五、关系模型

关系模型是目前最常用的数据模型，关系数据库采用的数据模型是关系模型。1970年美国IBM公司的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型。他发表了题为“大型共享数据银行数据的关系模型”（a relation model of data for large shared data banks）的论文，开创了数据库的关系方法和数据规范化理论的研究，为此获得了1981年的图灵奖。

1.关系模型的数据结构

从用户观点看，关系模型的数据结构是一张规范化的二维表。现以表1-3所示的医生登记表为例，介绍关系模型中的一些术语。

（1）关系（relation）　一个关系对应一张通常意义的二维表，如表1-3所示的医生登记表就是一个关系。

（2）元组（tuple）　表中的一行就是一个元组。

（3）属性（attribute）　表中的一列对应一个属性，表1-3有5列，对应5个属性，分别是医生ID、姓名、职称、科室和助手。

（4）码（key）　表中的某个属性组，可以唯一确定一个元组，称为关系的码。如表1-3中的医生ID，可以唯一确定一位医生，医生ID就是医生登记表的码。

（5）域（domain）　属性的取值范围称为域，如医生的ID是6位数字字符，职称的取值范围是（实习医生、住院医师、主治医师、副主任医师、主任医师），科室的取值范围是医院所有科室中的一个。

（6）分量　元组中的一个属性值称为分量。如“198005”“王丹”“内科”都是分量。

（7）关系模式　通过关系名和属性来描述关系，一般表示为关系名（属性1、属性2……属性n）。例如，医生的关系模式可以描述为医生（医生ID、姓名、职称、科室、助手）。

关系模型要求关系必须是规范化的，即关系必须满足一定的规范条件，这些条件中基本的一条是：关系的每个分量必须是一个不可分的数据项，也就是说，不允许表中嵌表。表1-4所示的工资表中，工资和扣除是可分的数据项，工资分为基本工资、薪级工资和绩效工资，扣除又分为水费和电费。因此，表1-4不符合关系模型的基本要求。

2.关系模型的操作和完整性约束

关系数据模型的操作主要包括查询、插人、更新和删除。关系模型中的数据操作是集合操作，操作对象和结果都是关系，即元组的集合，有别于格式模型的单记录操作方式。而且，关系模型的数据存取路径对用户是隐藏的，用户只要提出“干什么”或者“查什么”，而不需要说明“怎么干”或“怎么查”，极大方便了用户的使用。

关系数据模型的操作必须满足关系的完整性约束条件，关系的完整性约束条件包括3大类：实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。其具体含义将在第二章详细介绍。

3.关系模型的优缺点

关系模型的主要优点。

（1）关系模型建立在严格的数学理论基础之上。

（2）关系模型的概念单一。不仅用关系描述实体，而且用关系描述实体间的联系。数据结构简单、清晰，用户易懂易用。

（3）关系模型的存取路径对用户透明（注释：计算机中的“透明”与现实理解的透明是相反的，意思是不可见），从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，简化了数据库建立和开发的工作。

关系模型主要的缺点：由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如格式化模型，因此，为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的难度。