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关系型数据库原理
关系型数据库(Relational Database)是一种基于关系模型的数据组织方法,由埃德加·科德(Edgar F. Codd)在1970年首次提出,关系型数据库通过将数据以表格的形式存储,并利用关系代数和关系演算等理论进行数据操作。
1、关系模型
关系模型是关系型数据库的核心,它将数据表示为二维表格,其中每一行称为一个元组(Tuple),每一列称为一个属性(Attribute),关系模型具有以下特点:
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(1)实体:关系型数据库中的实体以元组的形式表示,每个元组包含实体的所有属性。
(2)属性:属性是实体的特征,用于描述实体的属性值。
(3)元组:元组是实体的具体实例,每个元组包含实体的所有属性值。
(4)关系:关系是实体之间的联系,关系型数据库通过关系将实体联系起来。
2、关系代数
关系代数是关系型数据库的理论基础,它提供了一套操作关系的代数运算规则,关系代数包括以下运算:
(1)选择(Selection):从关系中选取满足条件的元组。
(2)投影(Projection):从关系中选取特定的属性。
(3)连接(Join):将两个关系根据一定的条件进行连接。
(4)并(Union):将两个关系合并为一个关系。
(5)差(Difference):从一个关系中减去另一个关系。
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3、关系演算
关系演算是关系型数据库的另一套理论,它通过谓词逻辑来表达关系操作,关系演算包括以下两种:
(1)元组关系演算:以元组为基本操作单位,通过谓词逻辑表达关系操作。
(2)域关系演算:以属性为基本操作单位,通过谓词逻辑表达关系操作。
关系型数据库特性
1、数据独立性
关系型数据库具有较高的数据独立性,包括物理独立性和逻辑独立性,物理独立性指数据库的逻辑结构和物理存储结构相互独立,修改数据库物理存储结构不会影响应用程序,逻辑独立性指数据库的逻辑结构发生变化时,应用程序不需要修改。
2、数据完整性
关系型数据库通过定义各种约束(如主键、外键、唯一性、非空等)来保证数据的完整性,这些约束可以确保数据的准确性和一致性。
3、数据一致性
关系型数据库通过事务机制保证数据的一致性,事务是数据库操作的基本单位,它具有以下四个特性:
(1)原子性(Atomicity):事务中的所有操作要么全部完成,要么全部不完成。
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(2)一致性(Consistency):事务执行前后,数据库的状态保持一致。
(3)隔离性(Isolation):事务在执行过程中互不干扰,一个事务的执行不会影响到其他事务。
(4)持久性(Durability):一旦事务提交,其操作结果将永久保存在数据库中。
4、扩展性
关系型数据库具有良好的扩展性,可以通过添加新的关系、属性和约束来适应不断变化的数据需求。
5、易用性
关系型数据库提供丰富的查询语言(如SQL),方便用户进行数据操作和查询。
6、高效性
关系型数据库通过索引、视图、存储过程等技术提高数据操作和查询的效率。
关系型数据库凭借其严谨的理论基础、丰富的特性以及广泛的应用,成为了构建高效数据管理体系的基石,在当今数据时代,关系型数据库仍具有重要的地位和作用。
标签: #关系型数据库原理和特征
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