12.Введение в реляционные базы данных. Реляционная модель данных

(предполагает наличие различных объектов для хранения данных; объектами в основном являются таблицы (отношения) );

целостность данных (обеспечивается внешними и первичными ключами);

обработка данных (предполагает выборку данных и манипуляцию над данными).

Отношение R представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные. Математически N-арное отношение R — это множество декартова произведения множеств (доменов) D1,D2, …, Dn ( ), необязательно различных:

где — полное декартово произведение, т. е. набор всевозможных сочетаний, из n элементов каждое, где каждый элемент берется из своего домена.

Домен представляет собой семантическое понятие, которое можно рассматривать как подмножество значений некоторого типа данных, имеющих определенный смысл.

Домен характеризуется следующими свойствами:

имеет уникальное имя (в пределах базы данных);

определен на некотором простом типе данных или на другом домене;

может иметь некоторое логическое условие, позволяющее описать подмножество данных, допустимых для этого домена;

несет определенную смысловую нагрузку.

Атрибут отношения представляет собой пару вида <Имя_атрибута : Имя_домена>

(либо ).

Имена атрибутов должны быть уникальны в пределах отношения. Часто имена атрибутов отношения совпадают с именами соответствующих доменов.

Отношение R, определенное на множестве доменов, содержит две части: заголовокитело.

Заголовок отношения — это фиксированное количество атрибутов отношения, описывающее декартово произведение доменов, на котором задано отношение:

Заголовок статичен: он не меняется во время работы с базой данных. Если в отношении изменены, добавлены или удалены атрибуты, то в результате получается уже другое отношение (даже если его имя осталось прежним).

Тело отношения содержит множество кортежей отношения. Каждый кортеж отношения представляет собой множество пар вида

<Имя_атрибута : Значение_атрибута>:

таких, что значение атрибута принадлежит домену . Тело отношения представляет собой набор кортежей, т. е. подмножество декартового произведения доменов. Таким образом, тело отношения собственно и является отношением в математическом смысле слова. Тело отношения может изменяться во время работы с базой данных, т. к. кортежи с течением времени могут изменяться, добавляться и удаляться.

Отношение обычно записывается в виде:

Либов сокращенных вариантах:

или R.

Число атрибутов в отношении называется степенью (либо арностью) отношения, а множество кортежей отношения — мощностью отношения.

Экземпляр отношения — это множество кортежей для данного отношения.

Экземпляр может изменяться с течением времени.

Обычная база данных в текущий момент времени работает только с одной версией отношения. Такой экземпляр отношения называется текущим.

Схема отношения представляет собой набор заголовков отношения, входящих в базу данных, т. е. перечень имен атрибутов данного отношения с указанием домена, к которому они относятся:

Схемы двух отношений называются эквивалентными, если они имеют одинаковую степень, и возможно такое упорядочение имен атрибутов в схемах, что на одинаковых местах будут находиться сравнимые атрибуты, т. е. атрибуты, принимающие значения из одного домена.

Для эквивалентных отношений выполняются следующие условия: наличие одинакового количества атрибутов;

наличие атрибутов с одинаковыми наименованиями;

содержание данных из одних и тех же доменов для атрибутов с одинаковыми наименованиями; наличие в отношениях одинаковых строк с учетом того, что порядок атрибутов может различаться; отношения такого рода есть различные изображения одного и того же отношения.