数据库系统原理之关系模型的基本概念（二）

上篇文章介绍了关系模型的几个概念，这篇介绍剩下的一点内容。

关系模型的特征

1. 列的同质化
   每一列的分量都来自于同一个域，具有同样的数据类型。
2. 每一列的域可以相同，属性必须不同
   每一列的域可以是相同的，即允许多个列使用相同的域，但为了对这些列进行区分，每列的属性（列名）是必需不同的，否则就无法区分了。类比到 DBMS，就是定义表时不能使用重复的字段。
3. 关系和列的位置无关
   如“手机-电脑”和“电脑-手机”是同一个关系。同样，关系和行的位置也无关，同样的行处于不同的位置，它们仍是相同的关系。
4. 满足属性不可再分的第一范式
   关系中不能出现复合的属性。所谓复合属性，就是属性的值也是一个关系，可以理解为表中套表。

候选码/候选键

候选码/候选键是一个属性组，可以唯一标识一个元组。如仅使用“姓名”无法唯一标识学生，因为可能存在同名的学生，而使用“学号”就可以唯一表示学生了。当然不止“学号”可以对学生进行唯一标识，“姓名”+“家庭住址”也可以唯一进行标识。
这些能够唯一标识元素的一个或者多个属性的集合，就叫做候选码或者候选键。最简单的情况，候选码只有一个，只包括一条属性。最复杂的情况，候选码由所有的属性构成，也叫做全码（All Key）。
包含在候选码中的属性也叫做主属性，不包含在候选码中的属性也叫做非主属性。
从候选码中可以选出一个作为主码/主键，DBMS 使用主键为线索来管理关系中的各个元组（现在知道主键是怎么来的了吧）。

外码/外键

假设在一个关系 R1 中，有一个属性组，存放的是另外一些关系（R2，R3···）中的主键，那么这个属性组就叫做 R1 的外码/外键。
外键非常重要，它是连接两个关系的纽带。
一个关系，可以有多个外键，但只能有一个主键。

关系完整性

回顾一下，关系模型研究的内容为：

1. 使用数学方法描述数据库的基本结构形式（Table/Relation）
2. 使用数学方法描述 Table/Relation 与 Table/Relation 之间的各种操作（关系运算）
3. 使用数学方法描述实现这些操作应该遵循的约束条件（完整性约束）

完整性约束是关系运算的先决条件，包含三个方面的内容。

实体完整性

一个关系如果定义了主码/主键，那么主码/主键不能为空。

参照完整性

关系的外码/外键可以是空值，但只要有取值，就必须是另一个关系中的主码/主键，不能是其他的属性值。

用户自定义完整性

用户自定义完整性是用户在定义关系的时候给出的完整性约束条件，如属性的类型，取值范围，长度等。
在 DBMS 中，当向数据库中插入数据或者修改数据时，会自动执行用户自定义完整性的检查。

对于三个完整性，其中实体完整性用来约束主键，参照完整性用来约束外键，在 DBMS 中，这两个完整性是在底层自动支持的。对于用户自定义完整性，需要用户自己进行定义，当数据发生变化时，再由 DBMS 进行检查。

总结

本文主要介绍了关系模型的特征，以及候选码/候选键，主码/主键，外码/外键的知识，最后介绍了关系模型的完整性约束，这是进行关系运算的先决条件，包括实体完整性，参照完整性和用户自定义完整性。

完。