Тема: Реляционная модель данных.
1.Базовые понятия реляционной модели.
2.Основные положения реляционной модели.
Реляционная модель данных была предложена в 1970 году сотрудником фирмы IBM Эдгаром Коддом и основывается на понятии отношения (relation).
Основная структура данных отношение – двумерная таблица, в которой каждая строка имеет одинаковое число полей, все поля определены и атомарны недопустимы неопределенные и составные значения).
Реляционная база данных – совокупность двумерных (реляционных) таблиц.
Атрибут. Именованный столбец отношения. Используются для хранения информации об объектах, представленных в базе данных.
Домен. Набор допустимых значений одного или нескольких атрибутов. Каждый атрибут реляционной базы данных определяется на некотором домене. Домены могут отличаться для каждого из атрибутов, но два и более атрибутов могут определяться на одном и том же домене.
Кортеж. Строка отношения. Элементами отношения являются кортежи, или строки, таблицы. Кортежи могут располагаться в любом порядке, при этом отношение будет оставаться тем же самым, а значит, и иметь тот же смысл.
Заголовок отношения- совокупность имени отношения и имен атрибутов, которые составляют данное отношение.
Тело отношения - совокупность картежей.
Степень. Степень отношения определяется количеством атрибутов, которое оно содержит.
Кардинальность. Количество кортежей, которое содержится в отношении.
Количество содержащихся в отношении кортежей называется кардинальностью отношения.
Записи в таблице хранятся упорядоченными по ключу. Ключ может быть простым, состоящим из одного поля, и сложным, состоящим из нескольких полей. Сложный ключ выбирается в тех случаях, когда ни одно поле таблицы однозначно не определяет запись.
Первичный ключ- один или несколько атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отношения, называется его ключом, или первичным ключом, или ключевым полем. То есть ключевое поле – это такое поле, значения которого в данной таблице не повторяется. Условно первичный ключ можно назвать «главным» потенциальным ключом отношения.
Кроме первичного ключа в таблице могут быть вторичные ключи, называемые еще внешними ключами, или индексами. Ключи нужны для однозначной идентификации и упорядочения записей таблицы, а индексы для упорядочения и ускорения поиска. По первичному ключу всегда отыскивается только одна строка, а по вторичному – может отыскиваться группа строк с одинаковыми значениями первичного ключа.
Внешний ключ- определяет связи отношений по значениям определенного атрибута или нескольких атрибутов.
Индекс-Индекс обеспечивает логическую последовательность записей в таблице, а также прямой доступ к записи. Первичный ключ является индексом по умолчанию.
Потенциальный ключ-это атрибут или набор атрибутов, которые можно использовать для уникальной идентификации кортежей отношения
Реляционная база данных. Набор нормализованных отношений, которые различаются по именам.
2. Структура таблицы в реляционной базе характеризуется следующим:
· она состоит из совокупности столбцов;
· каждый столбец имеет уникальное, то есть не повторяющееся в других столбцах, имя;
· последовательность столбцов в таблице не существенна;
· все строки таблицы организованы по одинаковой структуре, то есть имеют одно и то же количество реквизитов и имеют одинаковую длину;
· в таблице нет одинаковых строк;
· количество строк в таблице практически не ограничено;
· последовательность строк в таблице не существенна;
· все строки и столбцы могут просматриваться в произвольном порядке безотносительно к их содержанию и смыслу.
Требования к реляционной модели.
1. Данные хранятся в двумерных таблицах. Каждое имя таблицы уникально.
2. Каждый атрибут имеет уникальное имя для данной таблицы.
3. Каждый атрибут таблицы определен доменом.
4. Для каждого атрибута таблицы определена возможность использования Null-значений.
5. Значение каждого атрибута атомарно.
6. Для каждой таблицы определен хотя бы один потенциальный ключ.
7. Определены связи между таблицами и установлены соответствующие внешние ключи.
8. Для каждого внешнего ключа указан тип соблюдения ссылочной целостности.
Популярность реляционной модели в современных СУБД определяется:
· наличием развитой теории (реляционной алгебры);
· наличием аппарата сведения других моделей данных к реляционной модели;
· наличием специальных средств ускоренного доступа к информации;
· наличием стандартизированного высокоуровневого языка запросов к БД, позволяющего манипулировать ими без знания конкретной физической организации БД во внешней памяти.
Достоинства
1. Строгое теоретическое обоснование.
2. Упрощенная схема представления данных.
3. Простота инструментальных средств поддержки реляционной модели.
4. Простота физической реализации.
5. Улучшение целостности и защиты, поскольку реляционная модель позволяет улучшить выражение требований целостности путем использования языка высокого уровня.
6. Обеспечение пользователя языками высокого уровня при работе с базой данных.
7. Обеспечение методологического подхода, поскольку главной целью модели базы данных является возможность описания реального мира, что проще всего осуществляется в реляционной модели.
Недостатки
· жесткость структуры данных, например, невозможно задать строку таблицы произвольной длины;
· сложность описания иерархических и сетевых связей.
Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили реляционные БД, использующие табличное представление данных.
Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:
* создание структуры БД;
* заполнение БД информацией;
* изменение (редактирование) структуры и содержания БД;
* поиск информации в БД;
* сортировка данных
* защита БД;
* проверка целостности БД.
В настоящее время многие известные системы управления базами данных используют именно реляционную модель представления данных –это Oracle, DB2, Informix, InterBase, MS SQL, Server, MySQL, dBase, MS Access, Paradox.
