数据库系统代表。此外，还详细介绍了关系数据库的基础，包括域、笛卡尔积、元组、分量和关系的定义。 在数据库理论中，关系理论建立在集合代数之上，具有严谨的数学根基。E.F.Codd在20世纪70年代初期提出了关系数据模型，这一贡献使他荣获1981年的ACM图灵奖。1972年，Codd进一步提出了关系代数和关系演算的概念，定义了如并、交、投影、选择和连接等基本操作，这些操作成为了结构化查询语言（SQL）的核心，对现代数据库系统的发展产生了深远影响。 早期的代表数据库系统有IBM研发的System R和加州Berkeley分校开发的INGRES。随着时间的发展，目前主流的商业数据库系统包括Oracle、Informix、Sybase、SQL Server、DB2，以及更偏向于个人用户和小型应用的Access、Foxpro和Foxbase。 关系数据库的基础概念中，域指的是具有相同数据类型的值的集合，例如整数集合、字符串集合等。笛卡尔积是多个域的组合，每个元素是一个包含所有域值的元组，元组的每个值称为分量。例如，教师集合、学生集合和课程集合的笛卡尔积会形成所有可能的（教师，学生，课程）组合，可以表示为二维表格形式。 关系是在这些域的笛卡尔积中的有意义子集，用R(D1,D2,...,Dn)表示，其中R是关系名，n是关系的度或目。关系也可以直观地表示为二维表格，例如关系TEACH，它记录了教师(T)、学生(S)和课程(C)之间的教学关系。 关系数据库中的每个元素称为元组，它们是由属性组成的，属性对应于域中的值。在上述例子中，TEACH关系的属性有T（教师）、S（学生）和C（课程）。这些概念构成了关系数据库理论的基础，使得我们能够有效地存储、管理和检索大量结构化数据。