Основні поняття реляційної моделі даних. Тип даних, домен, кортеж, атрибут, кардинальність, степінь відношення. Схема відношення та бази даних.

Найбільш поширена трактовка реляційної моделі даних належить Дейту. Згідно ньому реляційна модель характеризується трьома частинами, що описують різні аспекти реляційного підходу: Єдиною структурою даних, що використовується в реляційних БД; механізмами маніпулювання даними та цілісністю сутностей та посилань.

Реліційна модель складається з п¢яти компонентів:

1. Необмежений набір скалярних типів (включаючи, зокрема, логічний тип або значення істини);

2. Генератор типів відношень і відповідна інтерпретація для таких згенерованих типів відношень.

3. Можливість визначення змінних відношень для таких згенерованих типів відношень.

4. Операція реляційного присвоєння для присвоєння реляційних значень таким змінним відношенням;

5. Необмежений набір реляційних операторів для одержання значень відношень з інших значень відношень.

Основними термінами тут є: відношення, домен, атрибут, кортеж, первинний ключ, кардинальність, ступінь.

Формальний реляційний термін	Неформальний еквівалент
Відношення	Таблиця
Кортеж	Рядок або запис
Кардинальність	Кількість рядків
Атрибут	Стовпчик або поле
Степень	К-ть стовпчиків
Первинний ключ	Унікальний ідентифікатор
Домен	Сукупність допустимих значень

Поняття типу даних в реляційній моделі даних повністю адекватно поняттю типа даних у мовах програмування. Кожне значення даних обов¢язково повинно мати свій тип.

Поняття домена більш специфічне для баз даних, хоча і має деякі аналогії з підтипами в деяких мовах програмування. Це дещо відмінне від типу даних, що визначаються системою, подібно наведеним. Основне призначення доменів у мові SQL – дозволити надавати (присвоїти) вбудованим типам скорочених імен, які можна було б використовувати для спрощеного запису визначення деяких стовпців у базових таблицях, наприклад таким чином:

CREATE DOMAIN S# CHAR(5);CREATE DOMAIN P# CHAR(6):

Кортеж - це множина пар {ім’я атрибуту, значення}, яка містить одне входження кожного імені атрибуту, що належить схемі відношень. "Значення" є допустимим значенням домена даного атрибута (або типу даних, якщо поняття домена не підтримується). Тому, тут t – множина компонентів виду А_і:n_і, в яких n_і – значення типу Т_і, тобто значення атрибуту для атрибуту А_і в кортежі t (i=1, 2,…n).

Значення m та n називають відповідно кардинальністю та степінню (арністю). У подальшому відношення степені 1 називатимемо унарним, 2 – бінарним, 3 – тернарним, n- n-арним. Тим самим, степень або "арність" кортежа, тобто число елементів у ньому, співпадає з "арністю" відповідної схеми відношень. Постіше кажучи, кортеж - це набір іменованих значень одного типу (рядок у відношенні). Набір кортежі складає тіло відношення.

Оскільки відношення є множинами кортежів, в них не повинні зустрічатися однакові кортежі і порядок кортежів у відношенні є несуттєвим.

Схема відношення - це іменована множина пар ім’я атрибута, ім’я домена (або типу, якщо поняття домена не підтримується). Ступінь, або "арність" схеми відношення - потужність цієї множини. Якщо всі атрибути одного відношення визначені на різних доменах, доцільно використовувати для іменування атрибутів імена відповідних доменів (пам’ятаючи при цьому, що це є лише зручним засобом іменування і не усуває різниці між поняттями домена і атрибута).

Схема БД (в структурному розумінні) - це набір іменованних схем відношень.Сукупність схем відношень називається схемой (реляционною) БД, а поточні значення відповіднох відношень - (реляційною) БД.

Властивості відношень.

Відношення мають певні властивості, причому всі вони дуже важливі і випливають з визначення відношення. Спочатку перерахуємо ці властивості:

· у відношеннях немає однакових кортежів;

· кортежі відношення не мають впорядкованості у напрямку знизу вверх;

· атрибути в кортежах не впорядковані зліва направо;

· кожен кортеж містить одне значення для кожного атрибуту.

Властивість 1. Відсутність однакових кортежів.

Дана властивість випливає з того факту, що тіло відношення – це математична МНОЖИНА (кортежів), а в математиці множини за визначенням не містять однакових елементів. Дійсно, поняття „однакові кортежі” немає змісту. Припустимо, що в деякому відношенні є кортеж, який відображає той істиний факт, що постачальник з номером С1 знаходиться в місті Лондон. Далі, якщо у відношенні є другий такий кортеж, він також відображатиме цей самий істиний факт. Проте, якщо істиний факт повторюється двічі, більш істиним він від цього не стане.

Властивість 2. Відсутність впорядкованих кортежів (зверху вниз).

Дана властивість так само випливає з того, що тіло відношення - це математична множина, а прості математичні множини у математиці не впорядковані. Наприклад, кортежі могли б розташовуватися у протилежному порядку, проте відношення залишилося тим самим. Тому у відношенні немає 5-, 97-, або 1-го кортежа, тобто немає поняття позіціонованої адресації.

Властивість 3. Відсутність впорядкування атрибутів (зліва направо).

Дана властивість випливає з того факту, що заголовок відношення також визначено як множина (атрибутів). Наприклад, атрибути відношення С могли би бути представлені, в іншому порядку. Це було б таке саме відношення, принаймні з точки зору реляційної моделі. Тому не існує першого або останнього атрибуту, не існує останнього атрибуту. Іншими словами, атрибут завжди визначається за іменем, а не за розташуванням.

Властивість 4 Кожен кортеж містить рівно одне значення для кожного атрибуту.

Остання властивість випливає безпосередньо з визначення кортежу: кортеж є множиною n впорядкованих пар виду A_i:n_I (i=1,2,…n). Відношення, що задовольняє цій властивості називається нормалізованим або представленим у першій нормальній формі (1НФ).

Модель даних описує деякий набір родових понять і ознак, якими повинні володіти всі конкретні СКБД і БД, що ними керуються якщо вони базуються на цій моделі. Наявність моделі даних дзволяє порівнювати конкретні реалізації, використовуючи одну спільну мову.

Згідно з найбільш поширеною трактовкою, реляційна модель даних складається з трьох частин, які описують різні аспекти реляційного підхода: структурної частин, маніпуляційної частини і цілістної частини.