关系数据库详解：关系数据模型与关系运算

"这篇内容来自一本普通高等教育‘十五’国家级规划教材《数据库系统概论》，主要探讨了关系数据库的相关知识，包括关系数据结构、关系操作、完整性约束、关系代数和关系演算。" 在关系数据库领域，"专门的关系运算"通常指的是用于处理和查询关系数据模型中数据的操作。这个概念在标题中被提及，意味着接下来的内容会深入讨论这些运算。关系数据模型是由E.F.Codd在1970年提出的，已成为现代数据库管理系统广泛采用的标准模型。它的核心特点是具有坚实的数学基础，简洁的数据表示，并且支持声明性查询语言。 关系数据结构包括关系、关系模式和关系数据库。关系可以理解为一个二维表格，源自数学中的集合论关系，但为了适应数据库应用，做了一些调整。关系由一组域的笛卡尔积构成，每个域包含相同类型的数据。例如，整数集合、字符串集合等都可以视为域。关系是这些域的笛卡尔积的有限子集，每个元素称为元组，由多个分量组成。元组的分量顺序在数据库中并不重要，因为通过属性名来标识各个列。 关系模式是对关系的描述，它包括了关系名、属性名及其对应的域。例如，一个名为"Student"的关系模式可能包括"ID"(整数域)、"Name"(字符串域)和"Grade"(整数域)这三个属性。关系数据库则是由一个或多个关系组成的集合，这些关系共同构成了存储数据的整体结构。 关系数据库支持多种操作，如选择(Select)、投影(Project)、并(Union)、差(Difference)、笛卡尔积(Cartesian Product)、连接(Join)等。这些操作在SQL语言中都有相应的语法，使得用户能够方便地查询和操作数据。描述中提到的"象集"可能是指某个属性在关系中的所有不同取值集合，比如"x1"在关系R中的象集包含"Z1"、"Z2"和"Z3"。 此外，关系数据库还强调了完整性约束，如实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性，这些都是确保数据准确性和一致性的规则。关系代数和关系演算是两种形式化的查询语言，用于表达对数据库的复杂查询。关系代数是一种操作集合的符号表示，而关系演算更接近自然语言，如SQL，允许用户直接指定查询条件。 本内容将详细阐述关系数据库的基础理论，包括其数据结构、操作以及相关的完整性概念，这对于理解和操作关系数据库系统至关重要。