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关系模型理论简介

独西楼Q 2022-02-12 阅读 72

总所周知,关系数据库在数据库市场占据着很大的份额。关系数据库具有坚实的理论基础----关系模型和关系代数。

下面简单总结一下关系模型和关系代数内容,作为后续认识和学习关系数据库的基础。

关系数据库处理的是结构化数据,说的明确一点就是处理具有固定格式的数据,表就是其代表,所以关系数据库就是表的集合(集合论)

1.基本结构

属性:表中的一列

域:表中某一属性值的取值范围

关系:一系列域上的笛卡尔积的子集(表)

元组:表的一行

元组变量:代表元组的变量

数据库模式:数据库的设计逻辑

关系模式:正常就是数据库的表的定义---DDL(如mysql里的系统表information.schema,performance.schema)

数据库实例:给定时刻数据库数据的一个快照(多表多库)

关系实例:具体模式的值,即当时表的值。

主码:在同一个关系中区分元组的候选码

超码:一个或者多个属性的集合,这些属性的组合可以使其在关系中唯一的标识一个元组。

候选码:超码的小值。

这里具体到数据库里就是数据库的key,primary key等。

码的指定代表了被建模的事物在现实世界中的约束。

外码:一个关系模式可能在其属性中包含着另外一个关系模式的主码(外键,参照完整性,参照关系)

模式图:对于设计具体模式以及模式间的关系使用。

查询语言:用户用来从数据库中获取信息的语言。分为过程化和非过程化

过程化:操作必有结果(实际应用)

非过程化:操作只需描述需要信息,但不用给出获取该信息的具体过程(理论推演)

在真实中经常是二者结合比如说我们延迟物化,就是先尽量非过程化,最后再过程化,因为过程化涉及到数据的获取,比较消耗资源。

2.关系代数基本运算

选择(select):选出满足指定谓词的元组。(一元运算)

投影(project):返回作为参数的关系的某些属性(去重)(一元运算)

集合运算----由前面的知识知道,关系数据库就是一类集合,所以集合论的知识使用适用它

并、差

笛卡尔积

更名(一元运算)

赋值(不能增加关系代数的表达能力,但是可以使复杂的查询的表达变得简单)

自然连接(natural join):基于两个关系模式中都出现的属性上的相等性进行选择,最后去重--简单说就是两个关系中有相等的属性是纽带,把这些相等的属性的元组合并起来再去重就行,语义很朴素。

3.扩展关系代数运算

广义投影:投影加上聚集运算

聚集函数:

sum,min,max,avg,count等

外连接:

左外连接:以左边关系为基础,来用右侧关系的元组匹配,不匹配的添加null

右外连接:以右边关系为基础。。。。

全外连接:左右关系的所有组合,没有的填null

空值处理----空值是一个不确定的,只要和空值进行计算就为空,空值和空值逻辑上认为是一样。

数据库的修改

删除,插入,更新(真实的数据库单条操作批量操作等)

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