2.1 关系数据结构及形式化定义

2.1.1 关系

关系模型只包含单一的数据结构——关系。

常见定义：

• 域：一组具有相同数据类型的值的集合，域允许的取值个数称为域的基数。
• 笛卡尔积：一种集合运算，用于组合多种关系。
• 关系：关系数据库中的一个表，一系列域的笛卡尔积的子集。
• 元组：关系中的一行，根据属性值的数量 n 叫作 n 元组。
• 分量：元组的一个值。
• 候选码：能唯一标识一个元组而其子集不能的某一个属性组，可以有多个候选码。
• 主码：选定候选码中的一个作为主码。
• 主属性：候选码中的属性称为主属性。
• 非主属性：不包含在候选码中的属性称为非主属性。
• 全码（all-key）：某个关系模式的所有属性为候选码时。

关系可以有三种类型：基本关系（也称为基本表）、查询表（查询结果对应的表）、视图表（由基本表或其他视图表导出的表）。

关系模型要求关系必须规范化，最基本的一条是（1NF）关系的每一个分量是一个不可分的数据项。

2.1.2 关系模式

关系的描述称为关系模式，可表示为R(U,D,DOM,F)。

R 为关系名，U 为属性名集合，D 为域，DOM 为属性向域的映像集合，F 为属性间的数据依赖关系集合。

2.1.3 关系数据库

关系数据库的型称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，包括若干域及在域上定义的若干关系模式。

关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常就称为关系数据库。

2.2 关系操作

2.2.1 基本关系操作

常用关系操作包括查询操作和插入、删除、修改操作两部分。

查询操作又可以分为选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡尔积。

2.2.2 关系数据语言的分类

早期的分别为关系代数、关系演算。

关系代数通过关系运算表达查询需求，关系演算通过谓词表达查询需求。

结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）是一种介于关系代数和关系演算之间的语言。

2.3 关系完整性

2.3.1 实体完整性

实体完整性规则：主属性的值不能取空值。

空值指的是不存在或无意义的值。

2.3.2 参照完整性

参照完整性规则：若属性（或属性组）为外码，则属性的取值必须为：

• 每个属性值均为空值。
• 等于另一个关系中存在的主码值。

2.3.3 用户定义的完整性

针对某个具体数据库的完整性约束条件。

如某个属性必须取唯一值，定义某个属性必须在某个范围内等。