数据库中“关系”和“关系的模式”有什么区别

数据库中“关系”和“关系的模式”有什么区别

关系模式是静态的，比如我们看到的一张二维表的表头，即有哪些列构成，每个列的名称，类型啊长度等等；

关系是动态的，就是一张二维表的具体内容，就是除了标题行以外的数据行，因为表数据经常被修改，插入，删除，所以不同时刻，关系可能不一样。其实，关系就是数学中的集合了，每一行就是集合中的一个元素。

数据库与数据库模式的区别也如此

第三章 关系数据库SQL语言

32 SQL数据库的体系结构及术语：

SQL数据库的体系结构也是三级，但术语与传统的关系模型不同。

关系模式称为“基本表”，存储模式称为“存储文件”，子模式称为“视图”，元组称为“行”，属性称为“列”。

33 SQL数据库的体系结构要点是什么：

（1） 一个SQL数据库是表（table）的汇集，它用一个或多个SQL模式定义。一个SQL模式是表和授权的表态定义。

（2） 一个SQL表由行集构成，一行是列的序列，每列对应一个数据项。

（3） 一个表或者是一个基本表，或者是一个视图。（视图只保存定义，不保存数据）

（4） 一个基本表可跨一个或多个存储文件，一个存储文件也可存放一个或多个基本表。每个存储文件与外部存储器上一个物理文件对应。

（5） 用户可用SQL语句对视图和基本表进行查询等 *** 作。

（6） SQL用户可以是应用程序，也可以是终端用户。

34 SQL的组成分成几部分：

SQL主要分成四部分：

（1） 数据定义。（SQL DDL）用于定义SQL模式、基本表、视图和索引的创建和撤消 *** 作。

（2） 数据 *** 纵。（SQL DML）数据 *** 纵分成数据查询和数据更新两类。数据更新又分成插入、删除、和修改三种 *** 作。

（3） 数据控制。包括对基本表和视图的授权，完整性规则的描述，事务控制等内容。

（4） 嵌入式SQL的使用规定。涉及到SQL语句嵌入在宿主语言程序中使用的规则。

35 SQL模式的撤消有哪两种方式：

CASCADE（连锁式）方式：执行DROP语句时，把SQL模式及其下属的基本表、视图、索引等所有元素全部撤消。

RESTRICT（约束式）方式：执行DROP语句时，只有当SQL模式中没有任何下属元素时，才能撤消SQL模式，否则拒绝执行DROP语句。

36 SQL提供的基本数据类型有哪些？每种举两个例子：

（1） 数值型：INTEGER长整数、SMALLINT短整数

（2） 字符串型：CHAR（N）长度为N的定长字符串、VARCHAR（N）具有长度为N的变长字符串。

（3） 位串型：BIT（N）长度为N的二进制位串、BIT VARYING（N）长度为N的变长二进制位串

（4） 时间型：DATE日期、TIME时间

SQL2允许用户使用“CREATE DOMAIN”语句定义新的域。

37 完整性约束主要有哪三种子句：

完整性约束主要有三种子句：主键子句（PRIMARY KEY），检查子句（CHECK）和外键子句（FOREIGN KEY）

38 什么是视图，它与表的区别是什么：

在SQL中，外模式一级数据结构的基本单位是视图，视图是从若干基本表和（或）其他视图构造出来的表。我们创建一个视图时，只是把其视图的定义存放在数据字典中，而不存储视图对应的数据，因此，视图被称为“虚表”，这是它与表的主要区别。

39 对于视图元组的更新 *** 作（INSERT、DELETE、UPDATE）有哪三条规则：

（1） 如果一个视图是从多个基本表使用联接 *** 作导出的，那么不允许对这个视图执行更新 *** 作。

（2） 如果在导出视图的过程中，使用了分组和聚合 *** 作，也不允许对这个视图执行更新 *** 作。

（3） 如果视图是从单个基本表使用选择、投影 *** 作导出的，并且包含了基本表的主键或某个候选键，那么这样的视图称为“行列子集视图”，并且可以被执行更新 *** 作。

SQL2中，允许更新的视图在定义时，必须加上“WITH CHECK OPTION”短语。

40 SQL语言有哪两种使用方式：

一种是在终端交互方式下使用，称为交互式SQL；

另一种是嵌入在高级语言的程序中使用，称为嵌入式SQL，而这些高级语言可以是C、PASCAL、COBOL等，称为宿主语言。

41 嵌入式SQL的实现有哪两种处理方式：

一种是扩充宿主语言的编译程序，使之能处理SQL语句；

另一种是采用预处理方式。目前多数系统采用后一种。

42 在宿主语言的程序中使用SQL语句有哪些规定：

（1） 在程序中要区分SQL语言与宿主语句。所有SQL语句前必须加上前缀标识“EXEC SQL”，并以“END_EXEC”作为语句的结束标志。（结束标志在不同的宿主语言中不同）

（2） 允许嵌入的SQL语句引用宿主语言的程序变量（共享变量），但有两条规定：

1） 引用时，这些变量前必须加冒号“：”作为前缀，以示与数据库中变量有区别。

2） 这些变量由宿主语言的程序定义，并用SQL的DECLARE语句说明。

43 用游标机制协调SQL的集合处理方式所用的SQL语句有哪些：

与游标有关的SQL语句有下列四个：

（1） 游标定义语句（DECLARE）

（2） 游标打开语句（OPEN）

（3） 游标推进语句（FETCH）

（4） 游标关闭语句（CLOSE）

44 SQL DML的嵌入使用技术：

（1） 若是INSERT、DELETE、UPDATE语句，则不必涉及游标，只要加上前缀标识和结束标志就能嵌入宿主语言程序中使用。

（2） 若是已知查询结果肯定是单元组的SELECT语句，则不必涉及游标，也可加上前缀标识和结束标志后嵌入宿主语言程序中使用，但此时应该在SELECT语句中增加一个INTO子句，指出找到的值应送到相应的共享变量中去。

（3） 若是已知查询结果为多个元组的SELECT语句，则必须涉及到游标，用游标机制把多个元组一次一个地传送给宿主程序处理。

◆关系模型概述

◆关系数据结构

◆关系的完整性

◆关系代数

◆关系演算

关系数据库系统:是支持关系模型的数据库系统

◣关系模型的组成

1关系数据结构

单一的数据结构----关系

现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示

数据的逻辑结构----二维表

从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。

2关系 *** 作集合

1)常用的关系 *** 作

◇查询:选择、投影、连接、除、并、交、差

◇数据更新:插入、删除、修改

查询的表达能力是其中最主要的部分

2)关系 *** 作的特点

集合 *** 作方式，即 *** 作的对象和结果都是集合。

(非关系数据模型的数据 *** 作方式：一次一记录文件系统的数据 *** 作方式)

3)关系数据语言的种类

◇关系代数语言

用对关系的运算来表达查询要求

典型代表：ISBL

◇关系演算语言：用谓词来表达查询要求元组关系演算语言

谓词变元的基本对象是元组变量

典型代表：APLHA, QUEL

◇域关系演算语言

谓词变元的基本对象是域变量

典型代表：QBE

◇具有关系代数和关系演算双重特点的语言

典型代表：SQL

4)关系数据语言的特点

◇关系语言是一种高度非过程化的语言

a存取路径的选择由DBMS的优化机制来完成

b用户不必用循环结构就可以完成数据 *** 作

◇能够嵌入高级语言中使用

◇关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言在表达能力上完全等价

3关系完整性约束

1)实体完整性

通常由关系系统自动支持

2)参照完整性

早期系统不支持，目前大型系统能自动支持

3)用户定义的完整性

反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束

用户定义后由系统支持

◣关系数据结构

关系模型建立在集合代数的基础上

关系数据结构的基本概念

1关系

1)域（Domain）

域是一组具有相同数据类型的值的集合。

例:整数,实数,介于某个取值范围的整数,长度指定长度的字符串集合,{‘男’，‘女’},介于某个取值范围的日期等

2)笛卡尔积（Cartesian Product）

给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为：

D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝

所有域的所有取值的一个组合

不能重复

◇元组（Tuple）

笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组。

◇分量（Component）

笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫作一个分量。

◇基数（Cardinal number）

若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为Mi（i＝1，2，…，n）

在上例中，基数：2×2×3＝12，即D1×D2×D3共有2×2×3＝12个元组

◇笛卡尔积的表示方法

笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。

3)关系（Relation）

◇关系

D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的关系，表示为 : R（D1，D2，…，Dn）

(R：关系名;n：关系的目或度（Degree）)

注意：

关系是笛卡尔积的有限子集。无限关系在数据库系统中是无意义的。

由于笛卡尔积不满足交换律，即

(d1，d2，…，dn )≠(d2，d1，…，dn )

但关系满足交换律，即

(d1，d2 ，…，di ，dj ，…，dn）=（d1，d2 ，…，dj，di ，…，dn） （i，j = 1，2，…，n）

解决方法：为关系的每个列附加一个属性名以取消关系元组的有序性

◇元组

关系中的每个元素是关系中的元组，通常用t表示。

◇单元关系与二元关系

当n=1时，称该关系为单元关系（Unary relation）。

当n=2时，称该关系为二元关系（Binary relation）。

◇关系的表示

关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。

◇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。

在最简单的情况下，候选码只包含一个属性。称为全码（All-key）。

在最极端的情况下，关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码（All-key）。

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），

主码的诸属性称为主属性（Prime attribute）。

不包含在任何候选码中的属性称为非码属性（Non-key attribute）。

◇三类关系

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

2关系数据库

1）关系数据库

在一个给定的应用领域中，所有实体及实体之间联系的关系的集合构成一个关系数据库。

2）关系数据库的型与值

关系数据库的型称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，若干域的定义，在这些域上定义的若干关系模式。

关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常简称为关系数据库。

关系实际上就是关系模式在某一时刻的状态或内容。也就是说，关系模式是型，关系是它的值。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间不断变化的，因为关系 *** 作在不断地更新着数据库中的数据。但在实际当中，常常把关系模式和关系统称为关系，读者可以从上下文中加以区别。

关系模型是1970年由EFCodd提出的，是关系模式设计的理论。

能够在一定程度上支持关系模型的数据库管理系统是关系系统，它支持关系数据库。

关系数据库是按照关系模型建立的数据库。由此可见，没有关系模型，便没有关系数据库和关系系统。

关系模式的好坏衡量标准是范式(Normal Forms,NF)

1、第一范式(1NF)

关系模式R的每个属性都是不可分的原子值，那么称R是第一范式(1NF)的模式。

例如：有关系模式“学生”

学生(学号，姓名，性别，出生日期，年龄，电话)

其中，“年龄”可以通过当前日期与“出生日期”的运算得到，“年龄”属性就不是原子的。

关系模式“学生”不是1NF，更别提2NF，3NF了。

2、第二范式(2NF)

对于满足1NF的关系，通过消除非主属性对主键的部分函数依赖，使之达到2NF。2NF的关系仍然存在1NF关系类似的缺点。

现在，去除关系W的部分依赖，将其转换为2NF。

W(日期，工号，超额)

W1(工号，姓名，工种，定额，车间，车间主任)

关系模式W1中，依然存在着函数依赖关系：

姓名，工种和车间完全依赖于主键“工号”；

存在着“定额→工种→工号”和“车间主任→车间→工号”这两个传递依赖关系。

这样，在1NF中存在的问题，在2NF中依然存在！

3、第三范式(3NF)

对于满足2NF的关系，如果不存在“非主属性”对主键的传递函数依赖，则称该关系属于3NF。即在2NF基础上排除那些存在传递函数依赖的属性，方法是通过投影 *** 作分解关系模式。

3NF的关系是比较理想的关系，在实际中大部分使用3NF的关系。

分解后，得到由4个关系(3NF)组成的最终结果：

W(日期，工号，超额)

W1(工号，姓名，工种，车间)

W11(工种，定额)

W12(车间，车间主任)

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