7. Реляционная модель данных. Общие представления.

Реляционная модель данных предложена сотрудником фирмы IBM Эдгаром Коддом и основывается на понятии отношение (relation). Отношение представляет собой множество элементов, называемых кортежами. Наглядной формой отношения является двумерная таблица.

В первом приближении реляционная модель состоит из следующих пяти компонентов:

■ Неограниченный набор скалярных типов (включая, в частности, логический тип или истинностное значение).

■ Генератор типов отношений и соответствующая интерпретация для сгенерированных типов отношений.

■ Возможность определения переменных отношения для указанных сгенерированных типов отношений.

■ Операция реляционного присваивания для присваивания реляционных значений указанным переменным отношения.

■ Неограниченный набор общих реляционных операторов {реляционная алгебра) для получения значений отношений из других значений отношений.

Таким образом, реляционную модель следует рассматривать в трех аспектах:

■ структурная часть

■ целостный аспект

■ манипуляционный аспект

Структурная часть описывает, какие конкретно объекты описывает данная реляционная модель. Кроме объектов определяются связи или отношения.

Целостная часть описывает ограничения специального вида, которые должны выполняться для любых отношений, в любых реляционных БД. Основные два вида – целостность сущностей и целостность внешних ключей.

Манипуляционная часть описывает два эквивалентных способа обработки реляционных данных: реляционную алгебру и реляционное исчисление.

Физическое размещение данных в реляционных БД на внешних носителях легко осуществляется с помощью обычных файлов.

Достоинство реляционной модели заключается в простоте, понятности и удобстве физической реализации на ЭВМ. Наличие собственного математического аппарата также является одним из преимуществ данной модели. Проблемы же эффективной обработки данных оказались вполне разрешимыми.

Основными недостатками реляционной модели являются следующие: отсутствие стандартных средств идентификации отдельных записей и сложность описания иерархических и сетевых связей.

8. Понятие домена.

Важнейшим требованием к моделям данных является простота и интерпретируемость. Самыми простыми типами данных являются типы, используемые в программировании. По определению, они являются скалярными типами. Однако такое требование скалярности, распространяющееся на отдельные элементы реляционной модели, практически не накладывают никаких ограничений на эти структуры. То есть основная идея структурирования реляционной модели состоит в том, что в реляционных операциях не должна учитываться внутренняя структура данных. С другой стороны, структура реляционной модели должна быть зафиксирована, чтобы над этими структурами данных можно было выполнять определенные действия. В результате, при описании реляционных структур данных вводится фундаментальное понятие домена.

Домен является семантическим понятием и рассматривается, как подмножество значений некоторого типа данных, имеющих определенный смысл. Домен характеризуется следующими свойствами:

■ В пределах базы данных домен имеет уникальное имя.

■ Домен определяется на простом типе данных или на другом домене.

■ Домен может иметь ограничения в виде логических условий, описывающих допустимые для данного домена значения.

■ Домен имеет смысловую нагрузку.

Т.о., может существовать несколько доменов абсолютно совпадающих, как подмножество простых типов, но имеющих различную семантику. Например, домены «возраст сотрудника» и «количество сотрудников в отделе» можно одинаково определить на множестве неотрицательных целых чисел, но смысловое значение этих доменов будет различно. Некорректно сравнивать значения из различных доменов, даже если они имеют одинаковый тип. Именно понятие домена и позволяет корректно, с математической точки зрения, моделировать предметную область с помощью реляционной модели данных.