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按照关系型数据库的基本原理

admin
行业动态
2025-05-15
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关系型数据库基于表结构存储数据，通过主外键关联，支持ACID事务，使用SQL操作，遵循规范设计确保数据一致性。（4

核心概念

关系型数据库（RDBMS）以关系模型为基础，通过二维表结构存储数据，利用集合运算和谓词逻辑进行数据操作，其核心特点包括：

数据结构化：数据以表（Table）的形式组织，表由行（记录）和列（字段）组成。
键约束：通过主键（Primary Key）唯一标识记录，外键（Foreign Key）维护表间关联。
数据完整性：支持实体完整性（主键非空且唯一）、参照完整性（外键关联）和用户定义完整性（自定义规则）。

数据结构与操作

组件	说明
表（Table）	存储同类实体的数据集合，如“学生表”包含学号、姓名、年龄等字段。
字段（Column）	表的最小数据单位，定义数据类型（如INT、VARCHAR）和约束（如NOT NULL）。
记录（Row）	表中的一行数据，表示一个实体实例（如一个学生的信息）。
索引（Index）	加速查询的数据结构（如B+树），可基于主键或普通字段创建。

示例表结构：

按照关系型数据库的基本原理第1张

CREATE TABLE Student (
    StudentID INT PRIMARY KEY, -主键
    Name VARCHAR(50) NOT NULL,
    Age INT CHECK (Age >= 18), -用户定义完整性
    MajorID INT,
    FOREIGN KEY (MajorID) REFERENCES Major(MajorID) -外键关联
);

数据完整性约束

约束类型	作用
主键约束	确保每条记录唯一且非空（如学生表中的学号）。
外键约束	维护表间引用关系（如学生表的MajorID必须存在于专业表的主键中）。
非空约束	指定字段不能为NULL（如姓名字段）。
唯一约束	保证字段值唯一（如邮箱地址）。
检查约束	定义字段需满足的条件（如年龄必须≥18）。

关系代数与SQL

关系型数据库通过关系代数（如选择σ、投影π、连接⨝）描述操作，而SQL是其标准化语言，常见操作分类：

DQL（数据查询）：SELECT FROM Student WHERE Age > 20;
DML（数据操纵）：UPDATE Student SET Age = Age + 1 WHERE StudentID = 1;
DDL（数据定义）：CREATE TABLE、ALTER TABLE、DROP TABLE。
DCL（数据控制）：GRANT、REVOKE权限管理。

范式与规范化

事务与并发控制

关系型数据库通过事务（Transaction）保证操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）：

原子性：事务要么全部成功，要么全部回滚。
隔离性：不同事务互不干扰（如锁机制防止脏读、不可重复读）。

示例事务：

BEGIN TRANSACTION;
UPDATE Account SET Balance = Balance 100 WHERE AccountID = 1;
UPDATE Account SET Balance = Balance + 100 WHERE AccountID = 2;
COMMIT; -或ROLLBACK;

优缺点与适用场景

优点	缺点	适用场景
数据一致性强，支持复杂查询	扩展性差（水平扩展困难）	金融系统、ERP、管理系统等需要事务支持的场景
ACID特性保障可靠性	读写性能受限于硬件资源