1.3 关系数据库

关系数据库以关系数据模型为基础，用关系表示模型，用运算表示数据操作。本书讨论的VFP 9.0就是采用关系模型的数据库管理系统。

1.3.1 关系模型的数据结构

1.3.1.1 关系模型的基本概念

1．关系

一个关系是一个二维表，即一个表文件，每个关系都有一个关系名。

2．元组

元组指二维表中每一行的数据，一个元组对应表中的一条记录。

3．属性

属性指二维表中的每一列，每个属性都有属性名。一个属性对应表中一个字段，属性名对应字段名，属性值对应于各个记录的字段值。

4．主键

主键指区别其他元组的唯一标识，可以是单个或多个属性的组合，其值不能为空。

5．外键

外键可以是单个或多个属性的组合，它不一定是自己关系的主码，但一定是另一关系的主码，与另一关系的联系通过外键来实现。

6．关系模式

关系模式是对关系的描述，其格式为：

      关系名（属性名1，属性名2，属性名3, …，属性名n）

1.3.1.2 关系的基本特点

关系的基本特点如下。

（1）关系是一种规范化了的二维表格，属性值不可分解。

（2）同一关系中没有重复的元组。

（3）同一关系中同一属性列必须是相同类型的数据，同列具有相同的取值范围。

（4）同一关系中元组和属性的顺序无关紧要，可以任意交换。

1.3.1.3 关系模型的主要优点

关系模型的主要优点如下。

（1）关系模型是创建在严格数学概念基础上的。

（2）关系模型概念简单，不论实体还是实体之间的联系都用关系表示。对数据各种操作的结果仍是关系，操作简便。

（3）关系模型的存取路径对用户透明，具有较高的数据独立性和安全保密性，提高了开发效率。

1.3.2 关系运算

关系运算的运算对象是关系，运算结果也是关系。

传统的集合运算有并、交、差、迪卡尔积，在关系数据模型中关系运算主要包括选择、投影、连接和除法运算，而前3种为常用关系运算。

1．选择

选择又称为“限制”，它是在关系R中选择满足给定条件的元组，记为：

σF(R)={t|t∈R∧F(t)=“真”}

其中F表示选择条件，它是一个逻辑表达式，取逻辑值“真”或“假”。

逻辑表达式F由逻辑运算符∧、∨、- 连接各算术表达式组成，算术表达式的基本形式为：

XθY

其中θ为比较运算符，可以是＞、≥、＜、≤、＝或≠; X、Y可以是属性名或为常量或为简单函数等。

选择运算实际上是从关系R中选择使逻辑表达式为真的元组，是从行的角度进行的运算。

2．投影

关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系，记作：

∏A(R)={t[A]|t∈R}

其中A为R中属性列的集合。

投影运算是从列的角度进行的运算。

3．连接

一般来说，执行连接运算的两个关系必须具有相同的属性列，并且根据相同的属性列的取值是否相等来选择构成结果关系的元组，在结果中把重复的属性列去掉。设R和S具有相同的属性B，则连接运算可记作：

R S={trts|tr∈R∧ts∈S∧tr[B]= ts[B]}

连接操作不仅从行的角度进行运算，而且还要取消重复列，即同时从行和列的角度进行运算。

1.3.3 关系的完整性约束

1．实体完整性约束

若属性A（指单个属性或多个属性组合）是基本关系R的主键，则A不能为空。例如，在关系人事表RSB（编号、姓名、性别、出生年月、基本工资）中编号属性为主键，则编号不能取空值。

2．参照完整性约束

关系的外键必须是另一个关系主键的有效值或者是空值。例如，在关系人事表RSB（编号、姓名、性别、出生年月、基本工资）中主键是编号；另一关系增加工资表ZZ（编号、增资日期、增加工资）中的主键是属性编号与增资日期的组合，外键是编号，增加工资表ZZ中的编号必须是人事表RSB中主键编号已经存在的值。

3．用户定义完整性约束

指的是针对用户的具体应用环境给出的具体数据的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。例如，在关系人事表RSB（编号、姓名、性别、出生年月、基本工资）中性别只能取“男”或者“女”。