关系数据库的基本理论.ppt

关系数据库是目前最广泛应用的数据库模型，它基于数学上的关系理论，由IBM公司的E.F.Codd在1970年代提出。关系数据库的核心是关系数据模型，它将数据以表格的形式存储，每个表格称为关系，表格中的每一行代表一个元组，每一列则代表一个属性。这种模型建立在集合论和关系代数的基础上，使得数据操作和管理更为高效和规范。 关系数据模型的描述主要包括以下几个关键概念： 1. **域**：域是具有相同数据类型值的集合，比如整数、字符串等，用来限定属性的取值范围。例如，`D1 = {李力，王平，刘伟}`表示一个包含三个元素的域，其基数为3。 2. **笛卡尔积**：给定一组域`D1, D2, ..., Dn`，它们的笛卡尔积`D1×D2×...×Dn`是所有可能的元组组合，每个元组包含来自每个域的一个元素。例如，如果`D1 = {王芳，王雷，李平}`，`D2 = {男，女}`，`D3 = {计算机语言，数据结构，计算机网络}`，那么笛卡尔积的结果将是一个包含所有可能的三元组的集合。 3. **关系**：关系是笛卡尔积的一个子集，表现为二维表格，其中每一行代表一个元组，每一列代表一个属性。例如，学生选课表是一个关系，包含“姓名”、“性别”和“所选课程”这三个属性。 4. **属性**和**属性名**：关系中的每一列称为属性，列的名称即属性名，用于标识和区分不同的数据项。在SQL Server中，关系被称为数据表，属性被称为字段。 5. **键**：在关系数据库中，键是一个或多个属性的组合，用于唯一标识表中的每一行。主键是能唯一确定元组的属性或属性组合，而外键则是引用另一个关系的主键，用于保持数据的一致性和完整性。 关系数据库的完整性规则是保证数据正确性的关键，包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性规定主键的值不能为空；参照完整性确保外键的值要么为空，要么指向存在的主键值；用户定义的完整性则允许用户根据业务规则设置额外的约束。 关系数据库管理系统（RDBMS）是管理和操作关系数据库的软件系统，如IBM的DB2和SQL/DS，以及Ingres数据库。它们支持SQL（Structured Query Language），这是一种标准化的语言，用于查询、更新和管理关系数据库。 System R是IBM开发的关系数据库实验系统，它的成功催生了商业化的数据库产品，如SQL/DS和后来集成到MVS上的DB2。Ingres则是加州大学伯克利分校的研究成果，后来发展成商业数据库产品。 关系数据库的基本理论涵盖了数据模型、数据结构、完整性规则、查询语言和数据库管理系统等多个方面，这些理论构成了现代数据库系统的基础，对数据管理和信息系统的设计至关重要。