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【数据库系统概论】关系数据库中的关系数据结构

news 2025/7/18 9:51:38

前言
关系
关系模式
关系数据库
关系模型的存储结构
感谢 💖

前言

上一篇文章【数据库系统概论】数据模型介绍了数据库系统中的数据模型的基本概念。其中提到了关系模型是最重要的一种数据模型。下面将介绍支持关系模型的数据库系统——关系数据库。
按照数据模型的三大要素，关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。本篇文章将介绍这三部分内容中的第一部分即关系数据结构。

关系

关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构——关系。在用户看来，关系模型中数据的逻辑结构是一张扁平的二维表。
在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示。关系模型建立在集合代数的基础上。

下面从集合论的角度给出关系数据结构的格式化定义：

域（Domain）
域是一组具有相同数据类型的值的集合。域（集合）的元素时单值。
笛卡尔积
给定一组域D1，D2，…，Dn，允许其中某些域是相同的。
D1，D2，…，Dn 的笛卡尔积为：
D1×D2×…×Dn ＝｛（d1，d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝

通俗的讲，笛卡尔积的元素（d1，d2，…，dn）就是依次从每个域（集合）中取出一个值而形成的组合。也叫做元组。而元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di 叫作一个分量。一个域中的元素数就是基数。

笛卡尔积可表示为一张二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。

例如，给出3个域：
D1=导师集合SUPERVISOR=｛张清玫，刘逸｝
D2=专业集合SPECIALITY=｛计算机专业，信息专业｝
D3=研究生集合POSTGRADUATE=｛李勇，刘晨，王敏｝
D1，D2，D3的笛卡尔积为：
D1×D2×D3＝｛
(张清玫，计算机专业，李勇)，(张清玫，计算机专业，刘晨)，
(张清玫，计算机专业，王敏)，(张清玫，信息专业，李勇)，
(张清玫，信息专业，刘晨)，(张清玫，信息专业，王敏)，
(刘逸，计算机专业，李勇)，(刘逸，计算机专业，刘晨)，
(刘逸，计算机专业，王敏)，(刘逸，信息专业，李勇)，
(刘逸，信息专业，刘晨)，(刘逸，信息专业，王敏) ｝
基数为2×2×3＝12
表示为：
关系
笛卡尔积并不都具有实际语义。将其中具有现实意义的数据抽取出来就形成了关系。所以关系是笛卡尔积的一个有限子集。
- 属性
  关系中不同列可以对应相同的域，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。n目关系必有n个属性。
- 码
  候选码（Candidate key）：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。简单的情况：候选码只包含一个属性。
  主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key）。
  主属性：候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute）。
关系可以有三种类型：
- 基本关系（基本表或基表）
  实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示
- 查询表
  查询结果对应的表
- 视图表
  由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据。