15. Реляционная целостность: целостность отношений, ссылочная целостность.

Условия реляционной целостности:

- условие целостности отношений: значения первичного ключа должны быть уникальными и непустыми.

- условие ссылочной целостности: каждое значение внешнего ключа должно совпадать с одним из значений первичного ключа.

16. Операции реляционной алгебры: объединение, пересечение, декартово произведение, разность, проекция, выборка, соединение, деление.

Программные средства, обеспечивающие обработку реляционных таблиц, выполняют над отношениями:

· традиционные операции над множествами: пересечение, вычитание, декартово произведение;

· специальные операции: проекция, выбор, соединение, деление.

Операции объединения, пересечения, вычитания производятся над двумя исходными отношениями R1 и R 2 с одинаковой структурой. Результатом является отношение такой же структуры, включающее:

· кортежи, присутствующие в каждом из отношений R1 и R 2 одновременно - если выполнялось пересечение R1Ç R 2 ;

· кортежи и из R1, и из R 2, за исключением дубликатов-кортежей - если выполнялось пересечение R1È R 2;

· кортежи из R1, которых нет в R 2 - если выполнялось вычитание R1-R 2.

Декартово произведение является операцией над двумя отношениями R1 и R 2, имеющими в общем случае разную структуру. Результат - отношение R1* R 2 - содержит число кортежей, равное произведению количеств кортежей в исходных отношениях.

Операция выбора выполняется над одним отношением - по заданному условию производится выборка подмножества кортежей.

Проекция – операция выбора, которая переносит в результирующее отношение домены исходного отношения, указанные в условии операции.

Соединение отношений выполняется над двумя отношениями R1 и R 2 и создает одно результирующее. Каждый кортеж R1 сопоставляется со всеми кортежами R 2 и, если для этой пары кортежей соблюдается условие соединения, то они сцепляются и образуют очередной кортеж в результирующем отношении.

Деление – операция над двумя отношениями R1 и R 2, имеющими в общем случае разные структуры и некоторые одинаковые домены. Структура результирующего отношения получается исключением из множества доменов в R1 множества доменов в R 2. Среди кортежей не должно быть дубликатов.

17. Постреляционная модель, ее достоинства и недостатки.

Стройность и мощность реляционных моделей сделали их доминирующими в среде баз данных. Но постоянное усложнение данных позволило выявить ряд неудобств, возникающих при работе с реляционными базами:

· Реляционные системы ограничены в структурах представления данных, так как все данные хранятся в них в виде отношений, состоящих из простых атрибутов. Классическая реляционная модель предполагает неделимость данных, хранящихся в полях таблицы, то есть информация в таблице должна быть представлена в первой нормальной форме. Однако на практике иногда возникают ситуации, когда такое ограничение снижает эффективность работы с базой.

· Данные в реляционной системе пассивны, и для описания их поведения требуется создавать прикладные программы.

· Возможности реляционных баз данных недостаточны в тех случаях, когда объекты данных сложны, например: географические информационные системы, мультимедийные базы, базы с проектной документацией и др.

Все эти требования можно реализовать с помощью реляционных методов, но в результате получается не очень естественное представление требований пользователя.

Постреляционная модель является расширением реляционной модели. Она снимает ограничение неделимости данных, допуская многозначные поля, значения которых состоят из подзначений, и набор значений воспринимается как самостоятельная таблица, встроенная в главную таблицу.

Сопоставим реляционную и постреляционную модели данных на примере. В таблицах 7 и 8 отражена поставка товара в реляционной базе, а в таблице 9 – в постреляционной. Как видно из приведенного примера, в постреляционной базе данные хранятся более компактно, и не требуется выполнять операции связи двух таблиц. Такое хранение обеспечивает высокую наглядность представления данных и повышение эффективности их обработки.

Таблица 7

Номер накладной 21, 18, 43

Код покупателя 3241, 4075, 2459

Таблица 8

Номер накладной 21, 21, 18, 43, 43, 43

Наименование товара соль, сыр, мед, сок, рыба, мясо

Количество 5, 7, 3, 10, 20, 30

Таблица 9

Номер накладной 21; 18; 43

Код покупателя 3241; 4075; 2469

Наименование товара соль, сыр; мед; сок, рыба, мясо

Количество 5, 7; 3; 10, 20, 30.

Спецификой постреляционной модели является то, что она поддерживает множественные группы, называемые ассоциированными множественными полями, а совокупность объединенных множественных полей называется ассоциацией, например, в постреляционной модели может присутствовать множественное поле Выпуск, состоящее из полей, указывающих выпуск по кварталам года. В постреляционной модели не накладываются требования на длину и количество полей в записях, что делает структуру таблиц более наглядной.

Таким образом, основным достоинством постреляционной модели является возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц в виде одной постреляционной таблицы. А недостатком является сложность обеспечения целостности и непротиворечивости данных, хранимых в ней.

Постреляционная модель данных реализована в СУБД uniVers, Bubba и Dasdb.