软考学习笔记-数据库工程师第八章－关系数据库

软考学习笔记-数据库工程师第八章－关系数据库
第八章　关系数据库

1、关系数据库的基本概念

　　属性与域

　　第一范式条件1NF：在关系数据模型中，所有的域都应是原子数据。

　　笛卡尔积：设D1,D2,...,Dn为任意集合，则定义D1,D2,...,Dn的笛卡尔积为：

D1*D2*...*Dn = {(d1,d2,...,dn)|di属于Di, i=1,2,...,n}
　　其中每一个元素(d1,d2,...,dn)叫做一个n元组，元组的每一个值di叫做一个分量。笛卡尔积可用二维表来表示。

　　例如：D1={0,1}, D2={a,b}, D3={c,d}, 求D1*D2*D3。

D1*D2*D3 = {(0,a,c), (0,a,d), (0,b,c), (0,b,d), (1,a,c), (1,a,d), (1,b,c), (1,b,d)}

D1 D2 D3
0 a c
0 a d
0 b c
0 b d
1 a c
1 a d
1 b c
1 b d

　　笛卡尔积与关系：D1*D2*..*Dn的子集叫做在域D1,D2,..,Dn上的关系，记为R(D1,D2,..,Dn)，称关系R为n元关系。关系中属性的个数称为元数，元组的个数称为基数。

术语对应： 属性－－－字段
关系模式－记录类型
元组－－－记录

　　关系的一些名词：
目或度－－常用R表示关系的名字，用n表示关系的目或度
候选码－－能够做主码的属性或属性组都是候选码
主码－－－候选码中的一个
主属性－－包含在个选码中的属性
外码－－－对于关系R来讲，外码就是指它的某个属性或属性组，不是该关系的码，而是其它关系的码
全码－－－一个关系的全属性称为这个关系的全码

　　3种基本的关系类型：基本关系（即基本表或基表），查询表，视图表。

2、关系模式：关系的描述称之为关系模式，表示为R(U,D,dom,F)。通常简记为R(U)或R(A1,A2,..,An)，Ai为属性名或域名，一般在主码属性下加下划线以标识。
　　其中，R表示关系名，U表示属性名集合，D是属性的域，dom是属性向域的映像的集合，F是属性间数据的依赖关系的集合。

3、关系的完整性分为3类：

实体完整性，　　关系的主属性不能为空值；
参照完整性，　　设F是关系R的外码，与关系S的主码相对应，则F或均取空值，或等于S中某个元组的主码值。
用户定义完整性，反映某一具体应用涉及的数据必须满足的语义要求。

4、关系运算：关系运算的特点是操作对象和操作结果都是集合。关系数据语言分为3类，关系代数语言、关系演算语言、和具有前二者特点的语言（如SQL）。关系演算语言又分为元组关系演算语言和域关系演算语言。
　　
　　关系代数运算符有4类：集合运算符（并、差、交、笛卡尔积），专门的关系运算符（选择、投影、连接、除），算术比较符（大于、小于等），逻辑运算符（与、或、非）。

　　 并

差

广义笛卡尔积，两个元数分别是n目和m目的关系R和S的广义笛卡尔积是一个(n+m)列的元组的集合。元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的一个元组，记作R*S。

投影，从关系R中选择出若干属性列A组成新的关系，记作PaiA(R)。

选择，是从关系的水平方向进行运算，是从关系R中选择满足给定条件的诸元组，记作　　　。

　　扩展的关系运算符：

交，关系R与S具有相同的关系模式，关系R与S的交是由属于R同时属于S的元组构成的集合，记作　　　。

连接，是从两个关系R和S的笛卡尔积中选取满足条件的元组，可以认为笛卡尔积是无条件的连接。连接又可以分为3种：　　连接、等值连接、自然连接。
　连接：
可以由基本的关系运算符笛卡尔积和选择导出：
等值连接：

自然连接：是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果集中将重复属性列去掉。自然连接不仅要从关系的水平方向，而且还要从关系的垂直方向运算。

除，同时从关系的水平方向和垂直方向进行运算。给定关系R（X,Y）和S（Y,Z），X,Y,Z都是属性组。R除S应当满足元组在X上的分量值x的象集Yx包含关系S在属性组Y上投影的集合。

广义投影，就是带有条件的投影运算，记为　　　　　　　　　　　　　。

外连接，　连接的扩展，为了处理缺失的信息。分为3种左外、右外、全连接。以左外连接为例，取出左侧关系中所有与右侧关系中任一元组都不匹配的元组，用空值填充所有来自右侧关系的属性，构成新的元组，将其加入自然连接的结果中。

聚集函数，要注意一些聚集函数的表达方式。分组的表达方法。

5、元组演算

　　元组演算是非过程化查询语言。它只描述所需信息，而不给出获得该信息的具体过程。元组表达式中的变量是以元组为单位的，其一般形式为{t|P(t)}。t是元组变量，P(t)是元组关系演算公式，公式是由原子公式组成的。

　　原子公式，即原子命题函数。有3种形式。一种是R(t)。

　　全称量词和存在量词。

　　A＝＞B，表示若A为真则B为真。

6、域演算，在域演算中表达式中的变量是表示域的变量，可将关系的属性名视为域变量。一般表示为{t1,...,tk|P(t1,...,tk)}，其中t1,..,tk是域变量。

　　原子公式，有3种形式。一种是R(t1,..,ti,...,tk)。

7、函数依赖

依赖的闭包，属性的闭包

8、优化查询

9、规范化

10、模式分解

　　无损连接，保持函数依赖