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数据库2_2——关系代数
1. 关系操作
- 常用的关系操作
- 查询操作：选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡尔积，选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作
- 数据更新：插入、删除、修改
- 关系操作的特点
集合操作方式：操作的对象和结果都是集合，一次一集合的方式 - 关系代数语言
用对关系的运算来表达查询要求
代表：ISBL - 关系演算语言：用谓词来表达查询要求
- 元组关系演算语言
谓词变元的基本对象是元组变量
代表：APLHA, QUEL - 域关系演算语言
谓词变元的基本对象是域变量
代表：QBE
- 具有关系代数和关系演算双重特点的语言
代表：SQL（Structured Query Language）
2. 关系完整性
- 实体完整性和参照完整性
关系模型必须满足的完整性约束条件，称为关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持 - 用户定义的完整性
应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束
2.1 实体完整性
- 若属性A是基本关系R的主属性（候选码属性），则属性A不能取空值
【空值就是“不知道”或“不存在”或“无意义”的值】
例如：选课（学号，课程号，成绩），“学号，课程号”是主码（多个学生选一门课，一个学生选多门课），所以这两个非空 - 实体完整性规则的说明
（1）实体完整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。
（2）现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。
（3）关系模型中以主码作为唯一性标识。
（4）主码中的属性即主属性不能取空值。
ps:主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这与第（2）点相矛盾，因此这个规则称为实体完整性
2.2 参照完整性
2.2.1 关系间的引用
在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的，自然存在着关系与关系间的引用
例如：学生（学号，姓名，性别，年龄，专业号），专业（专业号，专业名）
- 学生关系引用了专业关系的主码“专业号”。
- 学生关系中的“专业号”值必须是确实存在的专业的专业号
2.2.2 外码（Foreign Key）
- 设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应（有一个一一对应的关系，不一定同名），则称F是R的外码
- 基本关系R称为参照关系（Referencing Relation）
- 基本关系S称为被参照关系（Referenced Relation）或目标关系（Target Relation）
- 关系R和S不一定是不同的关系
- 目标关系S的主码Ks 和参照关系的外码F必须定义在同一个（或一组）域上
- 外码并不一定要与相应的主码同名
- R,S为不同的基本关系：
学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
课程（课程号，课程名，学分）
选修（学号，课程号，成绩）
- 选修关系的“学号” 与学生关系的主码“学号”相对应
- 选修关系的“课程号”与课程关系的主码“课程号”相对应
- “学号”和“课程号”是选修关系的外码
- 学生关系和课程关系均为被参照关系
- 选修关系为参照关系- R,S为同一个的基本关系：
学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）
- “班长”是外码，“班长”也是学生嘛，与学号相对应
- 学生关系既是参照关系也是被参照关系
2.2.3 参照完整性规则
若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：
- 或者取空值（F的每个属性值均为空值）
- 或者等于S中某个元组的主码值
[例子]
学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）
“班长”属性值可以取两类值：
（1）空值，表示该学生所在班级尚未选出班长
（2）非空值，该值必须是本关系中某个元组的学号值
总结：（外码要么空值，要么已存在，不能新产生）
2.3 用户定义的完整性
- 针对某一具体关系数据库的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
- 关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制，以便用统一的系统的方法处理它们，而不需由应用程序承担这一功能
例:
课程（课程号，课程名，学分）
- “课程号”属性必须取唯一值
- 非主属性“课程名”也不能取空值
- “学分”属性只能取值{1，2，3，4}
