3. Реляционная модель данных

В 1970 г Е.Ф.Кодд опубликовал 2 статьи, в которых ввел реляционную модель данных и реляционные языки обработки данных - реляционную алгебру и реляционное исчисление. В своей работе Кодд продемонстрировал недостатки существующих подходов к связыванию данных с помощью хранения физических адресов данных (указателей). Он показал, что такие базы данных существенно ограничивают число типов манипуляций данными. Более того, они очень чувствительны к изменениям в физическом окружении. Когда в компьютерной системе устанавливался новый накопитель или изменялись адреса хранения данных, требовалось дополнительное преобразование файлов. Если к формату записи в файле добавлялись новые поля, то физические адреса всех записей файла изменялись. То есть такие базы данных не позволяли манипулировать данными так, как это позволяла бы логическая структура. Все эти проблемы преодолела реляционная модель.

В реляционной модели достигается гораздо более высокий уровень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой модели. В статье Е.Ф.Кодда утверждается, что "реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления". Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации.

Основным логическим объектом для хранения данных в реляционной модели является таблица. Для организации связей между данными различных таблиц используются общие столбцы. Например, для примера с подразделениями и сотрудниками понадобятся две таблицы (одну можно назвать Подразделения, другую - Сотрудники), связанные общим столбцом. Таким столбцом может быть, например, Личный_код_сотрудника (или табельный номер сотрудника). Более подробное неформальное введение в реляционную модель содержится в следующем разделе данной лекции.

Эта простая идея связывания таблиц оказалась столь жизнеспособной, что уже на протяжении свыше 30 лет реляционная модель является основной в базах данных. Огромное количество данных уже реально хранится на магнитных носителях в виде таблиц, хорошо проработаны теоретические основы такого способа хранения данных. В силу указанных обстоятельств новые модели данных вводятся очень осторожно, чтобы не разрушить уже функционирующие информационные системы. Тем не менее, такие модели данных постепенно вводятся и поддерживаются производителями СУБД.

4. Постреляционная модель данных

Постреляционная модель в основе содержит реляционную модель, дополненную возможностью создания вложенных таблиц. Постреляционная модель уже поддерживается некоторыми СУБД, например, Oracle, Postgres и рядом других, которые содержат такие типы данных как массивы и таблицы. Однако реальное использование этих новых типов данных встречается довольно редко, поскольку СУБД пока не гарантируют такую же эффективность работы с вложенными таблицами, как с таблицами, содержащими только атомарные (неделимые) значения.

Если продолжить пример с подразделениями и сотрудниками, то к таблице сотрудники можно было бы добавить столбец Дети, представляющий собой вложенную таблицу с именами и датами рождения детей сотрудника. Можно было бы добавить и столбец Образование, содержащий названия учебных заведений, которые закончил данный сотрудник, а также даты их окончания и номера дипломов.