3.2.2. Реляционная и постреляционная модель данных
Реляционная модель (как и любая рассмотренная выше и ниже) предназначена для отображения ILM в концептуальную модель СУБД. Если реализация СУБД позволяет четко разграничить логические и физические аспекты доступа и управления БД, использует алгебраическую систему (<носитель, множество операций>) как основы концептуальной схемы, то ее принято относить к СУБД реляционного типа.
Для сетевой и иерархической модели носителем является набор и сегмент соответственно.
В качестве носителя (структурной единицы) в реляционной модели выбрано отношение (relation) n-го порядка: при соответствующих операторах (реализованных в SQL или QBE) и концептуальном представлении в виде таблиц оно позволяет приблизиться к реализации принципа независимости данных.
Отношение n-го порядка – математическое множество, в котором порядок строк не имеет значения. Заметим, что понятие реляционная БД несколько шире, чем табличная: во втором случае предполагается, что к строке можно добраться по номеру, следовательно, порядок строк имеет значение. Традиционно позиционирование данных определялось адресами в памяти, в реляционной модели адресный способ выбора данных заменен ассоциативным. Каждая единица информации в реляционных БД ассоциируется с уникальной тройкой: именем отношения, значением ключа, именем атрибута (рис.3.5). При таком подходе закладывается непроцедурный путь доступа к данным.
Напомним, что модель данных – это не только структура, это комбинация, по крайней мере, трех составляющих:
типов структур данных,
операций (правил вывода), применимых к структурным типам данных,
правил целостности, которые определяют множество непротиворечивых состояний БД и множество изменений ее состояний.
Структурная часть реляционной модели состоит из следующих компонент:
доменов – совокупности однотипных значений данных, которые совместимы в семантическом плане;
отношений n-го порядка, концептуально представленных таблицами;
атрибутов – атомарных данных, определяющих столбцы таблицы, т.е. среди значений домена не могут содержаться множества (отношения);
кортежей – строк таблицы,
потенциальных (возможных) ключей – атрибутов, однозначно определяющих кортеж в отношении;
первичных ключей – для отношения это один из возможных ключей.
Для каждого отношения, по крайней мере, полный набор его атрибутов является первичным ключом.
Атрибуты, представляющие собой копии ключей других отношений, называются внешними ключами.
Достоинства.
простота и доступность для понимания;
объекты и связи представляются единым образом в виде отношений (плоских таблиц);
встроенная оптимизация реализации алгоритмов поиска данных;
наличие формального аппарата конструирования концептуальной модели и способов поиска данных (реляционная алгебра и реляционное исчисление).
Рис. 3.5. Таблица СОТРУДНИК
Отметим, что набор отношений составляющих схему реляционной модели должен быть нормализован (см. следующий раздел).
Реляционная модель с геометрической точки зрения также соответствует графу, вершинами которого являются хранимые отношения, а ребра графа ассоциированы с ключами хранимых отношений.
Постреляционная модель данных представляет собой расширенную реляционную модель, в которой отменено требование атомарности атрибутов.
Достоинством постреляционной модели является возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления информации и повышение эффективности ее обработки.
Недостатком постреляционной модели является сложность решения проблемы обеспечения целостности и непротиворечивости хранимых данных.
Существует несколько коммерческих постреляционных СУБД, самыми известными из которых являются системы Adabas, ORD и Universe.