2.2. Основные элементы реляционных баз данных

Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованы в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами.

Выделяют следующие достоинства реляционной модели:

• реляционная БД представляет собой набор таблиц, с которыми пользователь привык работать;

• не нужно помнить пути доступа к данным и строить алгоритмы и процедуры обработки своего запроса;

• реляционные языки легки для изучения и освоения;

• связность. Реляционное представление дает ясную картину взаимосвязей атрибутов из различных отношений;

• точность. Направленные связи в реляционной БД отсутствуют. Отношения по своей природе обладают более точным смыслом и поддаются манипулированию с использованием таких средств, как алгебра и исчисление отношений, обеспечивающих наглядность и гибкость модели данных;

• гибкость. Операции проекции и объединения позволяют разрезать и склеивать отношения, так что программист может получать разнообразные логические файлы в нужной форме;

• секретность. Контроль секретности упрощается. Для каждого отношения имеется возможность задания правомерности доступа, засекреченные показатели можно выделить в отдельные отношения с проверкой прав доступа;

• простота внедрения. Физическое размещение однородных (табличных) файлов намного проще, чем размещение иерархических и сетевых структур;

• независимость данных. БД должна допускать возможность расшире­ния, т. е. добавления новых атрибутов и отношений.

Основная концепция реляционного подхода заключается в представлении данных в виде совокупности взаимосвязанных таблиц, связь между которыми осуществляется через совпадение значений полей. Это позволяет проводить работу с данными любой природы и использовать мощную поддержку со стороны реляционных языков.

Relation – в переводе с английского означает связь, отношение. Основу реляционной модели представления данных составляет понятие теоретико-множественного отношения, при помощи которого осуществляется собственно моделирование данных.

Элементы реляционной модели данных и формы их представления приведены в таблице 2.

Отношение является важнейшим понятием и представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные (рис.1).

Сущность – это объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении.

Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему соответствует заголовок некоторого столбца таблицы.

Таблица 2. Элементы реляционной модели

Элементы реляционной модели	Форма представления
Отношение	Таблица
Схема отношения	Строка заголовков столбцов таблицы (заголовок таблицы)
Кортеж	Строка таблицы
Сущность	Описание свойств объекта
Атрибут	Заголовок столбца таблицы
Домен	Множество допустимых значений атрибута
Значение атрибута	Значение поля в записи
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов, уникальные по значению
Тип данных	Тип значений элементов таблицы

Таблица имеет строки (записи) и столбцы (колонки). Каждая строка таблицы имеет одинаковую структуру и состоит из полей. Строкам таблицы соответствуют кортежи, а столбцам – атрибуты отношения.

Рис.1. Представление отношения Студент

Первичным ключом отношения (ключом отношения, ключевым атрибутом) называется атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Ключ может быть составным (сложным), т. е. состоять из нескольких атрибутов. Таким образом, первичным ключом может выступать только то поле (либо совокупность полей), чье значение уникально для данной таблицы. В примере на рис.1 уникальным полем является № зачетной книжки. Так как значение ключевого поля в таблице повторяться не может, то и кортежи в таблице различны (они отличаются значением хотя бы одного поля). Ключи обычно используют для достижения следующих целей:

1. однозначная адресация кортежей в таблице. Назвать значение ключа для базы данных – это значит гарантированно перейти к конкретному кортежу;

2. исключения дублирования значений в ключевых атрибутах (остальные атрибуты в расчет не принимаются);

3. ускорения работы с кортежами отношения;

4. организация связывания таблиц.

Если в таблице невозможно из имеющихся полей выбрать первичный ключ (нет поля с уникальным значением, а совокупность полей слишком велика), то задают суррогатный первичный ключ. Для его задания в таблицу можно добавить поле id (идентификатор), значением которого будет целое число, уникальное для каждой строки таблицы.