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• 第 2 章：關係資料模型
  • 1.模式和狀態(Schema and State)
  • 2.空值(Null Value)
  • 3.超碼(SuperKey)
  • 4.候選碼(Key)
  • 5.主碼(Primary Key)
  • 6.外來鍵/碼(Foreign Key)

第 2 章：關係資料模型

1.模式和狀態(Schema and State)

一個屬性對應一個列標題。
關係的模式是對錶結構的描述。
Head (Students) = (SID, Name, Age, GPA)
學生（SID、姓名、年齡、GPA）

• 關係的兩個關係
  模式 - 表R的屬性集合
  狀態 - 當前表R的元組集合

• 一旦確定了關係的模式，更改將非常昂貴

  
  一些可能的變化是：
  刪除一個屬性
  插入一個屬性
  重新命名屬性
  刪除表(整個關係)

• 而在大多數關係中，關係的狀態經常變化。
  一些可能的變化是：
  更新一些屬性值
  插入一個新元組
  刪除現有元組
  一個給定的模式在不同的時間可能有不同的狀態。

• 關係資料庫由一組關係組成。
  關係資料庫模式由一組關係模式組成。
  資料庫狀態是當前存在於資料庫中的資料。

1.改變屬性或元組的順序不影響關係的含義（列和行可以是任意順序）
2. 一個關係中不應該有任何兩行相同的行——沒有重複的行
3. 關係的任何單元格（行/列交叉點）中不應有任何多值項

2.空值(Null Value)

• 對於給定的元組 t 和關係 R 的給定屬性 A，將 t 插入 R 時可能會發生以下情況。
  t[A] 未知。
  t[A] 尚未分配。
  t[A] 不適用。

  
  當出現上述情況之一時，將空值賦給 t[A]：t[A] = null。

• 注意：空值不同於 0 或空格！
  在 SQL 中，任何涉及 null 的算術表示式都將被評估為 null。

3.超碼(SuperKey)

• 定義：關係的超碼是一組屬性，其值可以唯一標識關係的每個潛在元組。
  例子：
  屬性 ID 是關係 Students 的超碼。
  在某些情況下，屬性集 {Name、Birthday、Home_Address} 可能是 Students 的超碼。
• 一些注意點
  1.每個關係至少有一個超級碼。
  2.超碼的任何超集都是超碼。
  3.從關係的給定狀態，我們可以確定關係的一組屬性是否不形成超碼，但我們不能確定一組屬性是否形成超碼。

4.候選碼(Key)

• 定義：一組屬性是關係的碼
  如果（1）它是關係的超碼，
  並且（2）它的真子集不是關係的超碼。
  關係的碼可以唯一標識關係的每個（潛在）元組。
  如果從鍵中刪除任何屬性，則剩餘的屬性不再形成鍵的最小屬性。

• 每個關係至少有一個碼。
  一個關係可能有多個碼。
  從關係的給定狀態，我們可以確定關係的一組屬性是否不構成碼，但不能確定一組屬性是否構成碼。
  關係的碼也稱為關係的候選碼。

5.主碼(Primary Key)

• 定義：關係的主鍵是資料庫設計者為特定應用程式選擇的候選鍵。
  每個關係的主鍵是在定義關係時選擇和宣告的。 一經選擇，不可更改。
  通常選擇主鍵作為屬性數最少的候選鍵，以提高儲存效率和查詢處理效率。

• 定義了主鍵後，插入新元組時只需要檢查主鍵中屬性下的值，以識別重複（經常使用索引）。
  關係的主鍵通常用於來自其他關係的引用。

6.外來鍵/碼(Foreign Key)

• 定義：關係R1的一組屬性FK如果滿足以下兩個條件，則是R1中的外來鍵：
  存在與主鍵 PK 的關係 R2，使得 FK 和 PK 具有相同數量的具有相容域的屬性。
  對於 R1 中的任何元組 t1，R2 中存在一個元組 t2，使得 t1[FK] = t2[PK] 或 t1[FK] 為空。