关系数据库原理：关系代数与完整性约束

"数据库原理第2章 关系代数11.ppt" 在深入探讨关系数据库之前，我们首先需要理解关系模型的基本概念。关系数据库是一种基于关系理论的数据存储和管理方式，它由关系数据结构、关系操作集合以及完整性约束三个主要组成部分构成。 1. 关系数据结构：关系模型的核心是关系，它表现为二维表格的形式，即我们常见的表格。每个表格由一系列行（元组）和列（属性）组成，行代表实体实例，列则表示实体的属性。例如，一个员工表可能包含工号、姓名、年龄、性别和工资等属性。 2. 关系操作：关系数据库支持两种主要的操作类型——查询和更新。查询操作包括选择（Select）、投影（Project）、连接（Join）、除法（Division）、并集（Union）、交集（Intersection）和差集（Difference）。更新操作涉及增加新元组（Insert）、删除元组（Delete）和修改元组（Update）。这些操作可以通过不同的形式表达，如关系代数、关系演算或SQL。 3. 完整性约束：完整性约束确保数据的准确性和一致性。实体完整性规定主键不能为NULL，保证了每个实体的唯一性。参照完整性要求外键的值要么是另一表中已有记录的主键，要么为NULL，防止了引用无效的数据。用户自定义完整性允许用户定义特定于应用的规则，如年龄必须大于0。 2.2 关系数据结构详细解析： - 关系的概念：关系是所有属性的笛卡尔积，由元组组成。每个元组是一个不可分割的单位，其中的每个元素称为属性值，对应表格中的一个列。 - 关系模式：描述了关系的结构，包括属性名及其数据类型，例如，职工登记表的关系模式可能是(R, 工号, 姓名, 年龄, 性别, 工资)，其中R是关系名。 - 关系数据库：是由多个这样的关系组成的数据库，它们可以相互关联，共同构成复杂的数据结构。 2.3 关系代数：关系代数是一种形式化的查询语言，通过集合操作来表达对数据库的查询。它包括选择、投影、并、交、差、笛卡尔积、连接和除等操作。关系代数是关系数据库理论的基础，提供了一种抽象的方式来描述查询。 2.4 关系演算：关系演算分为元组关系演算和域关系演算，它们都是基于谓词逻辑的查询语言。元组关系演算使用元组变量，而域关系演算则使用域变量。SQL，即结构化查询语言，结合了关系代数和关系演算的特点，成为实际数据库系统中广泛使用的查询语言。 关系数据库管理系统（RDBMS）是实现这些理论的软件系统，它提供了一套工具和接口，让用户能够创建、查询和更新关系数据库，同时确保数据的完整性和安全性。通过学习和理解关系模型，我们可以更有效地设计和操作数据库，满足各种业务需求。