数据库系统概论 - 关系数据库
关系数据库是创立在关系模式上的数据库，关系型数据库中有许多张表，每张表表示现实世界的各种实体。各种实体之间的联系均用关系模型来表示
关系模式由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成，所有关系的集合构成关系数据库
关系模式是型，是关系的描述，是静态的，稳定的
关系（一张具体的二维表）是值，是元组的集合，是动态的，随时间不断变化的
关系数据结构
关系
笛卡儿积
给定一组域，允许其中某些域是相同的，这些域相乘即为域的笛卡儿积，如：D1(A,B), D2(C,D)，则 D1 * D2 = {(A,C),(A,D),(B,C),(B,D)} 。一个域允许的不同取值个数称为这个域的基数
关系
D1 * D2 * D3 * ... * Dn 的子集叫做在域 D1, D2, D3, ... , Dn 上的关系，表示为 R(D1, D2, D3, ... , Dn)，R 表示关系的名字，n 称为关系的目或度
关系的三种类型：基本关系（实际存储数据的逻辑表示）、查询表（查询结果对应的表）和视图表（由基本表和其它视图表导出的表，不存储实际数据）
码和其分类
若关系中的某一属性或属性组的值能唯一的标识一个元组，而其任何子集都不能标识，则称该属性组为候选码。如学生实体中，可以使用 学号 区分实体，也可以使用 姓名 + 班级 来区分学生，则学生实体的候选码为：学号 和 姓名+班级
若一个关系有多个候选码，可以选择其中一个作为主码，如学生实体中可以选择 学号 或 姓名+班级 作为主码
候选码中诸属性称为主属性，不包含在任何候选码中的属性称为非主属性或非码属性，如果某个关系模式的所有属性都是这个关系模式的候选码，则成为全码
关系操作
基本操作
关系模式最常用的关系操作包括查询和插入、删除、修改
查询操作分为：选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡儿积
5 种基本查询操作：选择、投影、并、差、笛卡儿积，其他操作根据基本操作定义和导出
关系数据语言的分类
关系代数用对关系的运算来表达查询要求，关系演算则用谓语表达查询要求，结构化查询语言（SQL）介于关系代数和关系演算之间
SQL 不仅仅有数据查询功能，还有数据定义和数据控制功能
关系的完整性
实体完整性约束和参照完整性由关系系统自动支持，称为关系的俩个不变性
用户定义的完整性是由应用领域需要遵循的约束条件
实体完整性约束
实体的所有主属性都不能为空，如果出现了就不能唯一确定一个实体
参照完整性约束
一个关系模式的属性（r1）中可能包含另一个关系模式的主码（r2），则这个属性在 r1 上称为参照 r2 的外码，r1 和 r2 的取值需要一致，可以取空则代表其他含义
参照完整性约束是关系与关系之间的约束，即表与表之间的约束
用户定义的完整性约束
某一具体应用所涉及数据必须满足的语义，如不能为空，不能为负等
关系代数
关系代数是一种抽象的语言，是用对关系的运算表达查询，按照运算符的不同可以分为传统的集合运算和专门的关系运算
传统的集合运算
- 交：由即属于 R 又属于 S 的元组组成
- 并：由属于 R 或属于 S 的元组组成，如果两张表当中都出现了同一个元组，新建的表当中只会出现一次
- 差：R-S 表示属于 R 而不属于 S 的所有元组组成
- 笛卡儿积：集合相乘，n 目和 m 目的关系 R 和 S 的笛卡儿积是一个（n+m）列的元组集合
专门的关系运算
- 选择：选择关系 R 中满足给定条件的元组
- 投影；从关系 R 中选择若干属性列组成新的关系
- 连接：从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组，等值连接是选取属性值相同的元组，自然连接是一种特殊的等值连接，要求关系 R 中的属性 A 和关系 S 中的属性 B 名字相同，在结果中把重复的属性列去掉，非等值连接是操作符号不是 = 的连接，如：!= > < 等
- 除运算：关系 R 除以关系 S 的结果为关系 T，则 T 包含所有在 R 但不在 S 中的属性及其值，且 T 的元组与 S 的元组的所有组合都在 R 中
两个关系 R 和 S 在做自然连接时，选择两个关系在公共属性上值相等的元组构成新的关系，关系 R 中某些元组有可能在 S 中不存在公共属性上值相等的元组，从而造成 R 中这些元组在操作时被舍弃了，S 中某些元组也可能被舍弃，被舍弃的元组叫做悬浮元组
如果把悬浮元组也保存在结果关系中，而在其他属性上填 NULL，则成为外连接（此时左边和右边关系的悬浮数组都保存在结果关系中），只保留左边关系 R 中的悬浮元组叫做左外连接，只保留右边关系 S 中的悬浮元组叫做右外连接