04)DBMS中的关系数据模型:概念、约束及示例
什么是关系数据库04）DBMS中的关系数据模型：概念、约束及⽰例
什么是关系模型？
关系模型（RM）将数据库表⽰为关系的集合。关系不过是⼀张数据值表，表中的每⼀⾏代表⼀组相关数据值。表中的这些⾏表⽰现实世界的实体或关系。
表名和列名有助于解释每⼀⾏中值的含义，数据表⽰为⼀组关系。在关系模型中，数据存储为表。但是，数据的物理存储与逻辑组织数据的⽅式⽆关。
⼀些流⾏的关系数据库管理系统是：
1. DB2和Informix Dynamic Server - IBM
2. Oracle和RDB–Oracle
3. SQL Server和Access - Microsoft
关系模型概念
1.
1. Attribute属性：表格中的每⼀列。属性是定义关系的属性。例如Student：Grade，NAME等。
2. Table表：在关系模型中，关系以表格形式保存，它与对应的数据⼀起存储。⼀个表具有两个属性：⾏和列。⾏代表记录，列代
表属性。
3. Tuple元组：存储在表中的⼀⾏记录。
4. Relation Schema关系模式：关系模式表⽰具有其属性的关系的名称。
5. Degree度：关系中的属性总数，称为关系的度。
6. Cardinality基数：表中存在的总⾏数。
7. Column列：列代表特定属性的值集。
8. Relation Instance关系实例：关系实例是RDBMS系统中元组的有限集合。关系实例永远不会有重复的元组。
9. Relation Key关系键：每⾏都有⼀个、两个或多个属性，称为关系键。
10. Attribute Domain属性域：每个属性都有⼀些预定义的值和范围，称为属性域
关系完整性约束
关系完整性约束是指有效关系必须存在的条件。这些完整性约束是从数据库表⽰的微观世界，总结得到的规则。
完整性约束有很多类型。关系数据库管理系统上的约束主要分为三⼤类：
1.
1. 域约束
2. 主键约束
3. 参照完整性约束
域约束
如果属性值未出现在相应域中或属性值不正确，则可能会违反域约束。
域约束指定在每个元组中，每个属性的值必须唯⼀。这被指定为数据类型，包括标准数据类型整数、实数、字符、布尔值、可变长度字符串等。
例：
Create DOMAIN CustomerName CHECK（value not NULL）
以上⽰例演⽰如何创建⼀个域约束，以使CustomerName不能为NULL。
主键约束
可以唯⼀标识关系中元组的属性称为表的主键。关系中不同元组的主键属性值必须唯⼀。
例：
在给定的表中，客户ID是客户表的关键属性。它最有可能成为⼀个客户的主键，如下，CustomerID = 1仅⽤于CustomerName
=“Google”。
CustomerID CustomerName Status
1Google Active
2Amazon Active
3Apple Inactive
参照完整性约束
引⽤完整性约束基于外键的概念。外键是关系中⼀个重要属性，在其他关系中引⽤。引⽤完整性约束指的是同⼀关系或不同关系中，有引⽤另⼀关系的属性时，该关系中的属性值必须存在于引⽤的关系属性中；如果在此关系属性中不存在该值，则视为违反引⽤完整性约束。
例：
在上⾯的⽰例中，我们有两个关系，客户关系和帐单关系。
客户Bill = 1中两次引⽤了CustomerID = 1的元组。因此我们知道CustomerName = Google的帐单⾦额为$ 300，且在客户表中必须有customerId=1的属性值。
关系模型中的操作
在关系数据库模型上执⾏的四个基本更新操作是插⼊，更新，删除和选择。
1. Insert（插⼊）⽤于将数据插⼊到关系中
2. Delete（删除）⽤于从关系中删除元组。
3. Modify（更新）允许您更改现有元组中某些属性的值。
4. Select（查询）允许您选择特定范围的数据。
⽆论何时应⽤这些操作，都绝不能违反在关系数据库架构上指定的完整性约束。
插⼊操作
插⼊操作为应该插⼊到关系中的新元组提供属性值。
更新操作
您可以在下⾯给出的关系表中看到CustomerName ='Apple'从“inactive”更新为“active”。
删除操作
为了指定删除，关系属性的条件选择要删除的元组。
在上述⽰例中，从表中删除了CustomerName =“Apple”的记录。
如果删除的元组被来⾃同⼀数据库中其他元组的外键引⽤，则Delete操作可能会因为违反引⽤完整性⽽失败。选择操作
在上⾯的⽰例中，选择了CustomerName =“Amazon”的记录。
创建关系模型的最佳实践
1. 数据需要表⽰为关系的集合
2. 每个关系应在表中清楚地说明
3. ⾏应包含有关实体实例的数据
4. 列必须包含有关实体属性的数据
5. 表格的单元格应包含⼀个值
6. 每列应赋予唯⼀的名称
7. 没有两⾏可以相同
8. 属性的值应来⾃同⼀域
使⽤关系模型的优势
1. 简单性：关系数据模型⽐分层模型和⽹络模型更简单。
2. 结构独⽴性：关系数据库仅与数据有关，与结构⽆关。这样可以提⾼模型的性能。
3. 易于使⽤：关系模型很容易，因为由⾏和列组成的表⾮常⾃然并且易于理解。
4. 查询功能：像SQL这样的⾼级查询语⾔可以避免复杂的数据库导航。
5. 数据独⽴性：⽆需更改任何应⽤程序即可更改数据库的结构。
6. 可伸缩：关于记录或⾏数以及字段数，关系数据库很容易扩展以增强其可⽤性。
使⽤关系模型的缺点
1. 有些关系数据库的字段有长度限制。
2. 关系数据库有时会随着数据量的增长⽽变得复杂，并且数据之间的关系也会变得更加复杂。
3. 复杂的关系数据库系统可能导致孤⽴的数据库，在这些数据库中，信息⽆法从⼀个系统共享到另⼀个系统。⼩结
1. 关系数据库模型将数据库表⽰为关系（表）的集合
2. 属性，表，元组，关系模式，度，基数，列，关系实例是关系模型的⼀些重要组成部分。
3. 关系完整性约束是有效关系必须具备的条件。
4. 如果属性值未出现在相应域中或属性值不正确，则可能违反域约束。
5. 插⼊，选择，修改和删除是在关系模型中执⾏的操作。
6. 关系数据库仅与数据有关，与可以改善模型性能的结构⽆关。
7. 关系模型的优点是简单，结构独⽴，易于使⽤，⽀持SQL查询，数据独⽴，可伸缩性。
8. 有些关系数据库对字段的长度有限制。

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