Концепция реляционной модели. Правила кодда.

В

 

кКонцепция реляционной модели определяется следующими двенадцатью правилами Кодда:

1. Правило информации. Вся информация в базе данных должна быть представлена исключительно на логическом уровне и только одним способом — в виде значений, содержащихся в таблицах.

2. Правило гарантированного доступа. Логический доступ ко всем и каждому элементу данных (атомарному значению) в ре­ляционной базе данных должен обеспечиваться путем использо­вания комбинации имени таблицы, первичного ключа и имени столбца.

Правило 2 указывает на роль первичных ключей при поиске информации в базе данных. Имя таблицы позволяет найти тре­буемую таблицу, имя столбца — требуемый столбец, а первичный ключ — строку, содержащую искомый элемент данных.

3. Правило поддержки недействительных значений. В реляци­онной базе данных должна быть реализована поддержка недей­ствительных значений, которые отличаются от строки символов нулевой длины, строки пробельных символов, от нуля или лю­бого другого числа и используются для представления отсутст­вующих данных независимо от типа этих данных.

Правило 3 требует, чтобы отсутствующие данные можно было представить с помощью недействительных (пустых) значе­ний (NULL).

 

4. Правило динамического каталога, основанного на реляцион­ной модели. Описание базы данных на логическом уровне долж­но быть представлено в том же виде, что и основные данные, чтобы пользователи, обладающие соответствующими правами, могли работать с ним с помощью того же реляционного языка, который они применяют для работы с основными данными.

Правило 4 гласит, что реляционная база данных должна сама себя описывать. Другими словами, база данных должна содержать набор системных таблиц, описывающих структуру самой базы данных.

 

5. Правило исчерпывающего подъязыка данных. Реляционная система может поддерживать различные языки и режимы взаи­модействия с пользователем (например, режим вопросов и отве­тов). Однако должен существовать по крайней мере один язык, операторы которого можно представить в виде строк символов в соответствии с некоторым четко определенным синтаксисом и который в полной мере поддерживает определение данных; оп­ределение представлений; обработку данных (интерактивную и программную); условия целостности; идентификацию прав доступа; границы транзакций (начало, завершение и отмена).

Правило 5 требует, чтобы СУБД использовала язык реляционной базы данных, например SQL. Такой язык должен поддерживать все основные функции СУБД: создание базы данных, чтение и ввод данных, реализацию защиты базы данных и т. д.

6. Правило обновления представлений. Все представления, которые теоретически можно обновить, должны быть доступны для обновления.

Правило 6 касается представлений, которые являются вирту­альными таблицами, позволяющими показывать различным пользователям различные фрагменты структуры базы данных. Это одно из правил, которое сложнее всего реализовать на практике.

7. Правило добавления, обновления и удаления. Возможность работать с отношением как с одним операндом должна существовать не только при чтении данных, но и при добавлении, обновлении и удалении данных.

Правило 7 акцентирует внимание на том, что базы данных по своей природе ориентированы на множества. Оно требует, чтобы операции добавления, удаления и обновления можно было выполнять над множествами строк. Это правило предна­значено для того, чтобы запретить реализации, в которых под­держиваются только операции над одной строкой.

8. Правило независимости физических данных. Прикладные программы и утилиты для работы с данными должны на логическом уровне оставаться нетронутыми при любых изменениях способов хранения данных или методов доступа к ним.

9. Правило независимости логических данных. Прикладные программы и утилиты для работы с данными должны на логическом уровне оставаться нетронутыми при внесении в базовые таблицы любых изменений, которые теоретически позволяют сохранить нетронутыми содержащиеся в этих таблицах данные

Правила 8 и 9 означают отделение пользователя и приклад­ной программы от низкоуровневой реализации базы данных. Они утверждают, что конкретные способы реализации хранения или доступа, используемые в СУБД, и даже изменения структу­ры таблиц базы данных не должны влиять на возможность поль­зователя работать с данными.

10. Правило независимости условий целостности. Должна существовать возможность определять условия целостности, специфические для конкретной реляционной базы данных, в подъязыке реляционной базы данных и хранить их в каталоге, а не в прикладной программе.

Правило 10 гласит, что язык базы данных должен поддерживать ограничительные условия, налагаемые на вводимые данные и действия, которые могут быть выполнены над данными.

11. Правило независимости распространения. Реляционная СУБД не должна зависеть от потребностей конкретного клиента.

Правило 11 гласит, что язык базы данных должен обеспечивать возможность работы с распределенными данными, расположенными на других компьютерных системах.

12. Правило единственности. Если в реляционной системе есть низкоуровневый язык (обрабатывающий одну запись один раз), то должна отсутствовать возможность использования: его для того, чтобы обойти правила и условия целостности, выраженные на реляционном языке высокого уровня (обрабатывающем несколько записей за один раз).

Правило 12 предотвращает использование других возможно­стей для работы с базой данных помимо языка базы данных, по­скольку это может нарушить ее целостность.