Реляційна модель даних-це... Визначення, поняття, структура і теорія нормалізації

Реляційна модель даних-це унікальний підхід до управління параметрами з використанням структури та мови відповідно до предикатної логіки одиничного порядку. Вона вперше була описана в 1969 році англійським вченим Коддом. У цьому проекті всі параметри представлені у вигляді кортежів, згрупованих у певні відносини.

Мета реляційної моделі даних...

...це забезпечити декларативний метод для вказівки моделей та запитів.

Користувачі безпосередньо відзначають, яку інформацію містить база даних і яку теорію вони хочуть від неї. І також дозволяють програмному забезпеченню системи управління базами подбати про опис структур для її зберігання. Важлива і інформаційно-пошукова процедура для відповідей на запити.

Більшість RBD використовують визначення даних SQL та мову пошуку. Ці системи реалізують то, що можна розглядати як інженерне наближення до реляційної моделі.

Таблицю в схемі бази даних SQL відповідає предикатної змінної. Ключові обмеження та запити SQL відповідають предикатам.

Однак такі бази даних у багатьох деталях відхиляються від реляційної моделі, і Кодд жорстоко виступав проти змін, які ставлять під загрозу початкові принципи.

Огляд

Основною ідеєю реляційної моделі даних є опис всієї бази як набору предикатів для кінцевого компонента змінних, що описують обмеження можливих значень та їх комбінації. Вміст у будь-який момент часу являє собою кінцеву (логічну) модель. Тобто набір відносин, по одному на змінну предиката, так що всі компоненти задоволені. Саме це реляційна модель даних.

Альтернатива

Іншими моделями є ієрархічна та мережева системи. Деякі з них, що використовують старіші архітектури, все ще популярні в центрах обробки даних з високими вимогами до обсягу. Або в тих випадках, коли існуючі системи настільки складні і абстрактні, що перехід на них, що використовують реляційну модель, буде недозволено дорогим. І також слід зазначити нові об`єктно-орієнтовані бази даних.

Реалізація

Було зроблено кілька спроб отримати справжню матеріалізацію РМД, спочатку визначену Коддом і пояснену іншими вченими.

Реляційна модель представлення даних була головною в своєму роді, яка була описана в формально-математичних термінах. Ієрархічні та мережеві бази існували до реляційних систем, але їх специфікації були відносно неформальними. Після того як РМД була визначена, фахівці робили багато спроб порівняти і зіставити різні моделі-і це призвело до появи більш суворих описів ранніх систем. Хоча процедурний характер інтерфейсів маніпулювання даними для ієрархічних і мережевих баз обмежував можливості для формалізації.

Тим

Фундаментальним припущенням про поняття реляційної моделі даних є те, що всі вони представлені у вигляді математичної "е" - типових відносин, "Сп" - парного зв`язку, що є підмножиною в декартовому добутку з декількох доменів. У математичній моделі міркування про такі дані здійснюються в двозначній логіці предикатів, що означає, що для кожного речення є дві можливі оцінки: або істина, або хибність (і немає третього значення, такого як невідомо або не застосовується, кожен з яких часто асоціюється з поняттям 0). Дані обробляються за допомогою числення або алгебри, які еквівалентні у виразній силі.

Види моделей даних, реляційна модель даних

РМД дозволяє розробнику створювати узгоджене, логічне представлення інформації. Це все досягається шляхом включення заявлених обмежень в проект бази даних, який зазвичай називають логічною схемою. Теорія полягає в розробці процесу нормалізації моделей, за допомогою якого проект з певними бажаними властивостями може бути обраний з набору логічно еквівалентних альтернатив. У планах доступу та інших реалізаціях і експлуатаціях деталі обробляються СУБД-двигуном і не відображені в логічній моделі. Це контрастує із звичайною практикою, коли налаштування продуктивності часто вимагає змін у логічній функції.

Основна реляційна модель даних представляє будівельний блок-це домен або тип інформації, зазвичай скорочений до мінімуму. Кортеж являє собою впорядкований набір зі значень атрибутів. А вони, в свою чергу, є взаємною парою імені І типу. Це може бути або скалярне значення, або більш складний варіант.

Ставлення складається з заголовка і тіла

Перший-це набір атрибутів.

Тіло (з n-ним відношенням) - це комплект з кортежів.

Заголовок дотику також є темою кожної структури.

Реляційна модель даних визначається як набір з n-кортежів. Як в математиці, так і в МРД комплект являє собою невпорядковану колекцію унікальних недублірованих елементів, хоча деякі СУБД нав`язують послідовність своїм даним. У математиці кортеж має порядок і дозволяє дублювати. Е. Ф. Кодд спочатку встановив кортежі, використовуючи це математичне визначення.

Пізніше одна з чудових ідей Е. Ф. Кодда полягала в тому, що використання імен атрибутів замість впорядкування було б набагато зручнішим (загалом) у комп`ютерній мові, заснованій на відносинах. Це твердження все ще корисно сьогодні. Хоча концепція змінилася, назва "кортеж" не трансформувалася. Безпосереднім і важливим наслідком цієї відмінної риси є те, що в реляційній моделі декартовий продукт стає комутативним.

Таблиця-це загальноприйняте візуальне уявлення відносин. Кортеж схожий на концепцію рядка.

Relvar є іменованої змінної якогось певного типу дотики, до якого в усі часи деяка зв`язок цього типу присвоюється, хоча погляд може містити нуль кортежі.

Основи реляційної моделі даних: вся інформація представлена значеннями інформації у відносинах. Відповідно до цього принципу реляційна база являє собою набір relvars, і результат кожного запиту представляється у вигляді дотики.

Узгодженість реляційної бази даних забезпечується не правилами, вбудованими в додатки, які її використовують, а скоріше обмеженнями, оголошеними як частина логічної схеми і впровадженими СУБД для всіх додатків. Обмеження виражаються у використанні реляційних операторів порівняння, з яких лише один є підмножиною (⊆), теоретично достатнім. На практиці очікується, що буде доступно кілька корисних скорочень, серед яких найважливішими є ключі-кандидати та обмеження зовнішнього джерела. Саме це все є реляційною моделлю даних.

Інтерпретація

Для того щоб повною мірою оцінити РМД, необхідно зрозуміти передбачувану інтерпретацію у вигляді відносини.

Тіло дотику іноді називають його розширенням. Це пов`язано з тим, що його слід інтерпретувати як представлення збільшення деякого предиката. Це набір справжніх речень, які можна сформувати, замінивши кожну вільну змінну на ім`я.

Між об`єктно-реляційними моделями даних існує взаємно однозначна відповідність. Кожен кортеж тіла відношення надає значення атрибутів для створення екземпляра предиката шляхом підстановки кожної з його вільних змінних. Результатом є твердження, яке вважається істинним через появу кортежу в тілі відносини. Навпаки, кожен процес, заголовок якого відповідає назві відносин, але який не з`являється в тілі, вважається помилковим.

Це припущення відоме як гіпотеза про замкнутий світ. Вона часто порушується в практичних базах даних, де відсутність кортежу може означати, що істинність відповідного речення невідома. Наприклад, відсутність деяких понять (»Джон«,» іспанська") в таблиці мовних навичок необов`язково може служити доказом того, що хлопчик на ім`я Джон не говорить іспанською мовою.

Застосування до баз даних, теорія нормалізації

Суб`єкт інформації, який використовується в типовій реляційної РМД, може бути набором цілих чисел, комплектом символьних рядків, що становить дат або двома логічними значеннями true і false і так далі. Відповідними іменами суб`єктів для цих фігур можуть бути рядки з найменуваннями "Індекс", "Виконати необхідну роботу", "Час", "Логічне значення" і так далі і тому подібне.

Однак важливо розуміти, що теорія відносин не визначає, які типи слід підтримувати. І це дійсно правда, в даний час очікується, що положення будуть доступні для призначених для користувача суб`єктів на додаток до вбудованих, що надаються системою.

Атрибут

Це термін, який використовується в теорії для того, що, як правило, називають стовпцем. Подібним чином таблиця зазвичай використовується замість теоретичного терміна дотику (хоча в SQL це аж ніяк не є синонімом відношення). Структура даних таблиці вказується у вигляді списку визначень стовпців, в кожному з яких пишеться унікальне ім`я колонки і тип значень, дозволених для нього.

Атрибут значення є записом в певному місці, наприклад, John Doe і 35.

Кортеж в основному те саме, що ряд, за винятком того, що в СУБД SQL, де значення стовпців у рядку впорядковані, кортежі не розділені. Натомість кожне значення визначення ідентифікується виключно за його назвою, а не за порядковою позицією в кортежі. Ім`я атрибута може бути Name або Age.

Відношення

Воно являє собою таблицю визначення структури поряд з появою даних в цій будові. Дефініція-це заголовок, а дані в ньому-це тіло, набір рядків. Змінна відносин зазвичай називається основною таблицею. Заголовок присвоєного йому значення в будь-який час відповідає вказаному в заданій клітині, а його тіло відповідає тому, яке було йому присвоєно останнім, викликаючи деякий оператор оновлення (зазвичай INSERT, UPDATE або DELETE).

Теоретико-множинне формулювання

Основні поняття в реляційній моделі відносин-імена і назви атрибутів. Їх необхідно представляти як рядки, такі як "Персона" і "Найменування", і зазвичай потрібно буде використовувати змінні, щоб охопити їх. Інше базове поняття-набір атомарних значень, який містить необхідні і важливі смисли, такі як числа і рядки.