关系数据库系统详解：从基本概念到完整性约束

"数据库技术及应用：章节关注于关系数据库系统，包括关系模型的基本概念、E-R模型转换、完整性约束、关系代数和关系演算。本章深入讲解了关系数据库系统的构成，如数据结构、操作和完整性规则。" 在关系数据库系统中，关系数据库管理系统（RDBMS）是最常见且广泛使用的类型，它以结构简洁、易理解、操作简便著称。关系模型是其核心，由数据结构、关系操作和关系完整性三部分组成。 关系数据结构是关系模型的基础，它将现实世界中的实体和它们之间的联系用单一的结构——关系来表示。在用户视角下，关系看起来像二维表格。关系是由域的笛卡尔积构成的有限子集，其中域是一组具有相同数据类型的值。每个元组代表表格的一行，分量是元组中的每个值，而关系则是这些分量的集合。关系的属性对应表格的列，关系的度是指它的属性数量。 关系模型的操作主要包括增加、删除、修改和查询，这些操作可以通过关系代数和关系演算来描述，而SQL是实现这些操作的常用语言。关系代数是一种形式化的查询语言，通过集合操作如并、交、差、选择和投影等来表达查询。关系演算是基于谓词演算的，使用变量、谓词和逻辑运算符来定义查询。 关系完整性是确保数据库正确性的关键方面。实体完整性规定每个表中的主键字段不能为NULL，确保了每个记录的唯一性。参照完整性则管理表之间的引用，防止出现无效的外键引用。最后，用户定义的完整性允许开发者自定义特定于应用程序的约束条件。 在E-R模型转换为关系模型的过程中，实体、属性和联系被转化为关系，实体成为表，联系可以被表示为连接两个或更多表的关系，属性则成为表的列。候选码是能唯一标识表中元组的列或列组合，而主码是被选为主标识的候选码。非码属性是那些不参与构成任何候选码的属性。全码是当所有属性都参与形成候选码的情况。 例如，一个饭卡管理系统中的关系模式（操作人员编号，售饭机编号，操作日期）的主码是所有三个属性的组合，因为它们共同唯一标识了一次操作。理解这些基本概念对于设计和管理高效、可靠的关系数据库至关重要。