Реляционная модель данных Введение Реляционная модель основана

Реляционная модель данных. Введение

Реляционная модель основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица, но отношение правильнее.

Компоненты реляционной модели Структурная составляющая — данные в БД представляют собой набор отношений. Целостность — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

Компоненты реляционной модели Теория номализации отношений – теория, позволяющая устранить избыточность данных в БД. Составляющая обработки (манипулирования) —поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра).

Основные понятия N-арным отношением R называют подмножество полного декартова произведения D 1× D 2× … ×Dn множеств D 1, D 2, …, Dn (n > 1), необязательно различных. Исходные множества D 1, D 2, …, Dn называют в модели доменами. R D 1 × D 2 × … × Dn - Полное декартово произведение — это набор всевозможных сочетаний из n элементов каждое, где каждый элемент берется из своего домена.

Основные понятия Отношение – это плоская таблица, состоящая из столбцов и строк. Домен – набор допустимых значений атрибута. Активный домен – множество значений атрибута, принадлежащих домену и используемых в данном отношении. Атрибут – это именованный столбец отношения.

Основные понятия Схема отношения –множество всех атрибутов отношения. Для обозначения используются прописные буквы конца латинского алфавита: R , S, . . Пример: R(Успеваемость)={Название дисциплины, № зачетки, Оценка}

Основные понятия Кортеж – строка отношения; отображение из схемы отношения в домен отношения такое, что а 1 d 1, а 2 d 2, … аn dn. Мощность отношения – количество кортежей. Степень отношения – количество атрибутов.

Отношение Успеваемость Дисциплина № семестра Вид работы ФИО Оценка Математика 2 Контр. раб. № 1 Иванов Семен 4 Математика 2 Контр. раб. № 2 Иванов Семен 5 Математика 2 Экзамен Иванов Семен 5 Физика 2 Контр. раб. № 1 Иванов Семен 4 R(Успеваемость)= {Дисциплина, № семестра, Вид работы, ФИО, Оценка}

Отношение успеваемость Степень = 5 Мощность = 4 d(№ семестра)= {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12} d(Оценка)= {1, 2, 3, 4, 5}

Свойства отношения каждый кортеж отношения уникален; информативность отношения не зависит от порядка следования атрибутов и кортежей; названия атрибутов уникальны; значения каждого атрибута должны принадлежать одному домену; каждый атрибут должен быть атомарен.

Атомарность (оценка) Дисциплина № семестра Математика 2 ФИО Иванов Семен Оценка 4, 4, 5 Дисциплина № семестра Вид работы ФИО Математика 2 Контр. раб. № 1 Иванов Семен 4 Математика 2 Контр. раб. № 2 Иванов Семен 5 Математика 2 Экзамен 5 Иванов Семен Оценка

Атомарность подробнее расскажу на следующей лекции

Атомарность (ФИО) Дисциплина № Вид работы семестра Математика 2 Дисциплина № сем. Математика 2 ФИО Оценка Контр. раб. № 1 Иванов Семен Петрович Вид работы Фамилия Контр. раб. № 1 Иванов 4 Имя Отчество Оцен ка Семен Петрович 4

Так каждый кортеж отношения уникален, то существует множество атрибутов, каждому значению которого соответствует единственный кортеж отношения. Например, каждому значению ИНН соответствует единственный кортеж в отношении Сотрудник. Минимальное множество таких атрибутов называется ключом.

Ключ отношения Потенциальный ключ – подмножество атрибутов схемы отношения, однозначно идентифицирующее любой кортеж отношения и не имеющее собственного подмножества атрибутов, которое также однозначно идентифицирует любой кортеж отношения. - Собственное подмножество – это подмножество, которое принадлежит данному множеству, но не равно ему (т. е. меньше).

Ключи отношения Первичный ключ – потенциальный ключ, который выбран для уникальной идентификации кортежей внутри отношения. В качестве первичного выбирается обычно наиболее удобный потенциальный ключ. Возможный ключ – все остальные потенциальные ключи отношения.

Потенциальный ключ (Успеваемость) Дисциплина № семестра Вид работы ФИО Математика 2 Контр. раб. № 1 Иванов Семен 4 Математика 2 Контр. раб. № 2 Иванов Семен 5 Математика 2 Экзамен 5 Иванов Семен R(Успеваемость)= {Дисциплина, № семестра, Вид работы, ФИО, Оценка} Оценка

Потенциальный ключ (Сотрудник) ИНН № стр свид Серия пасп Номер пасп ФИО 2343545 254665 8709 095678 Иванов Семен Петрович 13221212 245678 8707 087898 Вересаев Иван Дмитриевич 12324212 245662 8702 238456 Арм Виталий Константинович R(Сотрудник)= {ИНН, № страх свидетельства, Серия паспорта, Номер паспорта, ФИО} Также потенциальными ключами являются {№ страх свидетельства} и {Серия паспорта, Номер паспорта}

Первичный ключ в схеме отношения подчеркивается.

Правила выбора первичного ключа (правила «удобства» ) Ключ не должен содержать пустые значения (NULL). Значение ключа не должно корректироваться в процессе жизни данных, или вероятность корректировки должна быть очень мала. Если отношение имеет несколько ключей, то предпочтение при выборе следует отдать ключу с меньшим количеством атрибутов. Допускается введение суррогатного ключа.

Суррогатный ключ ID Дисциплина № сем Вид работы ФИО 1 Математика 2 Контр. раб. № 1 Иванов Семен 4 2 Математика 2 Контр. раб. № 2 Иванов Семен 5 3 Математика 2 Экзамен 5 Иванов Семен Оценка Это ключ, который не имеет отношения к содержимому отношения. Обычно, это просто идентификатор. Используется чаще всего, так как всегда соответствует всем правилам выбора первичного ключа.

Ключи отношения Суперключ – множество атрибутов, которое содержит собственное подмножество, однозначно идентифицирующее запись в отношении. Суперключ не является ключом и наоборот. Основной атрибут – это атрибут, входящий в ключ отношения (первичный или возможный).

Суперключ (Успеваемость) R(Успеваемость) – Дисциплина, № семестра, Вид работы, ФИО, Оценка R(Сотрудник) – ИНН, № страх свидетельства, Серия паспорта, Номер паспорта, ФИО

На следующей паре рассмотрим практику по основным понятиям реляционных моделей. Нужно будет взять методички на кафедре – красную и синюю. В электронном виде могу скинуть методички