数据库基础详细概述

Access数据库基础与应用教程第1章数据库基础概述第1数据库及其应用是计算机科学中一个重要的分枝。数据库技术应用非常快、非常广泛，现在，许多单位的正常业务开展都离不开数据库。数据库基础概述第1章数据库基础概述本章主要内容

退出1.1数据管理发展概况1.2数据库系统简述1.3数据模型1.4关系数据库1.5关系运算1.6数据库设计简述1.1数据管理发展概况自从世界上第一台电子数字计算机（简称计算机）诞生以来，数据管理经历了从较为低级的人工管理到先进的数据库、数据仓库、数据挖掘的演变。1.1.1数据及数据处理数据是描述事物的符号记录，例如：“黄山”、“95”。也可以说，数据是存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。数据不仅可以包括数字、字母、文字和其他特殊字符组成的文本形式，而且还可以包括图像、图形、影像、声音、动画等多媒体形式等，它们经过数字化后可以存入计算机。数据处理是把数据加工处理成为信息的过程。信息是数据根据需要进行加工处理后得到的结果。

1.1.1数据及数据处理（续）信息对于数据接收者来说是有意义的。例如：“黄山”、“95”只是单纯的数据，没有具体意义，而“黄山同学本学期英语期末考试成绩为95分”就是一条有意义的信息。此外，“旅游景点黄山的门票费是每人95元人民币”也是一条有意义的信息。

1.1数据管理发展概况（续）数据管理技术的发展阶段1.1.2人工管理（外存储器只有纸带、卡片和磁带，而没有磁盘）1.1.3文件系统阶段

文件中只存储数据，不存储文件记录的结构描述信息。文件的建立、存取、查询、插入、删除、修改等所有操作，都要用程序来实现。

1.1.4数据库系统

1.1数据管理发展概况（续）1.1.5分布式数据库系统

分布式数据库是数据库技术与网络技术相结合的产物，分布计算主要体现在客户机／服务器模式和分布式数据库体系结构两个方面。

1.1.6面向对象数据库系统

将面向对象技术与数据库技术结合产生出面向对象的数据库系统。1.1.7数据仓库

数据仓库是支持管理决策过程的、面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集合。1.1.8数据挖掘

数据挖掘（DataMining），又称为数据库中的知识发现，就是一个从数据库中获取有效的、新颖的、潜在有用的、最终可理解的模式（注：模式又称为知识）的复杂过程。1.2.1数据库数据库（Database，简称为DB）是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的、统一管理的相关数据的集合。数据库中的数据按一定的数据模型进行组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高数据独立性和易扩展性。

数据库中的数据不只是面向某一种特定的应用，而是可以面向多种的应用，可以被多个用户、多个应用程序所共享。例如：图书管理数据库、财务管理数据库、学生管理数据库。1.2数据库系统简述1、数据库管理系统

数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）是数据库系统的核心软件，其主要任务是支持用户对数据库的基本操作，对数据库的建立、运行和维护进行统一管理、统一控制。

注意：用户不能直接接触数据库，而只能通过DBMS来操作数据库。1.2.2数据库管理系统2．数据库管管理系统的功功能（1）数据定定义功能DBMS提提供了数据定定义语言（DataDescriptionLanguage，，简称DDL）供用户定定义数据库的的结构、数据据之间的联系系等。具体来来说，DDL供用户定义义数据库的外外模式、模式式、内模式、、各级模式之之间的映射以以及有关的约约束条件等。。数据库管理系系统的功能（（续）（2）数据据操纵功能DBMS提提供了数据操操纵语言（DataManipulationLanguage，简称DML）来完完成用户对数数据库提出的的各种操作要要求，以实现现对数据库的的插入、修改改、删除、检检索等基本操操作。DML分为宿宿主型DML和自主型DML两种类类型。宿主型型DML本身身不能独立使使用，必须嵌嵌入到主语言言中，例如，，嵌入C、、Cobol等高级语语言中。自主主型DML又又称为自含型型DML,它它是交互式命命令语言，可可以独立使用用。（3）数据库库运行控制功功能DBMS提提供了数据控控制语言（DataControlLanguage，简称DCL）来实现现对数据库进进行并发控制制、安全性检检查、完整性性约束条件的的检查等功能能。它们在数数据库运行过过程中监视对对数据库的各各种操作，控控制管理数据据库资源，处处理多用户的的并发操作等等。（4）数据库库维护功能DBMS还还提供了一些些实用程序，，以对已经建建立好的数据据库进行维护护，包括数据据库的转储与与恢复、数据据库的重组与与重构、数据据库性能的监监视与分析等等等。（5）数据库库通信功能DBMS还提提供了与通信信有关实用程程序，以实现现网络环境下下的数据通信信功能。数数据库系系统1．数据库系系统的组成数据库系统（（DataBaseSystem，简称DBS）是指指引入数据库库技术后的计计算机系统。。数据库系统统实际上是一一个集合体，，通常包括如如下5个部分分：（1）数据库库（DB）。。（2）数据库库管理系统（（DBMS））及其相关的的软件。（3）计算机机硬件系统。。（4）数据库库管理员（DadaBaseAdministrator，简称DBA）。全全面负责建立立、维护、管管理和控制数数据库系统。。（5）用户。。2、数据库系系统的特点（1）数据低低冗余、共享享性高。（2））数数据据独独立立性性高高。。数数据据的的独独立立性性包包括括逻逻辑辑独独立立性性和和物物理理独独立立性性。。数据据的的逻逻辑辑独独立立性性是是指指当当数数据据的的总总体体逻逻辑辑结结构构改改变变时时，，数数据据的的局局部部逻逻辑辑结结构构不不变变，，由由于于应应用用程程序序是是依依据据数数据据的的局局部部逻逻辑辑结结构构编编写写的的，，所所以以应应用用程程序序不不必必须须修修改改，，从从而而保保证证了了数数据据与与程程序序间间的的逻逻辑辑独独立立性性。。例例如如，，在在原原有有的的某某些些记记录录类类型型中中增增加加新新的的数数据据项项，，而而应应用用程程序序不不必必须须修修改改，，体体现现了了数数据据的的逻逻辑辑独独立立性性。。数据的的物理理独立立性是是指当当数据据的存存储结结构改改变时时，数数据的的逻辑辑结构构不变变，从从而应应用程程序也也不必必改变变。例例如，，改变变存储储设备备（如如换了了一个个磁盘盘来存存储该该数据据库）），而而应用用程序序不必必须修修改，，体现现了数数据的的物理理独立立性。。（3）有统统一的数据据控制功能能。数据控制功功能通常包包括数据的的安全性控控制、数据据的完整性性控制、并并发控制等等。注意三个概概念：数据库（DB）、数数据库管理理系统（DBMS））、数据库库系统（DBS）是是三个不同同的概念。。数据库强调调的是数据据。数据库管理理系统是管管理数据库库的工具软软件。数据库系统统强调的则则是一个整整体系统。。数据库系统统（DBS）包含数数据库（DB）及数数据库管理理系统（DBMS））。数据库应用用系统是指指系统开发发人员利用用数据库系系统的资源源，为某一一类实际应应用的用户户使用数据据库而开发发的软件系系统。例如如：银行的的业务管理理系统、仓仓库管理系系统、财务务管理系统统、飞机售售票管理系系统、教务务管理系统统等等。数数据库库应用系系统数据库系统的的三级模式及及二级映射结结构根据美国国家家标准化协会会和标准计划划与需求委员员会提出的建建议，数据库库系统的内部部体系结构是是三级模式和和二级映射结结构。三级模式分分别是概念念模式、外外模式和内内模式。二级映射分分别是概念念模式到内内模式的映映射和外模模式到概念念模式的映映射。1．数据库库系统的三三级模式（1）外模模式外模式也称称子模式或或用户模式式。它是数数据库用户户所见到和和使用的局局部数据逻逻辑结构的的描述，是是数据库用用户的数据据视图，是是与某一应应用有关的的数据的逻逻辑表示。。一个概念模模式可以有有若干个外外模式，每每个用户只只关心与他他有关的外外模式，这这样不仅可可以屏蔽大大量无关信信息而且有有利于数据据库中数据据的保密和和保护。对对外模式的的描述，DBMS一般都提提供有相应应的外模式式数据定义义语言（外外模式DDL）来定定义外模式式。（2））概概念念模模式式概念念模模式式也也称称为为模模式式。。它它是是数数据据库库中中全全局局数数据据逻逻辑辑结结构构的的描描述述，，是是所所有有用用户户（（应应用用））的的公公共共数数据据视视图图。。定义模式式时不仅仅要定义义数据的的逻辑结结构（例例如数据据记录由由哪些数数据项构构成，数数据项的的名字、、类型、、取值范范围等）），而且且要定义义与数据据有关的的安全性性、完整整性要求求，定义义这些数数据之间间的联系系。对概概念模式式的描述述，DBMS一一般都提提供有相相应的模模式数据据定义语语言（模模式DDL）来来定义模模式。（3）内模模式内模式也称称存储模式式或物理模模式，它是是数据库物物理存储结结构和物理理存储方法法的描述，，是数据在在存储介质质上的保存存方式。例例如，数据据的存储方方式是顺序序存储、还还是按照B树结结构存储等等等。内模模式对一般般用户是透透明的，但但它的设计计直接影响响数据库的的性能。对内模式的的描述，DBMS一一般都提供供有相应的的内模式数数据定义语语言（内模模式DDL）来定义义内模式。。一个数据据库只有一一个内模式式。2．数据库库系统的二二级映射数据库系统统的三级模模式之间的的联系是通通过二级映映射来实现现的，当然然实际的映映射转换工工作是由DBMS来来完成的。。（1）外模模式到概念念模式的映映射外模式到概概念模式的的映射（即即外模式／／概念模式式映射）定定义了外模模式与概念念模式之间间的对应关关系。外模模式是用户户的局部模模式而概念念模式是全全局模式。。当概念模模式改变时时，由数据据库管理员员对各个外外模式／概概念模式映映射作相应应改变，可可以使外模模式保持不不变，从而而应用程序序不必修改改，保证了了数据的逻逻辑独立性性。（2）概念念模式到内内模式的映映射概念模式到到内模式的的映射（即即概念模式式／内模式式映射）定定义了数据据全局逻辑辑结构与物物理存储结结构之间的的对应关系系。当数据库的的存储结构构改变时（（例如换了了另一个磁磁盘来存储储该数据库库），由数数据库管理理员对概念念模式／内内模式映射射作相应改改变，可以以使概念模模式保持不不变，从而而保证了数数据的物理理独立性。。1.3数数据模型型数据是现实实世界符号号的抽象，，而数据模模型则是数数据特征的的抽象。数数据模型所所描述的内内容包括三三个方面，，即是数据据结构、数数据操作与与数据约束束条件。数据模型是是从现实世世界到机器器世界的一一个中间层层次。现实实世界的事事物反映到到人的大恼恼中，人们们把这些事事物抽象为为一种既不不依赖于具具体的计算算机系统又又不依赖于于具体的DBMS的的概念模型型，然后，，再把该概概念模型转转换为计算算机中某个个DBMS所支支持的数据据模型。数据模型包包括如下三三类：1．概念数数据模型概念念数数据据模模型型是是面面向向数数据据库库用用户户的的现现实实世世界界的的数数据据模模型型，，也也简简称称概概念念模模型型。。概概念念模模型型主主要要用用来来描描述述现现实实世世界界的的概概念念化化结结构构。。它它使使数数据据库库的的设设计计人人员员在在设设计计的的初初始始阶阶段段，，摆摆脱脱计计算算机机系系统统及及DBMS的的具具体体技技术术问问题题，，集集中中精精力力分分析析数数据据以以及及数数据据之之间间的的联联系系等等。。概概念念模模型型与与具具体体的的计计算算机机平平台台无无关关、、与与具具体体的的DBMS无无关关。。2．逻辑数据据模型逻辑数据模型型也简称数据据模型。逻辑辑数据模型主主要用来描述述数据库中数数据的表示方方法和数据库库结构的实现现方法。它是是计算机实际际支持的数据据模型，是与与具体的DBMS有关的的数据模型。。它包括层次次数据模型、、网状数据模模型、关系数数据模型、面面向对象数据据模型等。3．物物理数数据模模型物理数数据模模型也也简称称物理理模型型，它它是一一种面面向计计算机机物理理表示示的模模型。。物理理数据据模型型给出出了数数据模模型在在计算算机上上物理理结构构的表表示，，它是是描述述数据据在储储存介介质上上的组组织结结构的的数据据模型型。概概念念模模型型————E-R模模型型概念念模模型型是是一一种种面面向向客客观观世世界界、、面面向向用用户户的的模模型型。。概概念念模模型型也也称称信信息息模模型型。。概概念念模模型型是是按按用用户户的的观观点点，，从从概概念念上上描描述述客客观观世世界界复复杂杂事事物物的的结结构构以以及及事事物物之之间间的的内内在在联联系系，，而而不不管管事事物物和和联联系系如如何何在在数数据据库库中中存存储储，，即即是是概概念念模模型型与与具具体体的的数数据据库库管管理理系系统统（（DBMS））无无关关，，与与具具体体的的计计算算机机平平台台无无关关。。概念念模模型型是是整整个个数数据据模模型型的的基基础础。。在此此，，仅仅介介绍绍最最广广泛泛使使用用的的概概念念模模型型设设计计方方法法E-R方方法法设设计计概概念念模模型型的的有有关关内内容容。。1．．概概念念模模型型中中的的基基本本概概念念（1））实实体体客观观存存在在并并可可相相互互区区别别的的事事物物称称为为实实体体。。实实体体可可以以是是具具体体的的人人、、事事、、物物，，也也可可以以是是抽抽象象的的概概念念或或联联系系。。例例如如一一个个教教师师、、一一门门课课、、一一本本书书、、一一次次作作业业、、一一次次考考试试等等。。（2））属属性性描述述实实体体的的特特性性称称为为属属性性。。一一个个实实体体可可以以由由若若干干个个属属性性来来刻刻画画，，如如一一个个学学生生实实体体有有学学号号、、姓姓名名、、性性别别、、出出生生日日期期等等方方面面的的属属性性。。属属性性有有属属性性名名和和属属性性值值，，属属性性的的具具体体取取值值称称为为属属性性值值。。例例如如，，对对某某一一学学生生的的““性性别别””属属性性取取值值““女女””，，其其中中““性性别别””为为属属性性名名，，““女女””为为属属性性值值。。（3）关关键字能够唯一一标识实实体的属属性或属属性的组组合称为为关键字字。如学学生的学学号可以以作为学学生实体体的关键键字，但但学生的的姓名有有可能有有重名，，因此不不能作为为学生实实体的关关键字。。（4）域域属性的取取值范围围称为该该属性的的域。例例如，学学号的域域为8个个数字字字符串集集合，性性别的域域为“男男”和““女”。。（5）实实体型属性的集集合表示示一个实实体的类类型，称称为实体体型。例例如，学学生（学学号，姓姓名，性性别，出出生日期期）就是是一个实实体型。。属性值的的集合表表示一个个实体。。例如，，属性值值的集合合（02091001，李楠楠，女，，1986-01-12）就就是代表表一个具具体的学学生。（6）实实体集同类型的的实体的的集合称称为实体体集。例例如，对对于“学学生”实实体来说说，全体体学生就就是一个个实体集集。2、两个实体体之间的联系系现实世界中事事物内部以及及事物之间是是有联系的，，在概念模型型中反映为实实体内部的联联系和实体之之间的联系。。实体内部的联联系通常是指指组成实体的的各属性之间间的联系，而而实体之间的的联系通常是是指不同实体体集之间的联联系。两个实体之间间的联系可分分为如下三种种类型：（1）一对一一联系（1:1）实体集A中中的一个实实体至多与实实体集B中中的一个实实体相对应，，反之亦然，，则称实体集集A与实实体集B为为一对一的的联系，记作作1:1。例如，一个学学校只有一个个校长，一个个校长只能管管理一个学校校。（2）一对多多联系（1:n）如果对于实体体集A中中的每一个实实体，实体集集B中有有多个实体与与之对应，反反之，对于实实体集B中中的每一个个实体，实体体集A中中至多只有一一个实体与之之对应，则称称实体集A与实体集集B之间间为一对多联联系，记为1:n。例如，学校的的一个系有多多个专业，而而一个专业只只属于一个系系。（3）多对多多联系（m:n）如果对于实体体集A中中的每一个实实体，实体集集B中有有多个实体与与之对应，反反之，对于实实体集B中中的每一个个实体，实体体集A中也也有多个实体体与之对应，，则称实体集集A与实体体集B之之间为多对多多联系，记为为m:n。例如，一个学学生可以选修修多门课程，，一门课程可可以被多名学学生选修。3、E-R方方法E-R方法（（即实体-联联系方法）是是最广泛使用用的概念数据据模型设计方方法，该方法法用E-R图来描述述现实世界的的概念数据模模型。E-R方法描描述说明如下下：（1）实体（（型）实体（型）用用矩形表示，，矩形框内写写上实体名称称。（2）属性属性用椭圆形形表示，椭圆圆内写明属性性名，并用连连线将其与相相应的实体型型连接起来。。（3）联系联系用菱形表表示，菱形框框内写明联系系名，并用连连线分别与有有关实体连接接起来，同时时在连线旁标标上联系的类类型（如1:1、1:n或或m:n）。图1-3E-R图示例逻逻辑数据据模型逻辑数据模型型分为：层次次模型、网状状模型、关系系模型和面向向对象模型。。1.层次数数据模型层次数据模型型（简称层次次模型）采用用树型结构来来表示实体和和实体间的联联系。如图1-4所示是是层次模型的的一个例子，，在该例子中中树型反映出出整个系统的的数据结构和和它们之间的的关系。在层层次模型中，，只有一个根根结点，其余余结点只有一一个父结点，，每个结点是是一个记录，，每个记录由由若干数据项项组成。记录录之间使用带带箭头的连线线连接以反映映它们之间的的关系。2.网状数据模型型网状数据模型型（简称网状状模型）可以以看成是层次次模型的一种种扩展。一般般来说，满足足如下基本条条件的基本层层次联系的集集合称为网状状模型：（1）可以有有一个以上的的结点无父结结点；（2）允许结结点有多个父父结点；（3）结点之之间允许有两两种或两种以以上的联系。。如图1-5所所示是网状模模型的一个例例子。3.关系数数据模型关系数据模型型（简称关系系模型）以二二维表的方式式（如表1-1所示）组组织数据。关系模型建立立在严格的数数学概念基础础之上，自从从出现后发展展迅速。20世纪80年年代以来，几几乎所有的数数据库系统都都是建立在关关系模型之上上。基于关系模模型建立的的数据库系系统则称为为关系数据据库系统。。4.面向对对象数据模模型面向对象数数据模型（（简称面向向对象模型型）是用面面向对象的的观点来描描述现实世世界实体的的逻辑组织织、实体之之间的限制制和联系等等的模型。。在面向对象数数据模型中，，所有现实世世界中的实体体都可看成对对象。一个对对象包含若干干属性，用于于描述对象的的特性。属性性也是对象，，它又可包含含其他对象作作为其属性。。这种递归引引用对象的过过程可以继续续下去，从而而组成各种复复杂的对象，，而且，同一一个对象可以以被多个对象象所引用。除了属性之外外，对象还包包含若干方法法，用于描述述对象的行为为。方法又称称为操作，它它可以改变对对象的状态。。物物理数据据模型物理数据模型型（简称物理理模型）是一一种面向计算算机物理表示示的模型。物物理数据模型型给出了逻辑辑数据模型在在计算机上物物理结构的表表示，它是描描述数据在储储存介质上的的组织结构的的数据模型，，它不但与具具体的DBMS有关，而而且还与操作作系统和硬件件有关。每一一种逻辑数据据模型在实现现时都有与其其相对应的物物理数据模型型。DBMS为了了保证其独立立性与可移植植性，大部分分物理数据模模型的实现工工作是由系统统自动完成，，而设计者只只需设计索引引等特殊结构构。1.4关关系数据库关系数据库是是基于关系模模型的数据库库。Access就是一个个关系数据库库管理系统，，使用它可以以创建某一具具体应用的Access关系数数据库。关关系模型型的基本术语语1．关系一个关系就是是一个二维表表，每一个关关系都有一个个关系名。在在关系数据库库管理系统中中，通常把二二维表称为数数据表，也简简称为表。二二维表中含有有几列就称为为几元关系。。对关系的描述述称为关系模模式，一个关关系模式对应应于一个关系系的结构。关系模式的一一般格式：关系名（属性性名1，属性性名2，…，，属性名n））在Access中，关系系模式表示为为表模式，它它对应于一个个表的结构。。即：表名（字段名名1，字段名名2，…，字字段名n）例如，“学系系”表的关系系模式为：学系（学系代代码，学系名名称，办公电电话，学系简简介）2．属属性二维表表中的的一列列称为为一个个属性性，每每一列列都有有一个个属性性名。。在Access中中，表表中的的一列列称为为字段段，属属性名名也称称为字字段名名。3．元元组二维表表中的的从第第二行行开始始的每每一行行称为为一个个元组组或记记录。。在Access中中元组组称为为记录录。“关系系”是是“元元组””的集集合，，“元元组””是属属性值值的集集合，，一个个关系系模型型中的的数据据就是是这样样逐行行逐列列组织织起来来的。。。。关系术术语（（续））4．．分分量量元组组中中的的一一个个属属性性值值称称为为分分量量。。关关系系模模型型要要求求关关系系的的每每一一个个分分量量必必须须是是一一个个不不可可分分的的数数据据项项，，即即不不允允许许表表中中还还有有表表。。5．域域属性的的取值值范围围称为为域，，即不不同的的元组组对同同一属属性的的取值值所限限定的的范围围。例例如，，性别别只能能从““男””、““女””两个个汉字字中取取其中中一个个汉字字。关系术术语（（续））6．候候选关关键字字关系中中的某某个属属性组组（一一个属属性或或几个个属性性的组组合））可以以唯一一标识识一个个元组组，这这个属属性组组称为为候选选关键键字。。。7．主主关键键字（（简称称主键键）一个关关系中中可以以有多多个侯侯选关关键字字，选选择其其中一一个作作为主主关键键字，，也称称为主主键或或主码码。例例如，，在““学生生”表表中，，由于于每个个学号号是唯唯一的的，故故可以以设置置“学学号””字段段为主主键。。关系术术语（（续））8．外外部关关键字字（简简称外外键））如果一一个属属性组组（一一个属属性或或几个个属性性的组组合））不是是所在在关系系的主主关键键字，，而是是另一一个关关系的的主关关键字字或候候选关关键字字，则则该属属性组组称为为外部部关键键字，，也称称为外外键或或外码码。9．主主属性性包含在在任一一候选选关键键字中中的属属性称称为主主属性性。关系术术语（（续））关关系系的性性质关系是是一个个二维维表，，但并并不是是所有有的二二维表表都是是关系系。关关系应应具有有以下下性质质：（1））每一一列中中的分分量是是同一一类型型的数数据，，来自自同一一个域域。（2））不同同的列列要给给予不不同的的属性性名。。（3））列的的顺序序无所所谓，，即列列的次次序可可以任任意交交换。。（4））任意意两个个元组组不能能完全全相同同。（5））行的的顺序序无所所谓，，即行行的次次序可可以任任意交交换。。（6））每一一个分分量都都必须须是不不可再再分的的数据据项。。由上述述可知知，二二维表表中的的每一一行都都是唯唯一的的，而而且所所有行行都具具有相相同类类型的的字段段。关关系系完整整性约约束关系模模型允允许定定义三三种完完整性性约束束，即即是实实体完完整性性约束束、参参照完完整性性和用用户定定义完完整性性约束束。其中实体完完整性约束束和参照完完整性约束束统称为关关系完整性性约束，是是关系模型型必须满足足的完整性性的约束条条件，它由由关系数据据库系统自自动支持。。用户定义义完整性约约束是应用用领域需要要遵循的约约束条件。。1．实体完完整性约束束由于每个关关系的主键键是惟一决决定元组的的，故实体体完整性约约束要求关关系的主键键不能为空空值，组成成主键的所所有属性都都不能取空空值。例如，有如如下“学生生”关系：：学生（学号号，姓名，，性别，出出生日期））其中学号是是主键，因因此，学号号不能为空空值。例如，有如如下“修课课成绩”关关系：修课成绩（（学年度，，学期，学学号，课程程代码，课课程类别，，成绩性质质，成绩））其中学年度度、学期、、学号和课课程代码四四个属性共共同构成主主键，因此此，学年度度、学期、、学号和课课程代码都都不能为空空值。2．参照完完整性约束束参照完整性性约束是关关系之间相相关联的基基本约束，，它不允许许关系引用用不存在的的元组，即即在关系中中的外键取取值只能是是关联关系系中的某个个主键值或或者为空值值。例如：学系系代码是““学系”关关系的主键键、“专业业”关系的的外键。““专业”关关系中的学学系代码必必须是“学学系”关系系中一个存存在的值或或者为空值值。3．用户定定义的完整整性约束用户定义的的完整性约约束是针对对具体数据据环境与应应用环境由由用户具体体设置的约约束，它反反映了具体体应用中数数据的语义义要求，它它的作用就就是要保证证数据库中中数据的正正确性。例如，限定定某属性的的取值范围围，学生成成绩的取值值必须在[0，100]范范围。1.4.4关系系规范化在关系数据据库中，如如果关系模模式没有设设计好，就就会出现数数据冗余、、数据更新新异常、数数据删除异异常、数据据插入异常常等问题。。关系模式的的优良程度度直接影响响数据库中中的数据完完整性等方方面的性能能。关系规范化化就是将结结构复杂的的关系模式式分解成结结构简单的的关系模式式，从而使使一个关系系模式描述述一个实体体或实体间间的一种联联系，以达达到概念的的单一化。。关系规范化化目的就是是要把不好好的关系模模式转变为为好的关系系模式。把关系数据据库的规范范化过程中中为不同程程度的规范范化要求设设立的不同同标准称为为范式。由于规范化化的程度不不同，就产产生了不同同的范式，，如第一范范式、第二二范式、第第三范式、、BCNF范式、第第四范式、、第五范式式等。每种种范式都规规定了一些些限制约束束条件。第一一范范式式（（1NF））是是最最基基本本的的规规范范形形式式，，即即在在关关系系中中每每个个属属性性都都必必须须是是不不可可再再分分割割的的数数据据项项。。在关关系系数数据据库库中中，，任任何何一一个个关关系系模模式式都都必必须须满满足足第第一一范范式式，，即即表表中中的的每每个个字字段段都都是是不不可可再再分分割割的的数数据据项项，，也也就就是是说说，，表表中中不不能能再再包包含含表表。。其他他级级别别的的范范式式在在此此不不作作详详述述。。1.5关关系系运运算算关系系的的基基本本运运算算有有两两类类，，一一类类是是传传统统的的集集合合运运算算（（包包括括并并、、交交、、差差和和广广义义笛笛卡卡儿儿积积等等运运算算）），，另另一一类类是是专专门门的的关关系系运运算算（（包包括括选选择择、、投投影影、、联联接接和和除除等等运运算算））。。关系系基基本本运运算算的的结结果果也也是是一一个个关关系系。。传传统统的的集集合合运运算算传统的集合运运算包括并、、交、差和广广义笛卡儿积积等运算。要进行并、交交、差运算的的两个关系必必须具有相同同的结构。对对于Access数据据库来说，即即是指两个表表的结构要相相同。假定专专业A（如如表1-2所示示）和和专业业B（（如表表1-3所所示））两个个关系系结构构相同同。专业代码专业名称系所代码1001财务管理011002工商管理013002国际金融03专业代码专业名称系所代码3002国际金融033003国际贸易034001计算数学04表1-3专专业A表表1-4专专业B1．并并运算算假设R和和S是是两个个结构构相同同的关关系，，R和和S两两个关关系的的并运运算可可以记记作R∪∪S，，运算算结果果是将将两个个关系系的所所有元元组组组成一一个新新的关关系，，若有有完全全相同同的元元组，，只留留下一一个。。例1-1专业A∪∪专专业B的的并运运算结结果如如表1-4所所示。。表1-4专专业A∪∪专专业B的并并运算算结果果专业代码专业名称学系代码1001财务管理011002工商管理013002国际金融033003国际贸易034001计算数学042．交交运算算假设R和和S是是两个个结构构相同同的关关系，，R和和S两两个关关系的的交运运算可可以记记作R∩S，运运算结结果是是两个个关系系中公公共元元组组组成一一个新新的关关系。。例1-2专业A∩∩专专业B的的交运运算结结果如如表1-5所示示。专业代码专业名称学系代码3002国际金融03表1-5专专业A∩∩专业业B的的交运运算结结果3．差差运算算假设R和和S是是两个个结构构相同同的关关系，，R和和S两两个关关系的的差运运算可可以记记作R－S，运运算结结果是是由属属于R，但但不属属于S的元元组组组成一一个新新的关关系。。例1-3专业A－－专专业B的的差运运算结结果如如表1-6所示示。专业代码专业名称学系代码1001财务管理011002工商管理01表1-6专专业A－专专业B的差差运算结果果4．集合的的广义笛卡卡儿积运算算设R和和S是是两个关系系，如果R是m元关关系，有i个元元组，S是是n元元关系，，有j个个元组，，则笛卡儿儿积R××S是一一个m+n元关关系，有i×j个个元组。。例1-4学生A（表表1-7））×课程A（表1-8）的笛笛卡儿积运运算结果如如表1-9所示。表1-7学生A表1-8课程A学号姓名性别06031001王大山男06031002李琳女06061001周全男课程代码课程名称学分3002大学语文33003大学英语44001高等数学4学号姓名性别课程代码课程名称学分06031001王大山男3002大学语文306031001王大山男3003大学英语406031001王大山男4001高等数学406031002李琳女3002大学语文306031002李琳女3003大学英语406031002李琳女4001高等数学406061001周全男3002大学语文306061001周全男3003大学英语406061001周全男4001高等数学4表1-9学学生A×课程程A的笛卡卡儿积运算算结果1.5.2专门门的关系运运算在关系代数数中，有4种专门的的关系运算算，即选择择、投影、、联接和除除运算。1、选择选择运算是是指从指定定的关系中中选择出满满足指定条条件的元组组组成一个个新关系。。通常选择运运算记作：：σ<条件表达达式>（R）其中，σ是是选择运算算符，R是是关系名名。例1-5在关系专业（专业业代码，专专业名称，，学系代码码）中，选取学学系代码为为“02””的专业元元组，可以以记成：σ学系代码=”02”（专业）2、投影投影运算是是指从指定定关系中选选取某些属属性组成一一个新关系系。通常投投影运算记记作：∏A（R）其中，∏是是投影运算算符，A是是被投影的的属性或属属性组，R是关系系名。例1-6在关系专业（专业业代码，专专业名称，，学系代码码）中，选取所所有专业的的专业名称称、学系代代码，可以以记成：∏专业名称,学系代代码（专业）补充:选选择运算与与投影运算组组合使用例如，在关关系职工（职工工号，姓名名，性别，，年龄，职职位，工资资）中，选取所所有工资1500元元以上（含含1500）的女的的职工的姓姓名，职位位，工资。。可以记成成：∏姓名，职位位，工资(σ工资>=1500and性别别=”女女”(职工))例如，在关关系职工（职工工号，姓名名，性别，，年龄，职职位，工资资）中，选取所所有工资1500元元以下（含含1500）或2500以上上的职工的的姓名，职职位，工资资。可以记记成：∏姓名，职位位，工资(σ工资<=1500or工工资>2500(职工))3、联接运运算联接运算用用来联接相相互之间有有联系的两两个或多个个关系，从从而组成一一个新的关关系。联接类型有有内联接、、自然联接接、左外联联接、右外外联接、全全外联接等等。其中最最常用的联联接是自然然联接。自然联接是是按照公共共属性值相相等的条件件进行联接接，并且消消除重复属属性。例1-7将表1-10所示的的“学生B”与表1-11所所示的“修修课成绩B”两个关关系进行自自然联接运运算，其自自然联接运运算的结果果如表1-12所示示。表1-10学生B表1-11学生修课B学号姓名性别06031001王大山男06031002李琳女06061001周全男学号课程代码课程名称成绩060310013002大学语文85060310013003大学英语93060610014001高等数学78学号姓名性别课程代码课程名称成绩06031001王大山男3002大学语文8506031001王大山男3003大学英语9306061001周全男4001高等数学78表1-12学生生B与修修课成绩B的自然然联接结果果4、除运算算关系R与与关系S的除法运运算应满足足的条件是是：关系S的属属性全部包包含在关系系R中中，关系R的一一些属性不不包含在关关系S中中。关系系R与关关系S的的除法运算算表示为R÷S。。除法运算算的结果也也是关系，，而且该关关系中的属属性由R中除去去S中中的属性之之外的全部部属性组成成，元组由由R与与S中中在所有相相同属性上上有相等值值的那些元元组组成。。例1-8将表1-13所示的的“学生修修课”表与与表1-14所示的的“所有课课程”表进进行除运算算，以找出出已修所有有课程的学学生，其除除运算的结结果如表1-15所所示。表1-13学生生修课表1-14所有有课程学号课程代码姓名课程名称060310013002王大山大学语文060310013003王大山大学英语060310023002李琳大学语文060310023003李琳大学英语060310