DBMS - 关系数据模型
你好，有抱负的数据库爱好者！今天，我们将踏上一段激动人心的旅程，探索关系数据模型的世界。作为你友好邻里的计算机老师，我将引导你了解数据库管理系统（DBMS）中的这个基本概念。如果你是编程新手，不用担心——我们将从基础开始，逐步深入。那么，来一杯咖啡，让我们一起跳进去吧！
概念
什么是关系数据模型？
想象你正在组织一个庞大的图书馆。你拥有书籍、作者、类别和出版商。你将如何高效地跟踪所有这些信息？这就是关系数据模型派上用场的地方！
关系数据模型是一种在数据库中组织数据的方式，它将信息组织成表格（也称为关系），包含行和列。这就像创建了一系列相互关联的电子表格。
让我们通过一个例子来分解它：
CREATE TABLE Books (
BookID INT PRIMARY KEY,
Title VARCHAR(100),
AuthorID INT,
GenreID INT,
PublisherID INT
);
CREATE TABLE Authors (
AuthorID INT PRIMARY KEY,
Name VARCHAR(50),
BirthDate DATE
);在这个例子中，我们创建了两个表格：Books 和 Authors。每个表格都有描述不同属性的列（字段）。BookID 和 AuthorID 是各自表中每条记录的唯一标识符。
关系模型的键组件
-
表格（关系）：这些是持有数据的主要结构。在我们图书馆的例子中，Books 和 Authors 是表格。
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属性（列）：这些代表我们表格中实体的特性。例如，Title 和 Name 是属性。
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元组（行）：表中的每一行代表一个单独的记录或实体的实例。
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域：这是一个属性允许的值的集合。例如，BookID 的域可能是正整数。
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键：这些是用于唯一标识记录并建立表格之间关系的特殊属性。
键的类型
让我们更深入地了解键，以下是一个便捷的表格：
| 键类型 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| 主键 | 在表中唯一标识每条记录 | Books 表中的 BookID |
| 外键 | 引用另一个表的主键 | Books 表中的 AuthorID |
| 候选键 | 可以用作主键的键 | 书籍的 ISBN |
| 复合键 | 由多个列组成的键 | (课程ID, 学生ID) 用于课程报名表 |
关系
关系模型最强大的方面之一是它能够在表格之间建立关系。主要有三种类型：
- 一对一（1:1）：表 A 中的每条记录与表 B 中的一条记录相关联。
示例：
CREATE TABLE Passport (
PassportID INT PRIMARY KEY,
PassportNumber VARCHAR(20),
ExpiryDate DATE,
CitizenID INT UNIQUE,
FOREIGN KEY (CitizenID) REFERENCES Citizens(CitizenID)
);- 一对多（1:N）：表 A 中的记录可以与表 B 中的多条记录相关联。
示例：
CREATE TABLE Orders (
OrderID INT PRIMARY KEY,
OrderDate DATE,
CustomerID INT,
FOREIGN KEY (CustomerID) REFERENCES Customers(CustomerID)
);- 多对多（M:N）：表 A 中的多条记录可以与表 B 中的多条记录相关联。
示例：
CREATE TABLE StudentCourses (
StudentID INT,
CourseID INT,
PRIMARY KEY (StudentID, CourseID),
FOREIGN KEY (StudentID) REFERENCES Students(StudentID),
FOREIGN KEY (CourseID) REFERENCES Courses(CourseID)
);约束
现在，让我们来谈谈约束——帮助维护数据完整性和一致性的规则。把它们想象成确保书籍正确分类和上架的图书馆管理员。
约束类型
| 约束类型 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| NOT NULL | 确保列不能有 NULL 值 | Name VARCHAR(50) NOT NULL |
| UNIQUE | 确保列中的所有值都是不同的 | Email VARCHAR(100) UNIQUE |
| 主键 | 在表中唯一标识每条记录 | StudentID INT PRIMARY KEY |
| 外键 | 确保表间引用完整性 | FOREIGN KEY (AuthorID) REFERENCES Authors(AuthorID) |
| CHECK | 确保列中的所有值满足特定条件 | CHECK (Age >= 18) |
| DEFAULT | 当未指定值时为列设置默认值 | Balance DECIMAL(10,2) DEFAULT 0.00 |
让我们看看这些约束是如何生效的：
CREATE TABLE Students (
StudentID INT PRIMARY KEY,
Name VARCHAR(50) NOT NULL,
Email VARCHAR(100) UNIQUE,
Age INT CHECK (Age >= 18),
EnrollmentDate DATE DEFAULT CURRENT_DATE,
DepartmentID INT,
FOREIGN KEY (DepartmentID) REFERENCES Departments(DepartmentID)
);在这个例子中：
-
StudentID是主键。 -
Name不能为空。 -
Email必须是每个学生的唯一值。 -
Age必须是 18 岁或以上。 -
EnrollmentDate如果未指定，将默认为当前日期。 -
DepartmentID是一个外键，引用 Departments 表。
这些约束帮助维护数据库的完整性和一致性。它们就像我们图书馆中的规则，确保书籍被正确分类、唯一标识，并链接到正确的作者和出版商。
在我们结束对关系数据模型的介绍时，我希望你开始看到这种数据管理方法有多么强大和有序。这就像拥有一个完美组织的图书馆，每本书都在正确的位置，容易找到，并与所有相关信息相连。
记住，学习数据库是一个旅程。如果一切都不立即明白，请不要担心。练习创建表格、建立关系和设置约束。很快，你就会像一个专业人士一样设计出高效和健壮的数据库结构！
在我们下一次的课程中，我们将更深入地了解如何使用 SQL 查询这些关系结构。在此之前，快乐数据建模！
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