6．2．4　关系数据模型简介

1）关系数据数据模型的数据结构

（1）关系数据模型的基本数据结构

关系数据模型的基本数据结构是二维表，由行和列组成。二维表又称“关系”，因此以二维表为基本结构所建立的模型称为“关系模型”。

（2）关系模型的基本术语

①关系（relation）：即二维表。

②元组（tuple）：二维表中的一行即一个元组，表示一个记录。

③属性（attribute）：二维表中的一列即一个属性，表示实体集的一个特征。在同一关系中属性不能同名。

④键（key）：二维表中可以唯一确定一个元组的最小属性集。一个表可能有多个键，称为候选键，一般选定其中一个作为主键。

⑤域（domain）：属性的取值范围，如性别的域是｛男，女｝。

⑥分量：元组中的一个属性值。

⑦关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，．．．，属性n），即关系名和关系属性的集。n是R的属性的个数，称为关系的“目”（degree）。

例如，描述大学生的关系模式为：

Student（姓名，学号，性别，出生年月，籍贯，系别，入学年份）

＜李敏，01081135，女，1984，江苏，计算机系，2001＞是其中的一个元组。

（3）对关系模型中的二维表的限制条件

①同一个表中的属性名必须各不相同，但次序可以任意改变；

②同一个表中的元组必须均不相同，但元组的次序可以任意改变；

③表中每一分量必须是不可分割的基本数据项，这是关系模式必须满足的最基本条件。

2）关系数据模型的操纵

关系数据模型的操纵主要包括查询和更新两大类，其中更新操作又分为插入、删除和修改三种。关系数据模型中的数据操作是集合操作，具有严格的数学理论基础，其操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合。

3）关系数据模型的完整性约束

关系数据模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系数据模型中有三类完整性约束，分别是实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。其中，实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，称为关系的两个不变性，必须由关系系统自动支持。

（1）实体完整性

实体完整性的含义是指应该使关系中的每个实体都能被识别和区分，因为现实世界中的实体是可区分的，具有唯一性标识。相应地，在关系模型中以主键来唯一地标识每个实体，而且作为唯一性标识的主键不能取空值，因为空值是指“不知道”或“无意义”的值，取空值则说明存在某个不可识别的实体，这与现实世界是互相矛盾的，所以这个实体一定不是一个完整的实体。因此，关系模型必须保证每个实体都是完整的，都要遵守实体完整性规则，即关系中主键的所有属性都不能取空值。

（2）参照完整性

参照完整性又称“引用完整性”。由于现实世界中的实体之间一般都存在着某种联系，而在关系模式中实体及实体间的联系都是用关系来描述的，因此就存在关系和关系间的引用。例如，以下学生和专业两个关系就存在互相引用的情况：

学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）

专业（专业号，专业名）

在这两个关系中，学生关系引用了专业关系的主键“专业号”。因而学生关系中的专业号值必须是专业关系中有记录的专业号，即学生关系中的“专业号”这个属性的值必须引用专业关系中的属性值。

设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的主键，如果F与基本关系S的主键K_s相对应，则称F是基本关系R的外键（Foreign Key）。即F不是R的主键，但是S的主键，则称F是关系R的外键。

基本关系R为参照关系（Referencing Relation），基本关系S为被参照关系（Referenced Relation）或目标关系（Target Relation）。

参照完整性规则内容：若属性（或属性组）F是基本关系R的外键，它与基本关系S的主键K_s相对应，则R中每个元组在F上的值必须为：

①或者取空值（F的每个属性值均为空值）；

②或者等于S中某个元组的主键值。

例如，对于本例，学生关系中的每个元组的“专业号”属性只能取以下两类值：

①空值，表示尚未给该学生分配专业；

②非空值，这时学生关系中的专业号值必须是专业关系中存在的某个专业号值，即被参照关系“专业”中一定存在一个元组，其主键值等于该参照关系“学生”中的外键值。

（3）用户定义的完整性

用户定义的完整性是用户针对某一具体关系数据库定义的约束条件，它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。例如，可以规定某个属性必须取唯一值，某个非主属性不能取空值，某个属性的取值范围必须在0～100之间等。