129. Реляционная модель данных.

Реляционная модель данных – модель данных, в которой общая структура данных представлена в виде таблицы, где каждая строка (кортеж) соответствует логической записи, а заголовки столбцов являются названиями полей (элементов).

Как отмечал доктор Кодд в своей ключевой статье, реляционная модель данных обеспечивает ряд важных возможностей, которые делают управление базами данных и их использование относительно легким, устойчивым по отношению к ошибкам и предсказуемым. Наиболее важные характеристики реляционной модели заключаются в следующем:

• Она описывает данные с их естественной структурой, не добавляя каких-либо дополнительных структур, необходимых для машинного представления или для целей реализации.

• Она обеспечивает математическую основу для интерпретации выводимости, избыточности и непротиворечивости отношений.

• Она обеспечивает независимость данных от их физического представления, от связей между данными и от соображений реализации, связанных с эффективностью и подобными заботами.

Математические основы реляционной модели обусловливают интересную и важную характеристику ее – замкнутость. Главным элементом в реляционной модели является отношение. Для большинства людей обычной визуализацией отношения служит таблица, которая, как известно, имеет строки и столбцы. Столбцы отношения соответствуют “элементам данных” каждой записи, которая представляется строками отношения. Важное различие между отношением и таблицей (в том виде, как она реализована в большинстве поставляемых реляционных БД) заключается в том, что отношение не может иметь дубликатов кортежей (т.е. записей в файле), в то время как для таблиц допускается возможность содержать дубликаты строк.

Все реляционные операции над отношениями дают в результате отношения. Такая замкнутость позволяет доказывать корректность многих манипулятивных операций. Разнообразные операторы, определенные над отношениями, имеют точные математические свойства. Например, одни из них являются коммутативными, другие –— дистрибутивными или ассоциативными. Эти свойства имеют практические приложения. Так, они могут использоваться оптимизаторами высоко-производительных программных продуктов для нахождения более быстрых и более эффективных методов манипулирования данными.

Разработавший реляционную модель доктор Э.Ф. Кодд стал одним из главных сторонников реляционных баз данных, и компания IBM начала разработку нескольких исследовательских проектов и программных продуктов-прототипов, нацеленных на создание реляционных БД. Эта работа продолжалась почти целое десятилетие в течение 70-х годов. В начале 80-х гг. шквал коммерческих реляционных продуктов ‑ от компаний IBM, Oracle Corporation, Relational Technology Inc. (RTI, позднее известная как Ingres Corp., а затем ASK/Ingres) и других поставщиков ‑ легитимизировал реляционную модель данных как модель, на основе которой могут разрабатываться реальные жизнеспособные приложения.

Простота, присущая реляционной модели, сопровождалась, однако, соответствующим повышением сложности, связанной с поддержкой продуктов-БД. Разработчики приложений на основе иерархической или сетевой баз данных обладают контролем над тем, каким образом были определены связи и как осуществляется навигация по ним. Напротив, при создании систем реляционных баз данных большая часть этой обработки заключается в саму реляционную СУБД.

Сейчас наиболее распространенными в практике являются реляционные базы данных. Название “реляционная” (в переводе с английского relation ‑ отношение) связано с тем, что каждая запись в таблице содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту.