7.1.4 Реляционные базы данных

Недостатки иерархической и сетевой моделей привели к появлению новой, реляционной модели данных, созданной Коддом в 1970 году и вызвавшей всеобщий интерес. Слово «реляционный» происходит от английского «relation» (отношение). Отношение — это формальное название того, что принято называть таблицей.

Реляционная модель была попыткой упростить структуру базы данных. В ней отсутствовали явные указатели на предков и потомков, а все данные были представлены в виде простых таблиц, разбитых на строки и столбцы.

Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованны в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами.

В реляционной базе данных информация организована в виде таблиц, разделённых на строки и столбцы, на пересечении которых содержатся значения данных. У каждой таблицы имеется уникальное имя, описывающее её содержимое. Более наглядно структуру таблицы иллюстрирует таблица 7.1.1. Каждая горизонтальная строка этой таблицы представляет отдельную физическую сущность — один параметр. Все строки таблицы вместе дают полную информацию. Все данные, содержащиеся в конкретной строке таблицы, относятся к параметру, который описывается этой строкой.

Каждый вертикальный столбец таблицы представляет один элемент данных (дату).

Таблица 7.1.1

Реляционная база данных, содержащая информацию о сырье

Дата	Тип сырья	С9Н20	С10Н22	……	С14Н30	ЛАБ	Остаток
Сентябрь 2007 г.	1	0,00	16,45	……	0,32	0,07	3,42
Январь 2008 г.	2	0,00	13,09	……	0,34	0,13	2,96
Март 2008 г.	3	0,01	17,64	……	0,48	0,14	4,90

На пересечении каждой строки с каждым столбцом таблицы содержится в точности одно значение данных. Все значения, содержащиеся в одном и том же столбце, являются данными одного типа. Множество значений, которые могут содержаться в столбце, называется доменом этого столбца.

У каждого столбца в таблице есть своё имя, которое обычно служит заголовком столбца. Все столбцы в одной таблице должны иметь уникальные имена, однако разрешается присваивать одинаковые имена столбцам, расположенным в различных таблицах.

Столбцы таблицы упорядочены слева направо, и их порядок определяется при создании таблицы. В любой таблице всегда есть как минимум один столбец. В стандарте ANSI / ISO не указывается максимально допустимое число столбцов в таблице, однако почти во всех коммерческих СУБД этот предел существует и обычно составляет до 255 столбцов.

В отличие от столбцов, строки таблицы не имеют определённого порядка. Это значит, что если последовательно выполнить два одинаковых запроса для отображения содержимого таблицы, нет гарантии, что оба раза строки будут перечислены в одном и том же порядке.

В таблице может содержаться любое количество строк. Вполне допустимо существование таблицы с нулевым количеством строк. Такая таблица называется пустой. Пустая таблица сохраняет структуру, определённую её столбцами, просто в ней не содержится данные. Стандарт ANSI / ISO не накладывает ограничений на количество строк в таблице, и во многих СУБД размер таблиц ограничен лишь свободным дисковым пространством компьютера. В других СУБД имеется максимальный предел, однако он весьма высок – около двух миллиардов строк, а иногда и больше.

Базовыми понятиями реляционных СУБД являются: 1) атрибут; 2) отношения; 3) кортеж. Атрибут в реляционных базах данных – элемент данных в кортеже. Часто используется менее строгий термин поле. Кортеж в реляционных базах данных – элемент отношения, строка таблицы; упорядоченный набор из N элементов.

Таким образом, особенности реляционной базы данных кратко можно сформулировать следующим образом:

• данные хранятся в таблицах, состоящих из столбцов («атрибутов») и строк («записей», «кортежей»);

• на пересечении каждого столбца и строчки стоит в точности одно значение;

• у каждого столбца есть своё имя, которое служит его названием, и все значения в одном столбце имеют один тип.

• запросы к базе данных возвращают результат в виде таблиц, которые тоже могут выступать как объект запросов.

Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы — один элемент данных;

• все столбцы в таблице однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.);

• каждый столбец имеет уникальное имя;

• одинаковые строки в таблице отсутствуют;

• порядок следования строк и столбцов может быть произвольным;

Общепринятым стандартом языка работы с реляционными базами данных является язык SQL.

Реляционные модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.