Реляционная модель данных Основные понятия Реляционная модель

Реляционная модель данных

Основные понятия Реляционная модель данных некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени. Отношение является двумерной таблицей. В реляционной теории БД объект называется сущностью. Атрибуты – свойства сущностей, имеют имена и являются заголовками столбцов таблиц. Таблицы обладают следующими свойствами: • Каждый элемент таблицы – один элемент данных; • Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя и содержит некую характеристику объекта; • Все столбцы однородные. Имеют один тип (число, текст, дата) и длину; • Одинаковые строки отсутствуют; • Порядок следования строк и столбцов произвольный.

Математически отношение описывается следующим образом. Пусть дано N (N>=1) конечных множеств D 1, D 2, . . . DN. Отношением R над этими множествами называется множество упорядоченных кортежей вида , где Множества D 1, D 2, . . . DN называются доменами (областями определения) отношения R. Число N определяет степень отношения (n=1 - унарное, n=2 бинарное, . . . , n-арное) Количество кортежей называется мощностью отношения.

Схемой отношения R называется перечень атрибутов данного отношения с указанием домена, к которому они относятся. Набор именованных схем отношений представляет собой схему базы данных. Каждая таблица представляет собой один объект. Поле (атрибут) является элементарной единицей логической структуры данных и имеет основные характеристики: имя поля, тип, длина, точность, признак ключа. Для краткости отношение принято называть именем, после которого в скобках перечисляются его атрибуты СОТРУДНИК(Таб. Номер, Имя, Должн, Оклад, Премия) Запись – совокупность логически связанных полей (характеристик объекта). Взаимосвязи также рассматриваются в качестве объектов. Записи имеют одинаковую структуру — они состоят из полей, хранящих атрибуты объекта. Каждое поле описывает только одну характеристику объекта и имеет строго определенный тип данных.

Примеры отношения

Таким образом, следующие тройки терминов являются эквивалентными: Ш отношение, таблица, файл (для локальных баз данных) Ш кортеж, строка, запись Ш атрибут, столбец, поле.

Ключевые элементы данных Атрибут, значение которого однозначно идентифицирует кортежи, называется ключевым (или просто ключом). Если кортежи идентифицируются только сцеплением значений нескольких атрибутов, то говорят, что отношение имеет составной ключ. Отношение может содержать несколько ключей. Всегда один из ключей объявляется первичным, его значения не могут обновляться. Первичный ключ (ключевой элемент) – поле или комбинацию полей, которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице. Все остальные ключи отношения называются возможными ключами. Альтернативный ключ - это поле или группа полей, несовпадающих с первичным ключом и уникально идентифицирующий каждую строку в таблице. Таблица может содержать несколько альтернативных ключей.

Для отражения ассоциаций между кортежами разных отношений используется дублирование их ключей. Атрибуты, представляющие собой копии ключей других отношений, называются внешними ключами. Для обеспечения целостности данных РМД накладывает на внешние ключи ограничения, называемые ссылочной целостностью. Это означает, каждому значению внешнего ключа должны соответствовать строки в связываемых отношениях.

Ключи используются для: n n Исключения дублирования значений в ключевых атрибутах Упорядочения кортежей по возрастанию или убыванию Ускорения работы с кортежами отношения Организации связывания таблиц, с помощью внешних ключей устанавливается связь между отношениями.

Индексирование - это упорядочение по полю или выражению от нескольких полей. В качестве индексного ключа используется атрибут или набор атрибутов. Индексным ключом может быть первичный ключ. Ключевые поля во многих СУБД индексируются автоматически. Индексные файлы, создаваемые по ключевым полям таблицы, называют файлами первичных индексов. Индексы, создаваемые не для ключевых полей называют вторичными (пользовательскими индексами). Файлы их содержащие - файлами вторичных индексов. Индекс выполняет роль оглавления таблицы, которое просматривается до обращения к таблице.

В результате индексирования создается дополнительный индексированный файл, упорядоченный по значениям индексного ключа. Структура индексного ключа может быть разной, но должна обеспечивать быстрый поиск. Индексирование записывается в одноименный файл вместе с таблицей. Отдел кадров Индексный файл к таб «Отдел кадров» № записи Атрибут Личный номер сотрудника №записи в файле Отдел кадров 1 23 4 2 98 2 3 102 1 4 178 3

Связывание таблиц и типы связей База данных - это совокупность нескольких таблиц со связями между ними. Таблицы связываются между собой для того, чтобы, в конечном счете, уменьшить объем БД, а также облегчить доступ к данным. Связь – бинарная ассоциация, показывающая как сущности взаимодействуют между собой. При связывании двух таблиц выделяют основную и дополнительную таблицу. Связь между двумя логически связанными таблицами определяется по равенству значений одинаковых атрибутов с помощью внешних ключей. Если в одной из таблиц есть неключевой атрибут, значение которого является ключевым для другой таблицы, тогда этот атрибут является внешним ключом. Благодаря связям достигаются следующее преимущества: • Удается избежать дублирования информации; • Изменения, произведенные в одной таблице, будут доступны другой таблице, т. е. сохраняется целостность данных; • Удается избежать ошибочных связей.

. Между таблицами возможны 4 типа связи: • "один к одному"; • "один ко многим"; • "многие к одному"; • "многие ко многим". «Один к одному» Каждая запись одной таблицы соответствует одной записи в другой таблице

«Один ко многим» Каждой записи в одной таблице соответствует несколько записей в другой таблице. "Многие к одному" Нескольким записям в одной таблице соответствует одна запись в другой таблице. Отношение "многие к одному" аналогично отношению "один ко многим". Тип отношения зависит от вашей точки зрения. Например, если вы будете рассматривать отношение между выполненной работой и сотрудниками, то получите отношение "многие к одному".

«Многие ко многим » Нескольким записям в одной таблице соответствуют несколько записей в другой таблице.

Контроль целостности связей При выполнении операций ввода новых записей, модификации записей и удаления записей необходим Контроль целостности связей двух таблиц. Контроль целостности связей означает, что в результате этих операций: • Каждой записи основной таблицы соответствует нуль или более записей дополнительной; • В дополнительной таблице нет записей, которые не имеют родительских записей в основной таблице; • Каждой записи дополнительной таблицы имеет только одну запись в родительской таблице.

Обеспечение контроля целостности связей n n n При вводе новых записей данные вначале вводятся в основную таблицу, ведется контроль обычного ключа. В дополнительной таблице контролируется совпадение со значением полей связи основной таблицы. Модификация записей. Дополнительная запись может сменить родителя при редактировании, но остаться без него не должна. Изменение в поле связи основной таблицы передается в поля связи дополнительной (каскадное обновление). Удаления записей в дополнительной таблице можно производить практически бесконтрольно. В основной таблице можно удалять записи, которые не имеют подчиненных или запретить удаление записей, либо удалять с подчиненными (каскадное удаление).