数据库关系表 ---- Relational table

什么是关系(relation)

• 在关系型模型中，数据用关系来表示
• 一个关系包括

• relation schema: 关系表名称，字段或者属性名称, 字段范围
• relation instance: 一组和schema有同样数量字段的元组

关系(relation)的基本属性

• 每一行(tuple)都是唯一的
• 没有顺序的要求
• Degree: 关系表的度是字段的数量
• 关系表的Cardinality是行(也就是tuple)的数量
  

约束(Constraints)

Integrity Constraints 完整性约束

• Integrity Constraints: condition specified on a database schema and
  restrict the data that can be stored in a DB instance

完整性约束包括

主键约束 Primary Key Constraint

• 元组的key fields不能全部重复，也就是不能有两条一样的数据
• 主键不能为空

外键约束 Foreign Key Constraint

什么是外键

• 一个关系表(relation)的一组字段指向另外一个关系表(relation)的一行 (有点类似pointer)
• 通过包含另外一个关系表的primary key实现
• 外键的domain和所包含的另外一个关系表的primary key一样

• 需要防止某些操作毁坏表之间的联系
• 需要防止无效数据插入外键列 — 必须是所指向的表中的数据
• 外键不能为空

Referential Integrity 引用完整性

• 如果外键约束全部满足，就可以实现引用完整性

如何实现引用完整性:

• 现在有两个Entity: Enrolled, Students,
  其中Enrolled的sid属性是一个外键, 指向Students
  Enrolled(sid: string, cid: string, grade: string)
• 如果现在有一条Enrolled的数据需要被插入, 但是其中的sid是不存在的：拒绝
• 如果一条Student的数据需要被删除：

• 同时删除和这条Student数据相链接的Enrolled中的数据
• 或者拒绝删除这条Student数据
• 或者将和这条Student数据相链接的Enrolled中的数据的sid设置为default sid. (In SQL, also: Set sid in Enrolled tuples that refer to it to a special value null, denoting ‘unknown’ or `inapplicable’.)

一个没有实现引用完整性的例子

创建一个关系表

• 使用 CREATE TABLE 语句
• 定义attribute, 包括data type, length, NOT NULL等
• 选择PRIMARY KEY
• 如果需要，选择FOREIGN KEY

Example: 基本

Example: 外键

• The foreign key CUSTOMER_ID references the primary key of CUSTOMER, which is also CUSTOMER_ID
  
• 对于外键的UPDATE和DELETE操作有四种选项

• CASCADE: update/delete parent table中的数据, 也update/delete child table所对应的数据
• NO ACTION: 阻止update/delete parent table中的数据如果child table中有数据的外键指向此条数据
• SET NULL: update/delete parent table中的数据, 然后将对应的child table中的数据的外键设置为NULL
• SET DEFAULT: update/delete parent table中的数据, 然后将对应的child table中的数据的外键设置为default value

Example： 主键为两个外键

Example: 设置主键的两种方法

如何将ER模型转换为关系表

• 基本方法

• 每个entity set对应一个关系表
• 每个relationship set对应一个关系表
• entity set的每个attribute对应一列
• Indivisibility Rule and Ordering Rule
• 选择primary key

将entity sets转换为关系表

强实体 Strong Entity

弱实体 Weak Entity

• 当所关联的强实体被删除时，弱实体也需要被删除
• 创建一个表，将弱实体的每个attribute加入进来
• 选择一个partial key
• 将所关联的强实体的主键作为此表的外键
• 此时弱实体的主键就是partial key + foreign key
  

将Relationship Sets转换为关系表

• 找出这个Relationship Sets所联系的entity set
• 将每个参与到此关系的entity set的primary key作为这个关系表的foreign key, 这些foreign key组成了这个关系表的super key
• identify剩下的描述性的attribute

Without constraint:

在没有constraints的情况下，主键是所有外键的集合

With Key Constraints：

With Participation Constraints

• 每一个department都必须有一个manager, 所以the participation of Departments in Manages is said to be total
  

• ssn不能为空，也不能删除数据(ON DELETE NO ACTION) , 因为每个department都需要一个manager
• 主键是did, 因为department不会重复
  

表示 Composite Attribute

• 一个属性被分为多个属性表示
• 每一个属性对应一列
• composite attribute没有对应的列,是抽象属性
  

表示 Multivalue Attribute

• 首先构建一个有两列的schema
• 第一列是有拥有这个多值属性的entity的primary key
• 第二列是多值属性, 每一个cell对应一个值
• 多值属性的primary key是所有属性的union
• 用两个圈圈表示多值属性