数据库基础

关系模型

关系模型由一组关系组成，每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。

• 关系
  一个关系对应通常是一张表。
• 元组
  表中的一行即为一个元组。
• 属性
  表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。
• 码
  • 超码
    一个或多个属性的集合，这些属性的组合可以使我们在一个关系中唯一地标识一个元组。
    比如学生表（学号，身份证号，姓名，性别），{ 学号 } 可以标识一个元组，{ 身份证号 } 可以标识一个元组，{ 学号，姓名 } 可以标识一个元组，{ 身份证号，姓名 } 也可以标识一个元组，{ 学号，身份证号，姓名，} 同样可以标识一个元组，这些都是超码。
  • 候选码
    超码中可能包含无关紧要的属性，如果K是一个超码，那么K的任意超集也是超码，如果有一些超码，它的任意真子集都不能成为超码，那么这个最小的超码成为候选码。比如上面例子中，{ 学号 } 和 { 身份证号 } 都是候选码。
  • 主码
    用来表示被数据库设计者选中的，用来区分不同元组的候选码。
  • 外码
    关系 R1 可能在它的属性中包含另一个关系 R2 的主码，这个属性在 R1 上称作参照 R2 的外码。
• 域
  域是一组具有相同数据类型的值的集合，属性的取值范围来自某个域，如性别域是 [ 男，女 ]。
• 分量
  元组中的一个属性值。

数据库的三级模式

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数据库管理系统（DBMS）从三个层次来管理数据：外部层次（External Level），概念层次（Conceptual Level）和 内部层次（Internal Level）。

其中外部层次的数据是用户所看到的数据，及数据之间的约束，又叫用户层次。
概念层次的数据是DBMS中全局管理（可以理解地为所有的）数据，及数据之间的约束，所以又叫逻辑层次。
内部层次的数据是存储在介质上的数据，包括存储路径，存储方式，索引方式等，所以又叫物理层次。

而模式，就是对数据的结构性描述，所以对于不同层次的数据，就对应着不同层次的模式，分别是：外模式（用户模式），模式（概念模式/逻辑模式）与 内模式（物理模式）。

• 内模式

• 模式
  在数据模型中有 型 和 值 的概念，型是指对某一类数据的结构和属性的说明，值是型的一个具体赋值。例如学生记录定义为（学号，姓名，性别，年龄，籍贯，系）这样的记录型，而（22，）则是该记录型的一个记录值。模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及型的描述，不涉及具体的值。而模式的一个具体值称为模式的一个实例（数据库实例是给定数据库中数据的一个快照），同一个模式可以有很多实例，模式是相对稳定的，而实例是相对变动的。

• 外模式
  外模式是以视图的形式展现给用户的。数据库中的视图又叫作虚表，这里的虚表是相对于基本表来说的。视图是对这些基本表中的数据的某种展现形式，是这些数据的一个子集，但不限于某张表中的数据的子集，也可以是多张表联合起来进行显示的一组数据。但需要注意的是：视图本身并不实际存放数据。通过外模式，可以让不同的用户看到不同的数据。

关系的完整性

关系模型中有三类完整性约束：实体完整性，参照完整性 和 用户定义的完整性。

• 实体完整性
  若属性A是某关系R的主属性，则A不能取空值。
• 参照完整性

SQL查询语言

• 数据定义语言（Data-Definition Language, DDL）提供定义关系模式，删除关系以及修改关系模式的命令。

• 数据操纵语言 （Data-Manipulation Language, DML）提供从数据库中查询信息，以及在数据库中插入元组，删除元组，修改元组的能力。

• 数据库约束

  • 主键约束：唯一性，非空性
  • 唯一约束：唯一性，可以空，但只能有1个
  • 默认约束：该数据的默认值
  • 外键约束：
  • 非空约束：设置非空，该字段不能为空。

• 数据库的完整性

  • 检查主码值是否唯一，如果不唯一则拒绝插入或修改
  • 检查主码的各个属性是否为空，只要有一个为空就拒绝插入或修改

• 参照完整性

  • 参照完整性检查和违约处理
  • 参照完整性违约处理
    • 拒绝(NO ACTION)执行
    • 级联(CASCADE)操作
    • 设置为空值（SET-NULL）

参考资料
1. https://www.zhihu.com/question/38737183