• 关系数据库基本概念

一.关系

1.关系：关系数据库是由表的集合构成的，因此在关系数据库中，表又称为关系。

2.属性：表的每一列称为一个属性。

（1）一个有n个属性的关系，称为n元关系。

3.元组：表的每一行称为一个元组。

（1）元组的一个属性值称为分量。即分量是一行与一列（元组与属性）的一个交点。

4.关系实质是一张二维表，表格的每一行就是一个元组，每一列就是一个属性。

二.关系模式

1.关系模式就是对关系的描述，由关系名+属性集合构成。记作R(A1,A2,...An)。

例如：Student(Id,Name,Age,Dept)。

三.关系实例

1.关系实例是若干个关系元组的集合，可以看作是关系的一个子集，表示特定实例。

四.域

1.域就是一个属性的合法取值集合，每个属性都存在一个域。

例如：Student关系的Age属性的域是(>=0)。

五.键

1.超键：如果一个属性或多个属性构成的集合可以唯一地标识不同的元组，则称该属性或该属性集合为超键。

2.候选键：是最小的超键，或者说不含多余属性的超键。即保持超键特性的同时，只要再少一个属性就不再是超键。

（1）例如：Id是可以唯一标识Student关系的元组的属性，则(Id)既是超键也是候选键，但是(Id,Age)只是超键而不是候选键，因为Age并不是关系的唯一标识。

（2）候选键的每个属性称为主属性，不包含在任何候选键的属性称为非主属性。

3.复合键：如果候选键的属性个数在两个及两个以上，则称该候选键为复合键。

4.主键：在定义关系数据库的关系表时，选择一个最合适的候选键作为该关系的主键。

5.外键：若关系R1中的一个属性是另一个关系R2中的主键，则在R1中称该属性是参照R2的外键。

6.注意：

（1）上述提到的5种键，只有主键在一张关系表中是唯一的。一张表只能有一个主键，但可以有多个超键、候选键等。

（2）主键是唯一的，但不代表主键只有一个属性，主键也可以是复合键。

• 关系数据库语言

关系数据库语言包含 关系运算(关系代数和关系演算) 和 SQL。

一.关系代数(Relational Algebra)

1.关系代数是一种过程化查询语言，通过描述对关系的运算来表达查询、获取数据。

二.关系演算

1.关系演算是一种非过程化查询语言，通过描述想要获取的数据的信息来获取数据而无需给出运算过程。

三.SQL(Structured Query Language)

1.为了方便用户查询处理关系数据，定义了结构化查询语言SQL来处理了关系数据。

2.SQL是一种非过程化查询语言，但以关系代数作为理论基础。即介于关系代数和关系演算之间，作为用户与关系数据库直接交互的途径。

• 关系约束

关系约束可以分为 完整性约束 和 其他约束。

一.完整性约束

1.实体完整性约束（主键约束）

（1）关系中每个元组都必须是唯一且可区分的。通过实施主键取值约束实现。

（2）关系的主键必需是非空且唯一的。

        若键K是关系R的主键，则K的取值在R中不能重复。

        若键K是关系R的主键且K是复合键，则K的每个属性都不能为空。     

2.参照完整性约束（外键约束）

（1）参照完整性约束用于不同关系实例间的引用情况。例如若实例A被另一个实例B引用，则：

        插入：在B引用A前，A必须要先存在于数据库中。被参照实体先插入。

        删除：在删除A前应当先删除B中引用A的实例。被参照实体后删除。

3.用户定义完整性约束

（1）用户定义完整性约束指用户根据具体的数据库应用场景，设置的具体约束条件。例如关系Student中，Name属性必需为非空，Age属性必需为非空且大于0。

二.其他约束

1.非空约束（not null）：指关系中某一属性的取值不能为空值。

2.唯一约束（unique）：指关系中某一属性的取值不能重复。

（1）主键约束和唯一约束都用于保证属性的唯一性。

（2）主键约束保证主键包含的属性必须是唯一且非空；唯一约束保证属性必须是唯一但可以为空。

（3）主键约束只能作用于一个候选键；唯一约束可以作用于任意属性。

3.自增长约束（auto_increment）：指关系中某一属性取值自增长。

4.默认值约束（default）：指关系中某一属性的取值为默认值。

5.检查约束（check）：指关系中某一属性的取值必须满足一个指定条件的约束。

三.完整性约束与其他约束的理解

1.完整性约束偏向于规定关系的设计范式，而其他约束则偏向于对完整性约束范式的具体实现。

2.例如非空约束+唯一约束可用于实现主键约束，而其他约束中的每一种都可以用于用户实现用户定义完整性约束。

3.因此主键约束和唯一约束虽然在定义上相似，但从作用上来讲两者完全在不同的方向上。