MYSQL-关系数据库
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后顾一下上节课学的啥:
数据库的基础知识和环境配置,具体详见上一篇博客:
http://shangu127.top/2021/08/30/再学一次MySql/
本文涉及主要内容为 关系数据库 。
1 关系
🌳单一的数据结构–关系
现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示
🌳逻辑结构–二维表
从用户角度,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
🌳建立在集合代数的基础上
-域(Domain)
-笛卡尔积(Cartesian Product)
-关系(Relation)
1.1 域
域是一组具有相同数据类型的值的集合。
1.1.2 笛卡尔积
笛卡尔积是 域上的一种集合运算;
给定一组域D1,D2,…,Dn,这些域中可以有相同的
D1,D2,…,Dn的笛卡尔积为:
D1×D2×…×Dn ={(d1,d2,…,dn)|diDi,i=1,2,…,n}:
1:所有域的所有取值的一个组合
2:不能重复
元组
—笛卡尔积中每一个元素(d1,d2,…,dn)叫作一个n元组(n-tuple)或简称元组(Tuple)
分量
—笛卡尔积元素(d1,d2,…,dn)中的每一个值di叫作一个分量
基数一个域允许的不同取值个数
—若Di(i=1,2,…,n)为有限集,其基数为mi(i=1,2,…,n),则D1×D2×…×Dn的基数M为:
1.2 关系
1.2.1关系
D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1,D2,…,Dn上的
关系,表示为
(,,,):关系名:关系的目或度()R(D1,D2,…,Dn) R:关系名 n:关系的目或度(Degree)
1.2.2 元组
关系中的每个元素是关系中的元组,通常用t表示
1.2.3 单元关系与二元关系
🍌当n=1时,称该关系为单元关系(Unary relation)
🍌当n=2时,称该关系为二元关系(Binary relation)
1.2.4 关系的表达
关系也是一个二维表,表的每行对应一个元组,表的每列对应一个域
1.2.5 属性
🍌关系中不同列可以对应相同的域
🍌每列起一个名字,称为属性(Attribute)
🍌n目关系必有n个属性
1.2.6 码
🍊候选码(Candidate key)
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组而其子集不能,则称该属性组为候选码
🍊全码(All-key)
最极端的情况:关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码,称为全码(All-key)
🍊主码
若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码
🍊主属性
候选码的诸属性称为主属性(Prime attribute)不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性或非码属性
1.2.7 三类关系
🍊基本关系(基本表或基表)
实际存在的表,是实际存储数据的逻辑表示
🍊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,是虚表,不对应实际存储的数据
1.2.8 基本关系的性质
① 列是同质的(Homogeneous)
② 不同的列可出自同一个域
③ 列的顺序无所谓,,列的次序可以任意交换
④ 任意两个元组的候选码不能相同
⑤ 行的顺序无所谓,行的次序可以任意交换
⑥ 分量必须取原子值
2 关系模式
关系模式(Relation Schema)是型,关系是值,关系模式是对关系的描述。
关系模式
—对关系的描述
—静态的、稳定的
关系
—关系模式在某一时刻的状态或内容
—动态的、随时间不断变化的
2.1 关系模式的表达
(,,,)通常简写为:或,,,关系名,,,属性名R(U,D,DOM,F) 通常简写为: R(U)或R(A1,A2,…,An) R:关系名 A1,A2,…,An:属性名
R 关系名
U 组成该关系的属性名集合
D 属性组U中属性所来自的域
DOM 属性向域的映象集合
F 属性间的数据依赖关系集合
3 关系数据库
在给定应用领域中,所有关系的集合构成一个关系数据库。
关系数据库模式包括
1:若干域的定义
2:在这些域上定义的若干关系模式
4 关系操作
常用的关系操作包括查询和更新两大部分。查询的表达能力是其中最主要的部分。
🍌查询(Query)包括:选择(select)、投影(project)、连接(join)、除(Divide)、并(Union)、交(Intersection)、差(Difference)、笛卡尔积。像乘法可以用加法来定义和导出一样,其它操作可以用基本操作来定义和导出。
🍌数据更新:增加font>(Insert)、删除(Delete)、修改(Update)操作。
🍌关系操作的特点
操作的对象和结果都是集合,一次一集合的方式。
5 关系的三类完整性约束
5.1 实体完整性
若属性A是基本关系R的主属性,则属性A不能取空值。
(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)现实世界中的实体可区分,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
5.2 参照完整性
在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的,因此可能存在着关系与关系间的引用。
5.2.1 外码
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,则称 F 是基本关系 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
5.2.2 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
5.3 用户定义完整性
🍅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,而不要 由应用 程序承担这一功能
6 集合运算
6.1 传统集合运算
6.1.1 并运算
设关系R和关系S具有相同的目n(即两个关系都有n个属性),且相应的属性取自同一个域,则关系R与关系S的并由属于R或属于S的元组组成。
其结果关系仍为n目关系。记作:
R∪S=t|t∈R∨t∈S
6.1.2 差运算
6.1.3 交运算
R∩S=t|t∈R∧t∈S
6.1.4 笛卡尔积运算
7 专门的关系运算
7.1 选择运算
在关系R中选择满足给定条件的元组,记做:
真σF®=t|t∈RΛF(t)=‘真′
F是一个公式,表示形式为由逻辑运算符(∧,∨,٦)连接各算术表达式组成。
算术表达式的基本形式为:XθY. θ ={>, ≥ ,<, ≤ ,=, ≠} 。
7.2 投影运算
关系R上的投影是从R中选择若干属性列组成新的关系。记做:
πA®=t[A]|t∈R
投影之后不仅取消了某些列,还可能取消某些元组。
7.3 连接运算
连接运算是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。
记做:
R S. 其中,F是条件表达式,它涉及到对两个关系中的属性的比较。
7.3.1 等值连接
θ为“=”的连接运算称为等值连接:
7.3.2 自然连接
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,并且要在结果中把重复的属性去掉。
7.3.3 半连接
在 R、S 自然连接后仅保留对 R 的属性的投影,记为:R ∝ S
7.3.4 左右外连接
在 R、**S **自然连接时对不匹配的元组用空值来匹配。有左外连接、右外连接和全外连接之分
左外连接:
对 R 中任意元组,若 S 中找不到匹配的元组,则 S 用空元组与之对应。R 的信息在左外连接的结果中都得到保留。
7.3.5 全外连接
对R或S中所有不匹配的元组,均用空元组分
别匹配。R、S的信息在全外连接的结果中都得到保留。