Реляционная база данных. Основные структурные единицы базы данных. Типы данных

Реляционная модель данных (РМД) некоторой предметной области – это набор изменяющихся во времени отношений. Элементы РМД и формы их представления приведены в таблице:

Отношение – это двумерная таблица, содержащая некоторые данные.

Сущность– объект любой природы, данные о котором хранятся в отношении БД.

Атрибуты – свойства, которые характеризуют сущность. Атрибут имеет имя и ему соответствует заголовок некоторого столбца таблицы. Перестановка атрибутов не приводит к образованию нового отношения.

Домен – множество всех возможных значений определенного атрибута отношения.

Пример отношения СТУДЕНТ

ФИО	Группа	Дата_рожд
Иванов И.И.	П-163	12.12.1987
Петров П.П.	П-163	04.03.1987
Сидоров С.С.	П-165	20.08.1988

Это отношение включает 3 домена: Домен1 – фамилии всех студентов, домен 2 – номера групп, домен 3 – даты рождения всех студентов.

Схема отношения (заголовок отношения) – это список имен атрибутов. Например, СТУДЕНТ(ФИО,Группа,Дата_рожд).

Первичным ключом (ключом отношения, ключевым атрибутом) называется атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Например, для отношения СТУДЕНТ ключевым является атрибут “ФИО”.

Составной ключ (сложный) состоит из нескольких атрибутов.

Каждое отношение обязательно имеет комбинацию атрибутов, которая может служить ключом, так отношение не содержит одинаковых элементов.

Не избыточный первичный ключ состоит из минимально необходимого набора атрибутов.

Ключи используются для:

1) исключения дублирования значений в ключевых атрибутах;

2) упорядочения кортежей (по возрастанию или убыванию);

3) ускорения работы по кортежам;

4) организации связывания таблиц.

Пусть в отношении Таб1 есть не ключевой атрибут А, значения которого являются значениями ключевого атрибута В другого отношения Таб2. Тогда атрибут Аотношения Таб1 есть внешний ключ. Внешние ключи позволяют устанавливать связь между отношениями. Например, отношения СТУДЕНТ(ФИО, Группа, Дата_рожд) и ПРЕДМЕТ(Назв_предм,Кол_час) связаны отношением СТУДЕНТ_ПРЕДМЕТ(ФИО,Назв_предм,Оценка), в котором атрибуты ФИО и Назв_предм образуют составной ключ.

СТУДЕНТ			ПРЕДМЕТ
ФИО	Группа	Дата_рожд		Назв_предм	Кол_час
ключ				ключ
СТУДЕНТ_ПРЕДМЕТ
ФИО	Назв_предм	Оценка
Внешний ключ	Внешний ключ

Таблицу можно считать отношением, если:

1) все строки уникальны, то есть, нет строк с одинаковыми первичными ключами,

2) имена столбцов различны, а значения их простые, т.е. недопустима группа значений в одном столбце одной строки.

3) все строки должны иметь одну структуру, соответствующую именам и типам столбцов,

4) порядок размещения строк в таблице может быть произвольным.

База Данных включает одну или несколько таблиц, которые объединены смысловым содержанием, процедурами контроля целостности и обработки информации. Таблица данных обычно хранится в отдельном файле.

Если задаваемое таблицей отношение имеет ключ, то таблица также имеет ключ и называется ключевой.

Основной единицей обработки данных в РБД является отношение, а не отдельные его кортежи (записи).

Индексирование – это механизм, который обеспечивает автоматическую сортировку записей, контроль отсутствия повторений значений в ключевых полях записи.

Индекс –это средство ускорения операции поиска записей в таблице. Таблица, для которой используется индекс, называется индексированной. Индекс выполняет роль оглавления таблицы, которое просматривается перед обращением к записям таблицы.

На практике для создания индекса для некоторой таблицы БД пользователь указывает поле таблицы, которое требует индексации.

Ключевые поля таблицы во многих СУБД индексируются автоматически. Индексные файлы, создаваемые по ключевым полям таблицы называют файлами первичных индексов. Индексы, создаваемые для не ключевых полей, называют вторичными (пользовательскими) индексами.

Связывание таблиц. Информацию в БД обычно размещают в нескольких таблицах, которые связаны семантикой информации (семантика - значение). При связывании таблиц многие СУБД автоматически выполняют контроль целостности вводимых в базу данных, что повышает достоверность хранимой информации и облегчает доступ к данным.

Между таблицами могут устанавливаться бинарные (между двумя), тернарные (между тремя), и, в общем случае, n-арные связи.

Рассмотрим бинарные связи. Выделяют основную идополнительную (подчиненную) таблицы. Логическое связывание производится с помощью ключа связи, который состоит из одного или нескольких атрибутов (полей связи). Могут устанавливаться четыре основные вида связи:

1) один-один (1:1)

2) один-много (1:М)

3) много-один (М:1)

4) много-много (М:М)

Характеристика видов связей:

Связь вида 1:1. Все поля основной и дополнительной таблицы являются ключевыми. Обеспечивается взаимно-однозначное соответствие записей из этих таблиц. Таблицы являются равноправными. Используются редко. Например,

Работник_таб_1

Работник_таб_2

Связь вида 1:М. Одной записи основной таблицы соответствует несколько записей вспомогательной таблицы. Например,

Должность (основная)

Работник (дополнительная)

Где * - ключевое поле,

+ - связываемое поле.

Связь вида М:1. Одной или нескольким записям основной таблицы ставится в соответствие одна запись дополнительной таблицы. Например,

Таб_1 (основная)

Таб_2 (дополнительная)

Псевдотаблица содержит записи

(деталь1,сталь,марка1,1.01.04,100),

(деталь1,сталь,марка2,1.01.04,100),

(деталь2,медь,марка1,12.05.04,90),

(деталь3,сталь,марка3,10.01.04,120).

Такая таблица может быть полезна при планировании или принятии управленческих решений, когда нужно иметь все возможные варианты исполнения заказов по каждому изделию.

Связь вида М:М. Нескольким записям основной таблицы соответствует несколько записей дополнительной таблицы. Например,

Таб_1 (основная)

Таб_2 (дополнительная)

Можно составить новую таблицу с псевдозаписями

Полученная таблица позволяет ответить на вопрос: ”Кто обслуживает компьютеры, на которых работает Иванов?” Контроль целостности связей. Наиболее распространенным видом связи является вид 1:М. Контроль целостности связей означает анализ содержимого двух таблиц на соблюдение следующих правил:

- каждой записи основной таблицы соответствует нуль или более записей дополнительной таблицы,

- в дополнительной таблице нет записей, которые не имеют родительских записей в основной таблице,

- каждая запись дополнительной таблицы имеет только одну родительскую запись основной таблицы.

Рассмотрим действие контроля целостности для основных операций над данными двух таблиц.

Ввод новых записей. Сначала данные вводятся в основную таблицу, а затем в дополнительную. При заполнении основной таблицы контроль ведется как контроль обычного ключа. Заполнение полей связи дополнительной таблицы контролируется на предмет совпадения со значениями полей связи основной таблицы. Если вводимое значение не совпадает ни с одним соответствующим значением в записях основной таблицы, то ввод такого значения блокируется.

Модификация записей. Для дополнительной таблицы запись может сменить родителя, но не должна остаться без него.

Для основной таблицы:

- можно редактировать записи, у которых нет подчиненных записей, если есть, то блокировать модификацию,

- изменения в полях связи основной таблицы сразу передавать во все поля связи всех записей дополнительной таблицы (каскадное обновление).

Удаление записей. Для дополнительных таблиц ограничений нет. Для основных таблиц нужно выполнять правила:

- можно удалять запись, которая не имеет подчиненных записей,

- блокировать удаление записи при наличии подчиненных записей, либо удалять ее вместе со всеми подчиненными записями (каскадное удаление).

Поиск по сайту: