数据库系统原理学习（二）--关系模型_关系模式π和σ-程序员宅基地

技术标签：数据库

关系结构与约束

关系表

关系数据库使用一个或多个表来存储数据。
数学上把一系列域上的笛卡尔积的子集成为关系。
每个表有多个行，每个行有多个列，每个行列单元都是不能再分的原子值，同一表中各行相异，不允许重复出现完全相同的行，同一表中的行次序、列次序均无关紧要。
表的模式：
表名（属性名，属性名，…）

约束

软件系统无法保证数据的真实正确性，可以保证数据符合可明确定义的约束。这种约束通常称为完整性约束，是数据安全性的一部分。
常见的简单约束方式：

对属性取值范围的限定
对属性值之间相互关系的限定（典型的是关系模型中键的概念）

超键：在给定关系模式中，能唯一表示出各个元组的属性集合，被称为该关系模式的超键。
候选键：在给定关系模式中，能够唯一标识出各个元组的属性集合，并且不含多与属性，称这个属性集合为该关系模式的候选键。
可以看出，候选键是超键，但超键不一定是候选键
只有其任何真子集都不是超键的超键才是候选键
主键：一个关系中可能有多个候选键，通常指定其中一个，并且只能是一个，用来标识元组，该候选键称为主键。
主键具有唯一性，所以主键是候选键，但候选键不一定是主键
外键：如果关系表S1的一个属性子集A，必须匹配另外一个关系表S2中出现的数值，则称A是关系表S1的外键。其中，S1称为引用关系，S2称为被引用关系，外键的值，或与被引用关系中出现的数值对应，或为空值。

关系代数运算

关系操作：可以用代数、逻辑等方法描述关系操作，最基本最常用的是代数方法，即关系代数。

基本关系代数运算

选择、投影、集合并、集合差、笛卡尔积、更名运算

选择：选出满足给定谓词（条件）的元组，结果关系和原关系有着相同的模式。选择运算用希腊字母σ来表示。
投影：用来从给定关系产生一个只有其部分列的新关系。投影运算用希腊字母π表示。
关系代数把表看作作为元组集合的关系，既然是集合，就不包括重复元组，也就是说，关系代数每个运算都是去重的。
集合并运算：
关系是相容的；
两个关系必须是同元的，即它们所包含的属性个数必须相同；
两个关系对应属性的域必须相同或相容。
符号：∪
集合差运算：用来查询，在一个关系中而不在另一个关系中的那些元组，和并运算一样，集合差运算只能在相容的关系间进行。符号：-
笛卡尔积运算：结果关系的模式是参与运算的两个关系的模式的串接，运算符左侧关系中的每一个元组与右侧关系的每一个元组拼接，形成结果关系中的一个元组。符号：×
更名运算：对给定的关系代数表达式E，表达式ρ_x(E)返回表达式E的结果，并把名字x赋给它。
假设关系代数表达式E是n元的，则表达式：ρ_{x(A1,A2，…，An)}(E)
返回表达式E的结果，并赋给它名字x，同时将E的各属性更名为A1，A2，…，An。
关系运算的参数是一个关系
关系运算的结果是一个关系
关系运算可以组合

附加关系代数运算

基本运算的缺陷：许多查询的表达式复杂、冗长。
集合交、自然联接、属性联接、条件联接、赋值联接

集合交：结果是由那些同时在参与运算关系中存在的元组组成，只能在相容的关系间进行。符号：∩
自然联接：
首先计算笛卡尔积；
然后在笛卡尔积的结果上，基于两个关系模式中都出现的属性，即两个关系模式的所有同名属性进行属性值相等的选择运算；
最后去除重复列。
符号：∞
属性联接：
首先计算笛卡尔积；
然后在笛卡尔积的结果上，基于两个关系模式中都出现的属性，即按指定同名属性进行属性值相等的选择运算；
最后去除重复列。
符号：∞_x
区别：当参与联接运算的两个表有多个同名列时，自然联接的匹配条件是所有同名列全部取值相等；而属性联接的匹配条件是指定其中若干同名列取值相等。
条件联接：
首先计算笛卡尔积；
然后选取满足给定条件的元组。
赋值联接：赋值运算是将←右侧的表达式的结果赋给←左侧的关系变量，该关系变量可以在后续的表达式中使用。

扩展关系代数运算

为了表达用户其他方面的查询需求，对关系代数运算做进一步扩充
广义投影、聚集、外联接

广义投影：允许在投影列表中使用算数表达式。
如，π_F1,F2,…,Fn(E)
E是任意关系代数表达式，而F1,F2,…,Fn中的每一个都是涉及E的属性的算数表达式，也可以仅仅是个属性或常量。
聚集函数：sum、avg、count、max和min等。
分组聚集：对关系中的元组按某一条件进行分组，并对每个分组使用聚集函数。
外联接：有些元组不能跟另外关系的任何一个元组匹配，一些实际应用系统可能希望在结果中保留悬浮元组，因此有了外联接运算。
不考虑悬浮元组的自然联接、属性联接和条件联接都称为内联接。
外联接：左外联接、右外联接、全外联接。

首先计算内联接，然后加入
左侧关系、右侧关系、两侧关系中的悬浮元组
分别对应称为左外联接、右外联接、全外联接

运算符分别是在内联接运算符号的右上角加上
Left的首字母L
Right的首字母R
Full的首字母F

本文链接：https://blog.csdn.net/weixin_46610458/article/details/119108712

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