5. Элементы реляционной модели

Реляционная модель данных (РМД) некоторой предметной области представляет со­бой набор отношений, изменяющихся во времени. При создании информационной сис­темы совокупность отношений позволяет хранить данные об объектах предметной обла­сти и моделировать связи между ними. Элементы РМД и формы их представления при­ведены в таблице 1.

Таблица 1. Элементы реляционной модели

Элемент реляционной модели	Форма представления
Отношение	Таблица
Схема отношения	Строка заголовков таблицы
Кортеж	Строка таблицы
Сущность	Описание свойств объекта
Атрибут	Заголовок столбца таблицы
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов
Тип данных	Тип значений элементов таблицы

Важнейшим является понятие отношения, которое представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные.

Сущностьесть объект любой природы, данные о котором хранятся в базе данных. Данные о сущности хранятся в отношении.

Атрибутыпредставляют собой свойства, характеризующие сущность.

Множество всех значений каждого атрибута отношения образует домен(колонка таблицы). Отношение СОТРУДНИКИ включает 4 домена. Домен 1 содержит фамилии всех сотрудников, домен 2 – номера всех отделов предприятия, домен 3 – название всех должностей, домен 4 – даты рождения всех сотрудников. Каждый домен образует значения одного типа, например, числовые или символьные.

Отношение СОТРУДНИКИ содержит 3 кортежа (строки). Каждому кортежу соответствует строка таблицы. Кортеж рассматриваемого отноше­ния состоит из 4-х элементов, каждый из которых выбирается из соответствующего до­мена.

Схема отношения представляет собой список имен атрибутов. Например, для при­веденного примера схема отношения имеет вид СОТРУДНИКИ(ФИО, Отдел, Должность, ДатаРождения).

Отношение (таблица) СОТРУДНИКИ
ФИО	Отдел	Должность	ДатаРождения
Иванов И.И.	002	Начальник	27.09.51
Петров П.Н.	001	Зам. начальника	15.04.55 ]
Сидоров И.М.	002	Инженер	13.01.70

Ключом отношения, илипервичным ключом, называется атрибут отношения, одно­значно идентифицирующий каждый из его кортежей (каждую из строк). Например, в отношенииСОТРУДНИКИ(ФИО, Отдел, Должность, ДатаРождения)ключевым является атрибутФИО(подчеркнуто). Ключ может бытьсоставным, т. с. состоять из нескольких атрибутов.

Существует также понятие внешнего ключа. С помощью внешних ключей устанав­ливаются связи между отношениями. Например, имеется еще одно отношение ДОЛЖНОСТИ (Должность, Оклад, ПроцентПремии). Оно связано с отношением СОТРУДНИКИ через атрибут Должность. В отношении ДОЛЖНОСТИпервичнымключом является атрибут Должность, а в отношении СОТРУДНИКИ атрибут Должности будетвнешнимключом.

Реляционная модель накладывает на внешние ключи ограничение для обеспечения целостности данных, называемое ссылочной целостностью. Это означает, что каждому значению внешнего ключа должны соответствовать строки в связываемых отношениях.

Операции, выполняемые над отношениями, можно разделить на две группы.

Первую группу составляют операции над множествами, к которым относятся опера­ции: объединения, пересечения, разности, деления и декартова произведения.

Вторую группу составляют специальные операции над отношениями, к которым от­носятся операции: проекции, соединения, выбора.

В различных СУБД реализована некоторая часть этих операций, определяющая в ка­кой-то мере возможности данной СУБД и сложность реализации запросов к БД.

В реляционных СУБД для выполнения операций над отношениями используют две группы языков, имеющие в качестве своей математической основы реляционную алгебру и реляционное исчисление соответственно.