Реляционная модель данных

Предварительно рассмотрим несколько важных для реляционной модели данных понятий.

Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью эквивалентно понятию типа данных в языках программирования. Это понятие позволяет разграничить данные по их смысловому назначению. Под типом данных понимается множество допустимых значений данных, относящихся к этому типу, и набор операций, разрешенных над данными этого типа. Обычно в современных реляционных БД используются данные символьных, числовых и специализированных типов данных (денежные типы, типы даты, времени и др.).

Понятие домена более специфично для баз данных и соответствует понятию множества в математике. Наиболее правильной интуитивной трактовкой понятия домена является понимание домена как допустимого множества значений данного типа.

Кортеж – это последовательность, составленная из элементов доменов. Кортеж содержит по одному элементу из каждого домена, причем порядок расположения этих элементов строго задан.

В основе реляционной модели данных лежит понятие отношения. В общем случае, отношение можно определить как множество, элементами которого являются кортежи. На рис. 87 приведено графическое пояснение этого определения.

В приведенном рисунке домены Номер, Количество и Добавка к окладу – множества целых чисел, домен Должность – множество строк и домен Оклад – множество вещественных чисел. Множество кортежей и является отношением, а вся полученная таблица является графическим представлением нового множества. Чаще всего эта таблица отождествляется с отношением, т.е. о ней говорят, что это и есть отношение.

Имена доменов, на базе которых получают отношение, называются его атрибутами. В нашем примере атрибутами являются имена Номер, Должность, Оклад, Добавка к окладу. Соответственно, значения элементов домена – это значения атрибутов. В примере – это значения целых чисел и строки. В табличном представлении атрибутам соответствуют имена столбцов, а кортежам соответствуют строки таблицы. Содержимое одной ячейки таблицы – это значение соответствующего атрибута.

Таким образом, теперь можно дать следующее определение реляционной модели данных: это совокупность основных понятий и способов организации данных, используемых для моделирования ПО, которая основана на отношениях.

Концепция реляционной модели данных была предложена Е.Ф. Коддом в 1970 году в связи с решением задачи обеспечения независимости представления и описания данных от прикладных программ. Он показал, что набор отношений может быть использован для хранения данных об объектах реального мира и моделирования связей между ними.

Реляционная база данных – это совокупность взаимосвязанных отношений, содержащих всю информацию о ПО. Каждое отношение отображается таблицей и в компьютере хранится в виде файла записей. Взаимосвязь отношения, таблицы и файла может быть представлена следующими соответствиями:

Реляционная БД – это не просто набор таблиц (отношений). Каждая таблица отображает отношение, полученное по определенным правилам из других отношений. Существует строгая система операций (реляционная алгебра), которая позволяет выводить одни отношения из других подобно тому, как выполняются арифметические операции. Применение такой системы дает возможность делить информацию на хранимую и нехранимую (вычисляемую) части. И при необходимости вычислять нужную информацию из хранимой части, что экономит память.