30. Організація реляційних баз даних.

Реляционная модель была впервые предложена Э. Ф. Коддом (1970 г.). Примерами реляционных СУБД являются Access, FoxPro, Paradox, Visual dBase.

Реляционная модель основана на математическом понятии отношения, физическим представлением которого является таблица. Приведем основные понятия реляционной БД. Отношение – это плоская таблица, состоящая из столбцов и строк. В любой реляционной СУБД предполагается, что пользователь воспринимает базу данных как набор таблиц. Атрибут – это поименованный столбец отношения. В реляционной модели отношения используются для хранения информации об объектах, представленных в базе данных. Отношение обычно имеет вид двумерной таблицы, в которой строки соответствуют отдельным записям, а столбцы – атрибутам. Домен – это набор допустимых значений для одного или нескольких атрибутов. Каждый атрибут определяется на некотором домене. Кортеж – это строка отношения. Кортежи могут располагаться в любом порядке, при этом отношение будет оставаться тем же. Пустая таблица – это таблица, содержащая нулевой кортеж, который включает в себя описание всех возможных данных таблицы, т.е. является декларативной частью. Необходимым условием реляции является отсутствие совпадающих кортежей. Ключ – это минимальный набор атрибутов, значение которых однозначно идентифицируют кортеж.

Реляционная база данных – набор нормализованных отношений. Реляционная база данных состоит из отношений, структура которых определяется с помощью особых методов, называемых нормализацией. Первичный ключ – это потенциальный ключ, который выбран для уникальной идентификации кортежей внутри отношения. Внешний ключ – это атрибут или множество атрибутов внутри отношения, которое соответствует потенциальному ключу некоторого отношения.

Инструментом для организации действий с отношениями как специфическим (производным) видом данных выступает реляционная алгебра. Реляционная алгебра включает как бинарные операции, так и унарные. Для выражений реляционной алгебры выполняются правила иерархии: абсолютным приоритетом обладают действия, заключенные в скобки. Рассмотрим основные действия над отношениями:

1. Булевые операции:

- пересечение отношений. Может производиться только над таблицами с одинаковыми атрибутами. В результате операции получаем таблицу с теми же атрибутами, что и были у исходных таблиц, содержащую только те строки, которые полностью совпадали для r и g.

- объединение отношений. Может производиться только над таблицами с одинаковыми атрибутами. В результате операции получаем таблицу с теми же атрибутами, что и были у исходных таблиц, содержащую все строки, которые были в r и g. Операция производится в 2 этапа: сначала происходит объединение таблиц, а затем удаление кортежей-дублей.

- вычитание (r-g). Может производиться только над таблицами с одинаковыми атрибутами. В результате операции получаем таблицу с теми же атрибутами, что и были у исходных таблиц, содержащую все строки, которые были в r , кроме строк из g.

2. Небулевые операции:

- выбор. Унарная операция. . В результате выполнения получаем таблицу, для которой схем не изменилась, а данные из исходной таблицы результирующую перешли только те, для которых выполнилось обобщенное условие выбора ( ).

- проекция. Унарная операция. . Результирующая таблица будет содержать только те атрибуты, которые входят в множество x. Операция выполняется в 2 этапа – проекция и условия реляционности БД (неповторяющиеся строки).

- соединение. Бинарная операция. . Результат операции соединения представляет из себя объединение схем операндов. Возможно возникновение специального типа данных EMPTY для возникших в результате соединения пустых ячеек.

- деление. Бинарная операция. . Результат операции деления – кортежи таблицы s, а атрибуты все из r, кроме атрибутов таблицы s.

- переименование. Унарная операция. . В таблице r происходит переименование атрибута А в атрибут В. Эта операция предназначена для согласования схем различных таблиц.