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第2章 关系型数据库基础

关系型数据库是数据库管理领域中最常用的数据库类型之一。它以关系模型为基础，通过表来组织和管理数据。本章将介绍关系型数据库的基本概念、表的结构、主键和外键，以及关系型数据库的优缺点。

2.1 表的结构​

在关系型数据库中，数据以表（Table）的形式存储。表是由行和列组成的，其中每列代表一个字段（属性），每行代表一条记录（元组）。

2.1.1 表的基本组成​

  • 字段（Column）：表中的一列，表示数据的属性，如"学号"、"姓名"、"年龄"等。
  • 记录（Row）：表中的一行，表示具体的一条数据，如某个学生的详细信息。
  • 主键（Primary Key）：用于唯一标识表中的一条记录。
  • 外键（Foreign Key）：用于建立表与表之间的关联。

示例：学生表​

CREATE TABLE Student (
    学号 VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    姓名 VARCHAR(20),
    年龄 INT,
    性别 CHAR(1)
);

解释：

  • 表名：Student
  • 字段：学号、姓名、年龄、性别
  • 主键：学号用于唯一标识每个学生。

2.2 主键和外键​

主键和外键是关系型数据库中非常重要的概念，它们用于定义数据之间的关系。

2.2.1 主键（Primary Key）​

主键是表中一个或多个字段的组合，用于唯一标识表中的一条记录。一个表只能有一个主键。

示例：学生表的主键​

在Student表中，学号字段设置了主键，表示每个学生的学号是唯一的。

CREATE TABLE Student (
    学号 VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    姓名 VARCHAR(20),
    年龄 INT,
    性别 CHAR(1)
);

2.2.2 外键（Foreign Key）​

外键用于建立表与表之间的关联。它引用另一个表的主键字段，确保数据的一致性和完整性。

示例：课程表和选课表​

假设有一个Course表和一个Enrollment表：

CREATE TABLE Course (
    课程号 VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    课程名 VARCHAR(50),
    学分 INT
);

CREATE TABLE Enrollment (
    学号 VARCHAR(10),
    课程号 VARCHAR(10),
    成绩 INT,
    FOREIGN KEY (学号) REFERENCES Student(学号),
    FOREIGN KEY (课程号) REFERENCES Course(课程号)
);

解释：

  • Enrollment表通过学号字段关联Student表。
  • Enrollment表通过课程号字段关联Course表。
  • 这种关系称为实体完整性，确保数据的一致性和引用完整性。

2.3 关系型数据库的优缺点​

2.3.1 优点​

  1. 数据结构清晰：以表的形式存储数据，结构明确，易于管理和查询。
  2. 支持复杂的查询：通过SQL语言可以执行复杂的查询操作，满足多样的业务需求。
  3. 数据一致性：通过主键和外键约束，确保数据的一致性和完整性。
  4. 易于扩展：可以通过添加字段或表来扩展数据库。
  5. 支持事务管理：支持ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性，确保数据的可靠性。

2.3.2 缺点​

  1. 复杂性：对于大型数据库，设计和管理较为复杂。
  2. 性能限制：在处理大量数据时，关系型数据库的性能可能会受到影响。
  3. 存储空间占用较大：由于数据的规范化存储，可能会占用较多的存储空间。
  4. 不适合非结构化数据：对于非结构化数据（如文本、图像、视频等），关系型数据库的处理能力较弱。

总结​

本章介绍了关系型数据库的基础知识，包括表的结构、主键和外键，以及关系型数据库的优缺点。通过这些内容的学习，读者可以初步了解关系型数据库的工作原理，为后续的学习打下基础。

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