Фундаментальные свойства отношений

Отсутствие кортежей - дубликатов. Отношение представляет со­бой множество кортежей. В классической теории множеств по определению каждое множество состоит из различных элементов. Из этого свойства выте­кает наличие у каждого отношения первичного ключа - набора атрибутов, значения которых однозначно определяют каждый кортеж отношения. Для каждого отношения, по крайней мере, полный набор атрибутов обладает этим свойством. При формальном определении первичного ключа требуется обеспечение его "минимальности", т.е. в набор атрибутов не должны входить такие атрибуты, которые можно отбросить без ущерба для однозначного оп­ределения кортежа.

Отсутствие упорядоченности кортежей. Свойство отсутствия упо­рядоченности кортежей отношений является следствием того, что тело от­ношения представляет Собой множество кортежей. Отсутствие требования по упорядоченности записей в таблицу даёт дополнительную гибкость СУБД при хранении баз данных во внешней памяти и при выполнении запросов к базе данных.

Отсутствие упорядоченности атрибутов. Атрибуты не упорядоче­ны, поскольку по определению схема отношения есть множество пар {имя атрибута, имя домена}, для ссылки на значение атрибута в кортеже отноше­ния всегда используется имя атрибута. Это свойство позволяет модифициро­вать схемы существующих отношений.

Атомарность значений атрибутов. Это свойство обеспечивается тем, что по определению домен представляет собой множество значений простого типа. В реляционных базах данных отношения могут быть пред­ставлены только в первой нормальной форме. В табл.3.1 и 3.2 приведены примеры ненормализованных и нормализованных отношений.

В первой таблице степень схемы отношений равна двум, первичным ключом является "Номер группы", но атрибут "Студенты" не является ато­марным и представляет собой тоже отношение, имеющее четвёртую степень.

Если потребуется, например, внести в таблицу фамилии двух студентов: Си-дорчука И.М. (группа Ша 410, номер зачётной книжки - 100008, общежитие № 5, комната № 233) и Петровича П.И. (группа ШауЗП, номер зачётной книжки - 10134, общежитие №2, комната №222). В первом случае придётся модифицировать атрибут "Студенты", во втором - добавить кортеж.

Во второй таблице обе записи будут выполнены одинаково: будут до­бавлены кортежи.

Недостатки реляционной модели баз данных

Основные достоинства реляционных баз данных приведены выше (см. 3.2).

К недостаткам реляционных СУБД следует отнести:

• реляционная модель базы данных для моделирования данных исполь­зует только плоские таблицы, что вызывает значительные затруднения при моделировании данных со сложной сетевой или иерархической структурой. Этот недостаток является особенно ощутимым при использовании баз дан­ных в системах автоматизированного проектирования, поскольку в этом слу­чае используются предельно сложные структуры данных;

• в реляционной модели кортежи могут содержать только атомарные значения. При моделировании сложно структурированных объектов прихо­дится использовать довольно много таблиц. Естественно, извлечение подоб­ного объекта требует выполнения многих операций соединения, что значи­тельно замедляет работу СУБД;

• пользователь может ввести данные, полностью удовлетворяющие ог­раничениям целостности, но не соответствующие реальному состоянию предметной области, что приводит к потере предыдущего истинного значе­ния данных;

для проектирования и разработки схемы реляционной базы данных и прикладных программ используются разные системы и языки программиро­вания.