2.5
关系的基本理论
关系是目前应用最广泛,也是最重要、最流行的。 本节 将介绍关系的一些基本理论,包括关系数据结构、关系
的完整性、关系代数、关系管理系统及关系标准语言。
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关系概述
模型依赖于数据的存储模式,即数据存储的模式不同,的性 质亦不同。以关系模型作为数据的组织存储方式的称为关系。 关系采用数学的方法来处理中的数据,是建立在严密的数学 基础之上的一种数据组织存储方式。关系理论是IBM公司的E.F.Codd 提 出来的,他从1970年开始连续发表了多篇论文,奠定了关系的理论基础。
从1975 年到1979 年的5月间,关系方法的理论和软件系统的研制取得了很 大成功,IBM 公司的 San Jose实验室在 IBM370系列机上研制成功了一个实现 SQL语言的关系实验系统原型System R。1981年IBM公司又宣布具有 System R全部特征的新的软件产品SQL/DS问世。之后,IBM公司又将 SQL语言引入到DB2(IBM Data Base 2)中,配置在MVS上运行,并于1983 年推出了DB2产品。
20世纪70年代末期,美国加州大学伯克利分校也研制了 Ingres关系 实验系统,并由Ingres公司发展成为Ingres产品。
2.5.1
关系数据模型及其描述
在前面已经非形式化地介绍了关系模型及有关的基本概念。在关 系模型中,无论是实体还是实体之间的联系均由单一的结构类型即关 系来表示。关系模型是建立在集合代数基础上的,这里将从集合角度 给出关系数据结构的形式化定义。
1.关系的数学定义
(1)域(Domain) 定义1: 域是一组具有相同数据类型的值的集合,又称为值域(用 D 表示)。例如整数、实数和字符串的集合都是域。域中所包含的 值的个数称为域的基数(用m 表示)。关系系统理论的研究核心是什么在关系中就是用域来表示属 性的取值范围的。 例: D1 ={李力,王平,},m1=3 D2 ={男,女};m2 = 2 D3 ={18,20,18};m3 = 3
其中,D1 、 D2 、D3 为域名,分别表示教师关系中姓名、性别和 年龄的集合。域名无排列次序,如D2 ={男,女}={女,男}。
(2)笛卡儿积(Cartesian Product) 定义2 给定一组域D1,D2,…Dn,这些域可以完全不同,也可以 部分或全部相同。D1,D2,…Dn,的笛卡儿积为 D1×D2×…×Dn= {(d1,d2,…dn,)叫做一个n元组,或简称为元组。元素中每一个 值di叫做一个分量。若Di为 有限集,其基数为mi(i=1,2,…,n), 则 D1×D2×…×Dn的基数为
m ?
?
i ?1
n
mi
笛卡儿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。如果我们给出三个域:
D1={王芳,王雷,李平}(学生集合)
D2={男,女}(性别集合) D3={计算机语言,数据结构,计算机网络}(课程集合)
则D1×D2×D3=
王芳 男 王芳 男 王芳 男
计算机语言 王雷 数据结构 王雷 计算机网络 王雷
男 男 男
计算机语言 数据结构 计算机网络
李平 李平 李平
男 男 男
计算机语言 数据结构 计算机网络
王芳 女
王芳 女 王芳 女
计算机语言 王雷
数据结构 王雷 计算机网络 王雷
女
女 女
计算机语言
数据结构 计算机网络
李平
李平 李平
女
女 女
计算机语言
数据结构 计算机网络
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