Реляционная модель данных.
Реляционная модель данных впервые была предложена американским математиком Коддом в 1970 году. Теория множеств: 1,D2,…Dn, D1xD2,…xDn d1,d2,…dn а,б,д 1,2,3 - обозначение декартово множество. а1,б2. Отношением R на множестве доменные отношения. d1*d2*…*dn-кортежи - набор элементов,n-степень отношений. Атрибут знач. которых обозначено индефицир. картежи наз-ся ключом.
На реляционной модели данных строятся реляционные базы данных.
Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованы в виде прямоугольных таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами.
Фундаментальным понятием реляционной БД является отношение. На физическом уровне отношения представляют собой таблицы. В реляционной модели все данные представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы.
Реляционная модель данных включает следующие компоненты (структурная, манипуляционная, целостная):
Структура реляционной модели данных
Применение реляционной модели данных
Пример базы данных, содержащей сведения о подразделениях предприятия и работающих в них сотрудниках, применительно к реляционной модели будет иметь вид:
Например, связь между отношениями ОТДЕЛ и СОТРУДНИК создается путем копирования первичного ключа "Номер_отдела" из первого отношения во второе. Таким образом:
для того, чтобы получить список работников данного подразделения, необходимо:
из таблицы ОТДЕЛ установить значение атрибута "Номер_отдела", соответствующее данному "Наименованию_отдела"
выбрать из таблицы СОТРУДНИК все записи, значение атрибута "Номер_отдела" которых равно полученному на предыдущем шаге
для того, чтобы узнать в каком отделе работает сотрудник, нужно выполнить обратную операцию:
определяем "Номер_отдела" из таблицы СОТРУДНИК
по полученному значению находим запись в таблице ОТДЕЛ
Атрибуты, представляющие собой копии ключей других отношений, называются внешними ключами.
Достоинства и недостатки реляционной модели данных
Достоинства реляционной модели:
простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является "таблица";
строгие правила проектирования, базирующиеся на математическом аппарате;
полная независимость данных. Изменения в прикладной программе при изменении реляционной БД минимальны;
для организации запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию БД во внешней памяти.
Недостатки реляционной модели:
далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде "таблиц";
в результате логического проектирования появляется множество "таблиц". Это приводит к трудности понимания структуры данных;
БД занимает относительно много внешней памяти;
относительно низкая скорость доступа к данным.
Реляционная модель данных впервые была предложена американским математиком Коддом в 1970 году.
На реляционной модели данных строятся реляционные базы данных.
Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованы в виде прямоугольных таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами.
Фундаментальным понятием реляционной БД является отношение. На физическом уровне отношения представляют собой таблицы. В реляционной модели все данные представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы.
Реляционная модель данных включает следующие компоненты (структурная, манипуляционная, целостная):
Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений. Единственной структурой данных является нормализованное n-арное отношение. Отношения удобно представлять в форме таблиц, где каждая строка есть кортеж, а каждый столбец – атрибут, определенный на некотором домене. Данный неформальный подход к понятию отношения дает более привычную для разработчиков и пользователей форму представления, где реляционная база данных представляет собой конечный набор таблиц.
Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных. Определяет требования целостности сущностей и целостности ссылок. Первое требование состоит в том, что любой кортеж любого отношения отличим от любого другого кортежа этого отношения, т.е. другими словами, любое отношение должно обладать первичным ключом. Требование целостности по ссылкам, или требование внешнего ключа состоит в том, что для каждого значения внешнего ключа, появляющегося в ссылающемся отношении, в отношении, на которое ведет ссылка, должен найтись кортеж с таким же значением первичного ключа, либо значение внешнего ключа должно быть неопределенным (т.е. ни на что не указывать).
Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление). Определяет два фундаментальных механизма манипулирования данными – реляционная алгебра и реляционное исчисление. Основной функцией манипуляционной части реляционной модели является обеспечение меры реляционности любого конкретного языка реляционных БД: язык называется реляционным, если он обладает не меньшей выразительностью и мощностью, чем реляционная алгебра или реляционное исчисление.
Структура реляционной модели данных
Применение реляционной модели данных
Пример базы данных, содержащей сведения о подразделениях предприятия и работающих в них сотрудниках, применительно к реляционной модели будет иметь вид:
Например, связь между отношениями ОТДЕЛ и СОТРУДНИК создается путем копирования первичного ключа "Номер_отдела" из первого отношения во второе. Таким образом:
для того, чтобы получить список работников данного подразделения, необходимо:
из таблицы ОТДЕЛ установить значение атрибута "Номер_отдела", соответствующее данному "Наименованию_отдела"
выбрать из таблицы СОТРУДНИК все записи, значение атрибута "Номер_отдела" которых равно полученному на предыдущем шаге
для того, чтобы узнать в каком отделе работает сотрудник, нужно выполнить обратную операцию:
определяем "Номер_отдела" из таблицы СОТРУДНИК
по полученному значению находим запись в таблице ОТДЕЛ
Атрибуты, представляющие собой копии ключей других отношений, называются внешними ключами.
Достоинства и недостатки реляционной модели данных
Достоинства реляционной модели:
простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является "таблица";
строгие правила проектирования, базирующиеся на математическом аппарате;
полная независимость данных. Изменения в прикладной программе при изменении реляционной БД минимальны;
для организации запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию БД во внешней памяти.
Недостатки реляционной модели:
далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде "таблиц";
в результате логического проектирования появляется множество "таблиц". Это приводит к трудности понимания структуры данных;
БД занимает относительно много внешней памяти;
относительно низкая скорость доступа к данным.