关系数据库基础理论

Teradata SQL基础教程第一章关系数据库基础1.1关系数据库模型关系数据库理论最早是由Codd博士提出的，一个关系的数学描述其实就是一个二维表，这些二维表按照业务运行的规律组合起来，就是关系数据库模型。

这种模型可以简洁地表达出企业或机构的业务运作规律，抓住事物本质，因此非常实用。

每个二维表被称为一个实体(Entity)，它可以是人、地点或者某种事物等。

表中的每个列被称为属性(Attribute)或者字段(Field)，表中的每一行代表了该实体的一个特定实例，称为记录(Record)。

表1-1、1-2和1-3分别给出了一个雇员表、部门表和工作表的实例。

表1-1 雇员表(Employee Table)EMPLOYEE NUMBER MANAGEREMPLOYEENUMBERDEPARTMENT NUMBERJOBCODELASTNAMEFIRSTNAMEHIREDATEBIRTHDATESALARYAMOUNTPK FK FK FK1018 1017 501 512101RatzlaffLarry1978-07-151954-05-3154000.00 1022 1003 401 412102MachadoAlbert1979-03-011957-07-1432300.00 1014 1011 402 422101CraneRobert1978-01-151960-07-0424500.00 1003 801 401 411100TraderJames1976-07-311947-06-1937850.00 1007 1005 403 432101VillegasArnando1977-01-021937-01-3149700.00 1010 1003 401 412101RogersFrank1977-03-011935-04-2346000.00 表1-2 部门表(Department Table). 1 .department_number department_name budget_amount manager_employee_number PK FK308000.001011support402 software982300.001003support401 customer1025293800.00201 technicaloperations801100 president 400000.001017308000.00501 marketingsales1005403 education 932000.00表1-3 工作表(Job Table)job_code description hourly_billing_rate hourly_cost_rate PK421100 Manager - Software Support 0.00 0.00Rep 0.00 0.00512101 Sales511100 Manager - Marketing Sales 0.00 0.00Engineer 0.00 0.00312101 Software411100 Manager - Customer Support 0.00 0.00431100 Manager - Education 0.00 0.00413201 Dispatcher 0.00 0.00432101 Instructor 0.00 0.00Analyst 0.00 0.00422101 Software321100 Manager - Product Planning 0.00 0.00在一个关系数据库模型中，表和表之间是有关联的，这种关联常用所谓的E-R 图(Entity-Relationship Diagram)来表示。

关系数据库理论基础在当今数字化的时代，数据的管理和处理变得至关重要。

关系数据库作为一种广泛应用的数据存储和管理方式，有着坚实的理论基础。

理解这些理论基础，对于我们有效地设计、使用和优化关系数据库至关重要。

关系数据库的核心概念是关系，也就是通常所说的表。

一个关系由一组属性（列）和一组元组（行）组成。

每个属性都有特定的数据类型，例如整数、字符串、日期等。

而元组则代表了一条具体的数据记录。

关系数据库遵循一系列的约束和规则，以确保数据的完整性和准确性。

其中，实体完整性是指主键的值不能为空且必须唯一，用于唯一标识每一条记录。

例如，在一个学生信息表中，学号通常被设定为主键，每个学生的学号都不能重复且不能为空。

参照完整性则规定了表之间的关联关系。

如果存在两个表通过某个字段相关联，那么在相关联的表中，对应的值必须存在或者为空。

比如，一个课程表和一个选课表，选课表中的课程编号必须在课程表中存在，否则就违反了参照完整性。

关系代数是关系数据库操作的理论基础。

它包括了选择、投影、连接、并、交、差等基本运算。

选择操作类似于筛选，根据给定的条件从关系中选取满足条件的元组。

投影则是从关系中选取指定的属性列。

连接操作用于将两个或多个关系根据共同的属性值组合在一起。

函数依赖是关系数据库设计中的一个重要概念。

如果属性 A 的值决定了属性 B 的值，那么就说 B 函数依赖于 A。

例如，一个订单表中，订单号决定了订单日期，那么就可以说订单日期函数依赖于订单号。

范式是关系数据库设计的重要指导原则。

常见的范式有第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）等。

第一范式要求每个属性都是不可再分的原子值。

第二范式在满足第一范式的基础上，要求非主键属性完全依赖于主键，而不能仅依赖于主键的一部分。

第三范式则进一步要求非主键属性之间不存在传递依赖。

满足更高的范式可以减少数据冗余，提高数据的一致性和完整性，但并不是范式越高就一定越好。

在实际应用中，需要根据具体的业务需求和性能要求来权衡范式的级别。

数据库关系代数与关系演算的理论基础概述在数据库系统中，关系代数和关系演算是两个基本的理论基础。

关系代数是一种基于集合论的操作方法，用于对关系数据库进行查询和操作。

而关系演算是一种基于数学逻辑的查询语言，用于描述查询的结果以及如何从关系中获取这些结果。

本文将介绍数据库关系代数和关系演算的概念和原理，并讨论它们在实际数据库系统中的应用。

关系代数关系代数是一种基于集合论的数学方法，用于对关系数据库进行查询和操作。

它由一组基本操作符组成，包括选择、投影、并、差、连接和除等。

通过使用这些操作符的组合，可以构建复杂的查询和操作。

选择操作符用于从关系中选择满足指定条件的元组。

例如，可以用选择操作符选择所有满足某一条件的客户。

投影操作符用于从关系中选取指定的属性，生成一个新的关系。

例如，可以使用投影操作符从客户关系中选择客户的姓名和地址属性。

并操作符用于将两个关系的元组合并成一个新的关系。

差操作符用于从一个关系中删除另一个关系中包含的元组。

连接操作符用于将两个关系的元组根据某个共同属性进行合并。

例如，可以使用连接操作符将客户关系和订单关系连接起来，并找出具有相同客户编号的客户和订单。

除操作符用于从一个关系中删除与另一个关系中某个属性的元组相同的元组。

例如，可以使用除操作符从供应商关系中删除已经供应了给定零件的供应商。

关系演算关系演算是一种基于数学逻辑的查询语言，用于描述查询的结果以及如何从关系中获取这些结果。

它由两种形式组成：元组关系演算和域关系演算。

元组关系演算使用一种类似于数学谓词逻辑的语法，用于描述查询的结果。

它使用一组基本的操作符，包括选择、投影和连接。

选择操作符用于从关系的元组中选择满足给定条件的元组。

例如，可以使用选择操作符选择所有年龄大于25岁的员工。

投影操作符用于从关系的元组中选择指定的属性。

例如，可以使用投影操作符选择员工的姓名和薪水属性。

连接操作符用于将两个关系的元组组合起来，根据共享的属性值进行合并。

.数据库概论专科作业题参考答案第一章数据库系统导论一、选择1.C2.B3.C4.A5.A6.A7.C8.A9.D10.D11.B12.B13.B14.C15.D16.C17.A18.D19.C20.B21.A22.C23.A24.C25.D26.D27.B28.B29.A30.C31.A32.D33.A34.C35.A36. A37.C38.D39.A40.D41.D42.D43.C44.A45.D46.B二、填空1．数据2．数据库3．数据库的恢复4．概念模型5．逻辑独立性6．关系数据7．层次8．数据定义9．网状模型10．完整性约束11．关系数据12．E-R13．一对多14．信息三、名词解释1．信息：经过加工处理后具有一定含义的数据集合，它具有超出事实数据本身之外的价值。

2．数据：数据库中存储的基本对象，通常指描述事物的符号。

3．数据库：存储在计算机存储设备上，结构化的相关数据集合。

它不仅包括描述事物的数据本身，还包括相关事物之间的联系。

4．数据库管理系统：处理数据访问的软件系统，也就是位于用户与操作系统之间的一层对数据库进行管理的软件。

用户必须通过数据库管理系统来统一管理和控制数据库中的数据。

5．数据库系统：引进了数据库技术后的计算机系统，它能够有组织地、动态地存储大量数据，提供数据处理和数据共享机制，一般由硬件系统、软件系统、数据库和人员组成。

6．实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体。

7．属性：实体所具有的某一特征或性质称为属性。

8．联系：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为两类：一类是实体内部的联系；另一类是实体之间的联系。

9．关键字：唯一地标识实体的属性集称为关键字。

10．实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和描述同类实体，称为实体型。

11．实体集：同一类实体的集合称为实体集。

12．数据结构：数据结构是对数据静态特征的描述。

数据的静态特征包括数据的基本结构、数据间的联系13．数据操作：数据操作是指对数据动态特征的描述，包括对数据进行的操作及相关操作规则。