1.3 關系數據庫

關系數據庫以關系數據模型為基礎，用關系表示模型，用運算表示數據操作。本書討論的VFP 9.0就是采用關系模型的數據庫管理系統。

1.3.1 關系模型的數據結構

1.3.1.1 關系模型的基本概念

1．關系

一個關系是一個二維表，即一個表文件，每個關系都有一個關系名。

2．元組

元組指二維表中每一行的數據，一個元組對應表中的一條記錄。

3．屬性

屬性指二維表中的每一列，每個屬性都有屬性名。一個屬性對應表中一個字段，屬性名對應字段名，屬性值對應于各個記錄的字段值。

4．主鍵

主鍵指區別其他元組的唯一標識，可以是單個或多個屬性的組合，其值不能為空。

5．外鍵

外鍵可以是單個或多個屬性的組合，它不一定是自己關系的主碼，但一定是另一關系的主碼，與另一關系的聯系通過外鍵來實現。

6．關系模式

關系模式是對關系的描述，其格式為：

      關系名（屬性名1，屬性名2，屬性名3, …，屬性名n）

1.3.1.2 關系的基本特點

關系的基本特點如下。

（1）關系是一種規范化了的二維表格，屬性值不可分解。

（2）同一關系中沒有重復的元組。

（3）同一關系中同一屬性列必須是相同類型的數據，同列具有相同的取值范圍。

（4）同一關系中元組和屬性的順序無關緊要，可以任意交換。

1.3.1.3 關系模型的主要優點

關系模型的主要優點如下。

（1）關系模型是創建在嚴格數學概念基礎上的。

（2）關系模型概念簡單，不論實體還是實體之間的聯系都用關系表示。對數據各種操作的結果仍是關系，操作簡便。

（3）關系模型的存取路徑對用戶透明，具有較高的數據獨立性和安全保密性，提高了開發效率。

1.3.2 關系運算

關系運算的運算對象是關系，運算結果也是關系。

傳統的集合運算有并、交、差、迪卡爾積，在關系數據模型中關系運算主要包括選擇、投影、連接和除法運算，而前3種為常用關系運算。

1．選擇

選擇又稱為“限制”，它是在關系R中選擇滿足給定條件的元組，記為：

σF(R)={t|t∈R∧F(t)=“真”}

其中F表示選擇條件，它是一個邏輯表達式，取邏輯值“真”或“假”。

邏輯表達式F由邏輯運算符∧、∨、- 連接各算術表達式組成，算術表達式的基本形式為：

XθY

其中θ為比較運算符，可以是＞、≥、＜、≤、＝或≠; X、Y可以是屬性名或為常量或為簡單函數等。

選擇運算實際上是從關系R中選擇使邏輯表達式為真的元組，是從行的角度進行的運算。

2．投影

關系R上的投影是從R中選擇出若干屬性列組成新的關系，記作：

∏A(R)={t[A]|t∈R}

其中A為R中屬性列的集合。

投影運算是從列的角度進行的運算。

3．連接

一般來說，執行連接運算的兩個關系必須具有相同的屬性列，并且根據相同的屬性列的取值是否相等來選擇構成結果關系的元組，在結果中把重復的屬性列去掉。設R和S具有相同的屬性B，則連接運算可記作：

R S={trts|tr∈R∧ts∈S∧tr[B]= ts[B]}

連接操作不僅從行的角度進行運算，而且還要取消重復列，即同時從行和列的角度進行運算。

1.3.3 關系的完整性約束

1．實體完整性約束

若屬性A（指單個屬性或多個屬性組合）是基本關系R的主鍵，則A不能為空。例如，在關系人事表RSB（編號、姓名、性別、出生年月、基本工資）中編號屬性為主鍵，則編號不能取空值。

2．參照完整性約束

關系的外鍵必須是另一個關系主鍵的有效值或者是空值。例如，在關系人事表RSB（編號、姓名、性別、出生年月、基本工資）中主鍵是編號；另一關系增加工資表ZZ（編號、增資日期、增加工資）中的主鍵是屬性編號與增資日期的組合，外鍵是編號，增加工資表ZZ中的編號必須是人事表RSB中主鍵編號已經存在的值。

3．用戶定義完整性約束

指的是針對用戶的具體應用環境給出的具體數據的約束條件，反映某一具體應用所涉及的數據必須滿足的語義要求。例如，在關系人事表RSB（編號、姓名、性別、出生年月、基本工資）中性別只能取“男”或者“女”。