全球今熱點：數據庫設計中的關系模型——數據模型

緒論--------關系數據模型是在關系結構的數據庫中用二維表格的形式表示實體以及實體之間的聯系的模型。 1970年美國 IBM 公司San Jose研究室的研究員E.F.Codd首次提出了 數據庫系統 的 關系模型 ，開創了數據庫的關系方法和關系數據理論的研究，為數據庫技術奠定了理論基礎。

一、數據模型概述

(資料圖片)

數據庫設計中兩種不同的模型：

（1）概念模型：面向現實世界，與計算機無關。

（2）數據模型：面向計算機實現。分為邏輯數據模型，物理數據模型。

（一）數據模型三要素

1、數據結構：數據庫數據，以及數據之間的聯系。

2、數據操作：數據庫對象允許執行操作的集合。

3、數據的約束條件：數據庫完整性規則的集合。

規定數據及其聯系所受到的制約限制數據庫狀態，以及狀態的變化，以保證數據庫數據的正確、有效、相容。

（二）、一些主要的數據模型、

層次模型網狀模型關系模型面向對象模型對象-關系模型

二、關系模型的基本概念

1、關系

一個關系就是一張命名的二維表。

2、屬性：表的一列稱為表的一個屬性，列的名字稱為屬性名。

3、域：屬性取值的范圍。

（1）簡單域：域中元素都是原子的（不可再分的）

（2）組合域：域中元素是可在分的。

注：關系的屬性域總是簡單域。

4、元組：關系的一行叫一個元組。

5、元組分量：關系中元組的屬性值。

6、關系的鍵碼（或稱：候選碼、碼）、主屬性：能夠唯一標識一個元組的最少屬性（或屬性組），

稱為關系的鍵碼，簡稱為碼。

鍵碼的特性：  （1）唯一性　?。?）最小性

注：當一個關系有不止一個鍵碼時，也把鍵碼稱為候選碼。

構成鍵碼（或候選碼）的屬性稱為主屬性，而其他屬性稱為非主屬性。

7、主碼：

主碼由鍵碼構成。（主碼必定是鍵碼）

一個關系必須有且只能有一個主碼。

若一個關系有多個鍵碼，則必須指定一個鍵碼作為關系的主碼。

8、全碼：若一個關系的鍵碼由關系的所有屬性構成，則這樣的鍵碼稱為全碼。

9、超碼：一個關系中，能夠唯一標識一個元組的屬性（或屬性組），稱為該關系的超碼。

（二）、關系模式與關系實例的概念及特點

1、關系模式

關系名，以及關系屬性集合，稱為關系模式。

例 S（SNO,SNAME,STATUS,CITY）

關系模式是對關系的描述，是關系的“框架”，關系模式相對穩定。

2、關系實例

一個關系的當前元組的集合，稱為關系實例。關系實例相對可變化。

3、關系數據庫模式：若干個關系模式集合，構成了一個關系數據庫模式。

4、關系的性質

（1）基于某一關系模式的關系是隨時間變化的。

（元組數量或屬性取值是可變的）

（2）一個關系中，在任何時候都不能同時出現取值相同的兩個元組。

（3）一個關系的不同元組，上下無序。

（4）一個關系的不同列的先后次序無關緊要。

（5）元組各分量必須是不可再分的。（屬性的域必須是簡單域）

三、從概念模型（E-R圖）到關系數據模型的轉換

（一）、轉換一般實體集：把E-R圖的一個實體集轉換成一個關系模式，實體集的屬性和主碼

轉換成關系模式的屬性和主碼。

（二）、轉換E-R圖的聯系

一般原則：為聯系建立一個關系模式

（三）、子類實體集的轉換

1、E-R圖方法：（1）轉換實體集，并選好鍵碼。

（2）“isa”無需變換

正在上傳…重新上傳取消正在上傳…重新上傳取消轉存失敗重新上傳取消

3、空值法：

特點：每一個實體對應關系的一個元組。與特定實體無關的屬性，值“空”值。

（四）、弱實體集的轉換

1、弱實體集轉換為關系模式。關系模式的鍵碼由自身的鍵碼屬性，以及弱實體集所依賴的那些

實體集的鍵碼屬性，共同構成。

2、弱實體集和它所依賴的實體集之間的聯系，無需處理。

（五）關系數據庫關系運算

關系數據庫關系運算

選擇 投影 鏈接 除運算

選擇運算

選擇運算是從關系R中選取使邏輯表達式F為 真的元組，是從行的角度進行的運算

投影運算

投影操作主要是從列的角度進行運算，但投影之后不僅取消可原關系中的某些列，而且還可能取消某些元組（避免重復行）

連接運算

連接運算又有等值連接，自然連接，半連接，左外連接，右外連接，全外連接。

等值連接

自然連接

半連接

R和S自然連接后，保留R屬性的投影 左外連接

右外連接

全連接

一般連接操作是從行的角度進行運算，自然連接還需要取消重復列，所以是同時從行和列的角度進行運算。

除運算

除運算是同時從行和列的角度進行的

關系代數表達式