6.Общие понятия реляционного подхода к организации баз данных. Основные концепции и термины. Первичный и внешние ключи. Индексы.

Реляционная модель была предложена в 1970г. Эдгаром Коддом и основывается на понятии отношения. Отношение представляют собой множество элементов, называемых кортежами. Наглядной формой представления отношения является двумерная таблица.

Этаж	Аудитория
1	101
1	102
2	203

Каждая строка таблицы имеет одинаковую структуру и состоит из полей. С помощью одной таблицы удобно описывать простейший вид связи между данными. Таблица имеет строки (записи) и столбцы (колонки). Строкам таблицы соответствуют кортежи, а столбцам – атрибуты отношений.

Поскольку в рамках одной таблицы не удаётся описать более сложные логические структуры данных из предметной области, применяют связывание таблиц.

Достоинства заключается в простоте, понятности и удобстве физической реализации.

Недостатки:

Отсутствие стандартных средств идентификации отдельных записей;

Сложность описания иерархических и сетевых связей.

Реляционная модель данных в некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени. При создании информационной системы совокупность отношений позволяет хранить данные об объектах предметной области и моделировать связи между ними.

Отношение является важнейшим понятием и представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные. Сущность есть объект любой природы, данные о котором хранятся в БД. Данные о сущности хранятся в отношении.

Атрибут – свойства, характеризующие сущность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему в соответствие ставится заголовок некоторого столбца таблицы.

Домен – множество всех возможных значений определенного атрибута отношений.

Схема отношений – список имён атрибутов. Множество картежей отношений часто называют содержимым отношения.

Первичным ключом (ключом отношения, ключевым атрибутом) называются атрибут отношения, однозначно идентифицирующие каждый из его картежей. Ключ может быть составным (сложным), т.е. состоять из нескольких атрибутов. Каждое отношение обязательно имеет комбинацию атрибутов, которая может служить ключом. Возможны случаи, когда отношение имеет несколько комбинаций атрибутов, каждая из которых однозначно определяет все картежи отношения. Все эти комбинации атрибутов являются возможными ключами отношений. Любой из возможных ключей может быть выбран как первичный. Если выбранный первичный ключ состоит из минимально необходимого набора атрибутов, то говорят, что он является неизбыточным.

Ключи обычно используются для:

• исключения дублирования значений ключевых атрибутов;

• упорядочения картежей;

• ускорения работы с картежами отношений;

• организации связывания таблиц.

Пусть в отношении R1 имеется неключевой атрибут А, значение которого является значением ключевого атрибута В другого отношения R2. Тогда говорят, что атрибут А отношения R1 есть внешний ключ. С помощью внешних ключей устанавливаются связи между отношениями.

Индексирование

Определение ключа для таблицы означает автоматическую сортировку записей,, контроль отсутствия повторений значений в ключевых полях записей и повышение скорости выполнения операций поиска в таблице. Для реализации этих функций в СУБД применяют индексирование.

Термин индекс тесно связан с понятием ключ, хотя между ними есть и некоторое отличие.

Под индексом понимают средство ускорения операций поиска записей в таблице и других операций использующих поиск: выборка, модификация, сортировка. Таблицу, для которой используется индекс, называют индексированной.

Индекс выполняет роль оглавления таблицы, просмотр которого предшествует обращению к записям в таблице. В некоторых системах индексы хранятся в индексных файлах, хранимых отдельно от табличных файлов.

Ключевые поля таблицы во многих СУБД как правило индексируются автоматически. Индексные файлы, создаваемые по ключевым полям таблицы, часто называют файлами первичных индексов.

Индексы, создаваемые пользователем для не ключевых полей, иногда называют вторичными или пользовательскими индексами. Введение таких индексов не изменяет физического расположения записей, но влияет на последовательность просмотра записей. Индексные файлы, создаваемые для поддержания вторичных индексов таблицы, называются файлами вторичных индексов.

Главная причина повышения скорости выполнения различных операций в индексных таблицах состоит в том, что основная часть работы производится с небольшими индексными файлами, а не с самими таблицами.