3. Реляционная модель данных

Реляционная модель опирается на систему понятий реляционной алгебры, важнейшие из которых: таблица, отношение, строка, столбец, первичный ключ. Все операции над реляционной БД сводятся к манипуляциям с таблицами.

Таблица состоит из строк и столбцов и имеет имя уникальное внутри БД. Таблица отражает тип объекта реального мира (сущность), а каждая ее строка (картеж) – конкретный объект.

Сотрудники отдела

№ ПРОПУСКА	ФИО	ДОЛЖНОСТЬ	ТЕЛЕФОН
2352	Иванов И.И.	Начальник	2-14
2398	Петров П.П.	Гл. инженер	2-13
2315	Сидоров С.С.	Экономист	2-12
2365	Антонов А.А.	инженер	2-12

Первичный атрибуты

ключ

Отношение реляционной модели БД

Таблица «Сотрудники отдела» содержит сведения обо всех сотрудниках отдела, каждая ее строка – набор значений атрибутов конкретного сотрудника, значение конкретного атрибута выбирается из домена – области всевозможных значений атрибута объекта, имя атрибута должно быть уникальным, столбцы расположены в таблице в порядке создания их имен. При создании таблицы каждая таблица должна содержать, по крайней мере, один столбец.

В отличие от столбцов, строки имени не имеют. Порядок их следования в таблице не определен, а количество логически не ограничено. Так как строки в таблице не упорядочены, невозможно выбрать строку по ее позиции – среди них не существует первой или последней.

Каждая таблица имеет один или несколько столбцов, значения в которых однозначно идентифицируют каждую его строку. Такой столбец (или комбинация столбцов) наз. первичным ключом.

Таблица «Сотрудники отдела» первичным ключом имеет столбец «№ ПРОПУСКА». В таблице не должно быть строк, имеющих одно и тоже значение первичного ключа. Если таблица не удовлетворяет этому требованию, то она наз. отношением.

Реляционная БД – такая БД, которая воспринимается пользователем как совокупность таблиц.

Если детализировать запись приведенного ранее примера, то получим следующую структуру БД.

Р1 (поставщики) Р3 (поставки товаров)

№ ПОСТАВЩИКА		ФИО		РЕЙТИНГ			ГОРОД
П!		Иванов		20			Москва
П2		Петров		10			Смоленск
П3		Сидоров		30			Баку

№ ПОСТАВЩИКА	№ ТОВАРА	КОЛИЧЕСТВО
П1	Т1	200
П1	Т2	300
П1	Т3	400
П2	Т1	100
П2	Т3	200
П3	Т2	500
П3	Т3	100

Р2 (товары)

№ ТОВАРА	Наименование	Масса	Цвет
Т1	Гайка	12	Красный
Т2	Болт	17	Зеленый
Т3	Гвоздь	3	Черный

Реляционная БД поставщиков и товаров

Эта БД состоит из таблиц Р1, Р2, Р3.

Таблица Р1 представляет поставщиков. Каждый поставщик имеет номер, уникальный для этого поставщика, фамилию (не уникальную), значение рейтинга, местонахождение.

Таблица Р2 описывает виды товаров. Каждый товар имеет уникальный номер, название, вес и цвет.

Таблица Р3 отражает поставки товаров. Она служит для связи между собой двух других таблиц. Первая строка этой таблицы связывает определенного поставщика из таблицы Р1 и товар из таблицы Р2. Иными словами, она представляет поставку товара Т1 поставщиком П1 в количестве 200 штук.

Таким образом, для каждой поставки имеется № поставщика, № товара и количество товара.

Из таблиц следует:

1) все значения данных являются атомарными, т.е. в каждой таблице на пересечении строки и столбца всегда имеется только одно значение данных;

2) полное информационное содержание БД представляется в виде явных значений данных. Такой метод представления – единственный, имеющийся в распоряжении реляционной модели БД. В частности, не существует каких-либо связей и указателей, соединяющих одну таблицу с другой. Для этой цели также служат таблицы. Так, таблица Р3 отражает связь между таблицами Р1 и Р2.

Математическим термином для обозначения таблицы является отношение (relation). Реляционные системы берут свое начало в математической теории отношений. Основой реляционной модели данных были сформулированы Э.Ф. Коддом из фирмы IBM и впервые опубликованы в 1970 году. Эти идеи оказали широкое влияние на технологию БД во всех ее аспектах, а также и на другие области информационных технологий. Например, искусственный интеллект, обработка текстов на естественном языке.

При работе с реляционными моделями используется как математическая терминология, так и терминология, исторически принятая в сфере обработки данных.

Чтобы не возникали разночтения, используют следующие формальные реляционные термины и их неформальные эквиваленты.

ФОРМАЛЬНЫЕ ТЕРМИНЫ	НЕФОРМАЛЬНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ
ОТНОШЕНИЕ	ТАБЛИЦА
КАРТЕЖ	СТРОКА (ЗАПИСЬ)
АТРИБУТ	СТОЛБЕЦ (ПОЛЕ)

Реляционная модель БД имеет дело с 3-мя аспектами данных:

1) со структурой данных;

2) с целостностью данных;

3) с манипулированием данными.

Под структурой данных понимается логическая организация данных в БД.

Целостность – безошибочность и точность информации, хранящейся в БД.

Манипулирование данными – действия, совершаемые над данными в БД.

Эти три аспекта отражают основные процедуры процесса накопления данных (хранение, актуализацию, извлечение).