关系数据库理论关系数据库的四个层次结构是什么？

关系数据库的基本原理?

关系数据库是支持关系模型的数据库系统。

关系模型由关系数据结构、关系操作集合和完整性约束三部分组成。

关系操作分为关系代数、关系演算、具有关系代数和关系演算双重特点的语言（SQL语言）。

完整性约束提供了丰富的完整性：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。

关系数据库的四个层次结构是什么？

1．层次模型 层次模型是数据库系统中最早使用的模型，它的数据结构类似一颗倒置的树，每个节点表示一个记录类型，记录之间的联系是一对多的联系，基本特征是： * 一定有一个，并且只有一个位于树根的节点，称为根节点； * 一个节点下面可以没有节点，即向下没有分支，那么该节点称为叶节点； * 一个节点可以有一个或多个节点，前者称为父节点，后者称为子节点； * 同一父节点的子节点称为兄弟节点。

* 除根节点外，其他任何节点有且只有一个父节点； 图11.7是一个层次模型的例子。

层次模型中，每个记录类型可以包含多个字段，不同记录类型之间、同一记录类型的不同字段之间不能同名。

如果要存取某一类型的记录，就要从根节点开始，按照树的层次逐层向下查找，查找路径就是存取路径。

如图11.8所示。

层次模型结构简单，容易实现，对于某些特定的应用系统效率很高，但如果需要动态访问数据（如增加或修改记录类型）时，效率并不高。

另外，对于一些非层次性结构（如多对多联系），层次模型表达起来比较繁琐和不直观。

2．网状模型 网状模型可以看作是层次模型的一种扩展。

它采用网状结构表示实体及其之间的联系。

网状结构的每一个节点代表一个记录类型，记录类型可包含若干字段，联系用链接指针表示，去掉了层次模型的限制。

网状模型的特征是： 1. 允许一个以上的节点没有父节点； 2. 一个节点可以有多于一个的父节点； 例如，图11.9（a）和图11.9（b）都是网状模型的例子。

图11.9（a）中节点3有两个父节点，即节点1和节点2；图11.9（b）中节点4有三个父节点，即节点1，节点2和节点3。

由于网状模型比较复杂，一般实际的网状数据库管理系统对网状都有一些具体的限制。

在使用网状数据库时有时候需要一些转换。

例如，如图11.10所示。

网状模型与层次模型相比，提供了更大的灵活性，能更直接地描述现实世界，性能和效率也比较好。

网状模型的缺点是结构复杂，用户不易掌握，记录类型联系变动后涉及链接指针的调整，扩充和维护都比较复杂。

3．关系模型 关系模型是目前应用最多、也最为重要的一种数据模型。

关系模型建立在严格的数学概念基础上，采用二维表格结构来表示实体和实体之间的联系。

二维表由行和列组成。

下面以教师信息表和课程表为例，说明关系模型中的一些常用术语： 表11.1 教师信息表（表名为：tea_info） TNO(教师编号) NAME(姓名) GENDER(性别) TITLE(职称) DEPT(系别) 805 李奇 女 讲师 基础部 856 薛智永 男 教授 信息学院 表11.2 课程表（表名为：cur_info） CNO(课程编号) DESCP(课程名称) PERIOD(学时) TNO(主讲老师编号) 005067 微机基础 40 805 005132 数据结构 64 856 1. 关系（或表）：一个关系就是一个表，如上面的教师信息表和课程表。

2. 元组：表中的一行为一个元组（不包括表头）。

3. 属性：表中的一列为一个属性。

4. 主码（或关键字）：可以唯一确定一个元组和其他元组不同的属性组。

5. 域：属性的取值范围。

6. 分量：元组中的一个属性值。

7. 关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，... ...，属性n）。

关系模型中没有层次模型中的链接指针，记录之间的联系是通过不同关系中的同名属性来实现的。

关系模型的基本特征是： 1. 建立在关系数据理论之上，有可靠的数据基础； 2. 可以描述一对一，一对多和多对多的联系。

3. 表示的一致性。

实体本身和实体间联系都使用关系描述。

4. 关系的每个分量的不可分性，也就是不允许表中表。

关系模型概念清晰，结构简单，实体、实体联系和查询结果都采用关系表示，用户比较容易理解。

另外，关系模型的存取路径对用户是透明的，程序员不用关心具体的存取过程，减轻了程序员的工作负担，具有较好的数据独立性和安全保密性。

关系模型也有一些缺点，在某些实际应用中，关系模型的查询效率有时不如层次和网状模型。

为了提高查询的效率，有时需要对查询进行一些特别的优化