Достоинства и недостатки реляционной модели данных

Главные достоинства реляционной модели данных – она проста для понимания, наглядна и имеет строгое математическое обоснование.

Недостатки следующие:

• реляционная модель данных не допускает представления объектов со сложной структурой, поскольку в ее рамках возможно моделирование лишь с помощью двумерных таблиц;

• данные об объектах содержатся, как правило, во многих таблицах. Соответственно, извлечение информации о каждом таком объекте требует выполнения многих операций соединения с помощью первичных и внешних ключей, что значительно замедляет обработку данных.

В последнее время активно используются при разработке БД данных такие модели, как постреляционная, объектно-ориентированная, объектно-реляционная и многомерная модели.

14.Связь устанавливается посредством связи ключевых полей, содержащих общую информацию для обеих таблиц.

Пусть таблица R₁ связывается с таблицей R _2. Тогда таблица R₁ именуется главной, а таблица R ₂ – подчиненной. Ключевое поле главной таблицы называется первичным ключом, а подчиненной – внешним ключом.

Одна запись главной таблицы может быть связана с одной или несколькими записями подчиненной таблицы. При этом значения первичного ключа уникальны, а внешнего – могут повторяться.

В общем случае реляционная модель данных представляет множество взаимосвязанных таблиц. Графическое изображение связи между таблицами называется схемой данных.

Имеется таблица Заказы вида:

ЗАКАЗЫ

Номер заказа	Код клиента	Дата заказа	Вес заказа
1020	АБ	01.02.06	400
1021	АА	01.02.06	100

Нужно связать таблицы клиенты и заказы.

КЛИЕНТЫ ЗАКАЗЫ

Код клиента		Номер_заказа
Клиент		Код клиента
Адрес		Дата заказа
		Вес заказа

Поле «Код клиента» таблицы клиенты является первичным ключом, а таблицы заказы – внешним.

15. Условия реляционной целостности

В реляционной модели данных должны выполняться условия целостности данных.

Условие «целостности таблиц» накладывает ограничения на значения первичного ключа – значения первичного ключа таблицы должны быть уникальными и непустыми.

Условие «ссылочной целостности» предполагает, что каждое значение внешнего ключа должно совпадать с одним из значений первичного ключа.

16. Операции реляционной алгебры

В процессе обработки реляционных таблиц СУБД выполняет операции реляционной алгебры такие, как объединение, пересечение, декартово произведение, разность, проекция, выборка, соединение, деление.

Операции объединения, пересечения, разности производятся над двумя исходными отношениями R₁ и R ₂, имеющими одинаковый состав и порядок атрибутов. Результатом является отношение такой же структуры.

Объединением двух отношений R₁ U R₂ называется отношение R, содержащее множество кортежей, принадлежащих либо R₁, либо R₂, либо обоим отношениям R₁, R₂ одновременно.

Пример 1

Пусть исходными отношениями являются отношения R₁ и R₂, которые содержат перечень номеров заказов и веса заказов, которые оформлялись двумя различными участками отдела сбыта:

R₁ R₂

Номер заказа	Вес заказа		Номер заказа	Вес заказа
1021	100		1021	100
1022	300		1022	300
1023	120		1024	500
1024	500		1025	300
1026	200

Тогда объединение R₁ U R₂ содержит общий перечень заказов, которые оформлялись в отделе сбыта:

R

Номер заказа	Вес заказа
1021	100
1022	300
1023	120
1024	500
1025	300
1026	200

Пересечением отношений R₁  R₂ называется отношение R, которое содержит множество кортежей, принадлежащих одновременно и R_1, и R_2.

Пример 2

Пусть отношения R₁, R₂ такие же, как в примере 1. Тогда пересечение R₁ R₂ содержит перечень заказов, которые оформлялись обоими участками отдела сбыта:

R

Номер заказа	Вес заказа
1021	100
1022	300
1024	500

Операция декартова произведения была пояснена ранее.

Разностью отношений R₁ и R₂ называется отношение R, содержащее множество кортежей, принадлежащих R₁ и не принадлежащих R_2.

Пример 3

Пусть отношения R₁, R₂ такие же, как в примере 1. Тогда разность R₁\ R₂ содержит перечень заказов, которые оформлялись только на первом участке отдела сбыта:

R

Номер заказа	Вес заказа
1023	120
1026	200

Операции проекции, выборки, соединения, деления являются специальными операции реляционной алгебры.

Операция проекции – это выбор атрибутов в отношении. Пусть в отношении R выбирается подмножество его атрибутов Y. Тогда проекцией P_Y (R) будет отношение, в которое входят все кортежи R, содержащие только значения атрибутов из подмножества Y.

Пример 4

Пусть отношение R есть таблица ЗАКАЗЫ, а подмножество Y включает два атрибута – «Номер заказа» и «Код клиента». Тогда проекцией P_Y (R) является отношение:

Номер заказа	Код клиента
1020	АБ
1021	АА
1022	АС
1023	АА
1024	АБ

Для операции выборки задается условие выборки кортежей булевым выражением (r), составленным из термов сравнения с помощью логических операций «И», «ИЛИ», «НЕ». Терм сравнения – выражение типа сравнения (в нем могут использоваться операции «=», «>», «<». «», «», «»). Результат операции выборки R[(r)] на отношении R есть отношение, включающее кортежи, для которых истинно заданное условие.

Пример 5

Требуется выбрать заказы с номером 1021 из отношения:

R₁

Номер заказа	Вес заказа	Номер участка
1021	100	1
1022	300	1
1023	120	1
1024	500	1
1026	200	1
1023	120	2
1021	100	2
1024	500	3

Тогда результатом выборки является отношение, содержащее кортежи, у которых номер заказа равен 1021:

R

Номер заказа	Вес заказа	Номер участка
1021	100	1
1021	100	2

Операция соединения отношений R_{1 } R_{2 А1=А2}

выполняется путем сцепления кортежей отношения R₁ с кортежами отношения R₂ при условии совпадения значения атрибута А1 отношения R₁ со значением атрибута А2 отношения R₂ (А1, А2 – атрибуты, задаваемые для сцепления). При этом в результирующее отношение R одинаковые атрибуты включаются только один раз.

Пример 6

Пусть отношение R₁ – это таблица КЛИЕНТЫ, а отношение R₂ – таблица ЗАКАЗЫ. Тогда соединением отношений R₁, R₂ по «Коду клиента» будет отношение:

R

Код клиента	Клиент	Адрес	Номер заказа	Дата заказа	Вес заказа
АА	БГЭУ	Минск, пр-т Партизанский, 26	1021	01.02.06	100
АА	БГЭУ	Минск, пр-т Партизанский, 26	1023	20.03.06	120
АБ	Сименс	Мюнхен, ул. Лейбница, 8	1020	01.02.06	400
АБ	Сименс	Мюнхен, ул. Лейбница, 8	1024	28.05.06	600
АС	Атлант	Минск, пр-т Победителей, 61	1022	12.02.06	300

Операция деления выполняется над двумя отношениями R_1, R_2, имеющими атрибуты, определенные на одном домене. Пусть k1 – степень отношения R₁, а k2 – отношения R₂ и k1>k2. Тогда результат операции деления R₁R₂ есть отношение R степени k1-k2, любой кортеж которого вместе с любым кортежем R₂ образует кортеж, имеющийся в R_1.

Пример7

Пусть исходные отношения:

R₁ R2

Код произво- дителя	Произво- дитель	Мероприятие	Дата		Мероприятие	Дата
П1	Сименс	Рекламная акция	10.06.06		Рекламная акция	10.06.06
П1	Сименс	Участие в выставке	20.06.06		Участие в выставке	20.06.06
П2	Атлант	Рекламная акция	10.06.06
П2	Атлант	Участие в выставке	20.06.06
П3	Горизонт	Участие в выставке	20.06.06

Тогда результатом операции деления R₁R₂ есть отношение :

R

П1	Сименс
П2	Атлант