Реляционная модель базы данных

 

Реляционная модель была предложена в 1969 году сотрудником фирмы IBM Е. Ф. Коддом (Or. Е. Р. Соdd), известным исследователем в области баз данных. Впервые основные концепции этой модели были опубликованы в 1970 году.

Набор средств для управления реляционными базами данных называется реляци­онной системой управления базами данных (РСУБД). Реляционная система управле­ния базами данных может содержать утилиты, приложения, сервисы, библиотеки, средства создания приложений и другие компоненты.

Реляционная база данных представляет собой совокупность двумерных таблиц. Любая таблица реляционной базы данных состоит из строк, называе­мых записями, и столбцов, называемых полями. Строки таблицы содержат сведения об объектах. Каждый столбец в таблице должен содержать только определенный тип информа­ции. Каждая строка таблицы содержит разнообразную (разного типа) информацию. Все данные, помещенные в одной строке, называют записью, каждый эле­мент записи - это поле. Таким образом, каждое поле содержит часть информации, находящейся на пересечении соответствующей строки и столбца. В таблице всевоз­можные значения одного типа в одном столбце называют доменом.

Поле является элементом записи и представляет собой ячейку таблицы. У каждого столбца есть свое неповторимое имя, описывающее тот вид информации, который содержится в нем. Это имя называют «именем поля базы данных»

Каждое поле имеет фиксированную длину, следовательно, и любая запись в таб­лице имеет фиксированную длину. Каждая запись характеризуется своим уникаль­ным порядковым номером.

Данные в реляционной таблице должны удовлетворять следующим принципам:

1. Каждое значение поля должно быть атомарным, т.е. не расчленяемым на не­сколько значений;

2. Значения данных домена (в одном и том же столбце) должны принадлежать к одному и тому же типу данных, доступному для использования в данной СУБД;

3. Каждая запись в таблице уникальна, т.е. в таблице не существует двух записей с полностью совпадающим набором значений ее полей;

4. Каждое поле имеет уникальное имя;

5. Последовательность полей в таблице несущественна;

6. Последовательность записей в таблице несущественна.

Существенное отличие реляционной модели от обыкновенного последовательного файла заключается в том, что все столбцы в таблице с точки зрения входа предпола­гаются эквивалентными. Именно это свойство делает эту модель весьма мощной и делает невозможным отображение ее на память в виде последовательного массива данных.

Поскольку записи в таблице неупорядочены, то необходимо указать поле (или на­бор нескольких полей) для уникальной идентификации каждой записи.

Первичный ключ - это поле или набор полей, которые однозначно идентифицируют (определяют) запись таблицы

Обычно ключом является поле или совокупность полей фиксированной длины. Каждому значению первичного ключа соответствует одна и только од­на запись. Первичный ключ любой таблицы обязан содержать уникальные непустые значения для каждой записи. Если первичный ключ состоит из нескольких полей, он называется составным первичным ключом (рrimагу кеу).

Поле, указывающее на запись в другой таблице, связанную с данной записью, называется внешним ключом (foreign кеу).

Подобное взаимоотношение между таблицами называется связью (ге1ationship). Связь между двумя таблицами устанавливается путем присвоения значений внешнего ключа одной таблицы значениям первичного ключа другой. Таблица, содержащая внешний ключ, называется второстепенной, а таблица, содержа­щая первичный ключ, определяющий возможные значения внешнего ключа второстепенной таблицы, называется главной.

Типичная реляционная база данных состоит из нескольких связанных таблиц.

 

Типы связей между объектами

 

Все информационные объекты предметной области связаны между собой. Соот­ветствия, отношения, возникающие между объектами предметной области, называ­ются связями. Связанные отношениями таблицы взаимодействуют по принципу глав­ная, подчиненная. Возможны следующие отношения между таблица­ми:

1. Отношение «один – ко – многим» (обозначают 1:М): одной записи из главной таблицы может соответствовать ноль, одна или несколько записей подчинённой таблицы.

2. Отношение «один – к - одному» (обозначают 1:1): одной записи из главной таблицы соответствует только одна запись из подчинённой таблицы.

3. Отношение «многие – ко – многим» (обозначают 1:1):одной записи из главной таблицы может соответствовать ноль, одна или несколько записей подчинённой таблицы и наоборот.

 

Одним из правил ссылочной целостности (referential integrity) является то, что первичный ключ любой таблицы должен содержать уникальные непустые значения для данной таблицы. Некоторые СУБД могут контролировать уникальность первичных ключей. Если СУБД контролирует уникальность первичных ключей, то при попытке присвоить первичному ключу значение, уже имеющееся в другой записи, СУБД сгенерирует диагностическое сообщение, обычно содержащее словосочетания primary key violation. Это сообщение в дальнейшем может быть передано в приложение, с помощью которого конечный пользователь манипулирует данными.

Если две таблицы связаны соотношением главная-подчиненная, внешний ключ подчинённой таблицы должен содержать только те значения, которые имеются среди значений первичного ключа главной таблицы. Если корректность значений внешних ключей не контролируется СУБД, можно говорить о нарушении ссылочной целостности. Если же СУБД контролирует корректность значений внешних ключей, то при попытке присвоить внешнему ключу значение, отсутствующее среди значений первичных ключей главной таблицы, либо при удалении или модификации записей главной таблицы, приводящих к нарушению ссылочной целостности, СУБД сгенерирует сообщение, о котором говорилось выше.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое модель данных?
2. Для чего строится модель данных?
3. Укажите достоинства и недостатки иерархической модели данных.
4. Как организуется физическое размещение данных в БД иерархического типа?
5. Охарактеризуйте сетевую модель данных.
6. Охарактеризуйте реляционную модель данных.
7. Чем отличается реляционная модель данных от предшествующих ей моделей?
8. Что такое простой ключ и составной ключ?
9. Перечислите виды связей между объектами? Охарактеризуйте их.
10. Как проявляется иерархическая подчиненность в связи «один ко многим»?