Реляционная модель данных

История реляционных СУБД ведет свое начало с конца 60-х, когда одновременно несколькими авторами были выдвинуты предложения об использовании теоретико-множественных операторов для организации доступа к данным. Наиболее известными являются работы Кодда. Затем была экспериментальная система управления базами данных System R и использованный в ней язык SEQUEL, который можно считать непосредственным предшественником языка SQL. В настоящее время именно язык SQL является и де-юре, и де-факто стандартом для работы с реляционными СУБД. Например, семейство серверов реляционных баз данных Informix OnLine Dynamic Server поддерживают все эти стандарты и, кроме того, обеспечивают дополнительные возможности.

Интересно отметить, что еще в 1980 году Джефри Ульман (J.D. Ullman) писал в своей монографии "Основы систем баз данных" ("Principles of Databse Systems"), что почти все существующие коммерческие системы баз данных базируются либо на сетевой, либо на иерархической модели данных, но не реляционной модели и "эта ситуация будет меняться медленно". Тем не менее, уже в 1985 году ситуация резко поменялась - реляционные СУБД и язык SQL стали очень популярными. А в начале 90-х годов реляционные СУБД и язык SQL практически вытеснили все остальное с рынка СУБД. Причиной для такого кардинального изменения ситуации стала разработка эффективных, быстрых и надежных методов хранения и доступа к реляционным данным.

Понятие отношения и таблицы

Давайте определим, что же такое реляционная СУБД и как в ней представляются данные. Для реляционной СУБД выбрано представление на основе математического понятия "отношение". Оно очень близко к знакомым всем нам понятию "таблица". По-английски отношение называется "relation", отсюда и название "реляционные СУБД (если называть такие базы "относительными", то это может исказить смысл).

Разница между таблицей в привычном для нас смысле и понятием отношения заключается в том, что в отношении нет порядка - это, вообще говоря, неупорядоченное множество записей. Это, конечно, не значит, что там совсем нет никакого порядка, просто он не подвластен ни программисту, ни администратору. Порядок определяется не отношением, а конкретной выборкой из отношения. Из одного и того же отношения я могу выбрать данные в порядке возрастания зарплаты, в алфавитном порядке фамилий и т.д.

В дальнейшем мы будем использовать все же термин "таблица", а не "отношение", так как этот термин понятен, привычен и самый распространенный язык доступа к реляционным базам данных - язык SQL - использует именно этот термин, хотя и понимает под ним "неупорядоченные" таблицы.

Представление базы данных

Реляционная база данных - это набор информации, сгруппированной в одну или несколько таблиц. Таблицу можно представить как двумерный массив, или как набор записей одинаковой (для данной таблицы) структуры. Записи еще называют рядами. Другими словами, таблица состоит из рядов и столбцов. Число столбцов и записей для каждой таблицы теоретически неограниченно, хотя на практике ограничения, естественно, существуют. Превысить ограничения хорошего сервера базы данных практически невозможно - например, сервер баз данных Infomix OnLine DSA позволяет иметь до 32 767 столбцов и до 8 миллиардов записей в каждой таблице.

+-----+----+-----+-------+

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ <-------- запись (ряд)

¦-----+----+-----+-------¦

¦ ¦XXXX¦ ¦ ¦ <-------- запись (ряд)

¦-----+-+--+-----+-------¦

¦ ¦ ¦

¦ L----------------+----> значение данного атрибута

¦ ................... ¦ для данной записи

¦-----+----+-----+-------¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦

+-----+----+-----+-------+

^ ^

¦ ¦

¦ L---------- столбец (атрибут, поле)

L-------------- столбец (атрибут, поле)

Рис.6. Структура таблицы (отношения).

Каждый столбец имеет определенный тип, неизменный для каждой записи внутри таблицы. Это может быть целое, дата, текст и т.д. Множество возможных значений конкретного столбца еще называют доменом. Важным для реляционной модели является требование того, чтобы значение каждого атрибута было атомарным, неделимым. Например, нельзя в качестве значения использовать массив целых. Если это правило не выполнено, то данную СУБД уже нельзя называть реляционной.

Каждый ряд в таблице описывает некий отдельный объект, поля содержат характеристики, значения неких признаков этих объектов. В таблице, которая, как мы уже отмечали, является набором записей, содержит записи, объединенные по какому-то признаку.