34. Основы проектирования реляционной модели данных. Понятия отношений, атрибутов, кортежей. Свойства таблиц. Примеры. (Илья, перечитай это завтра.)
Отношение — фундаментальное понятие реляционной модели данных. По этой причине модель и называется реляционной (от лат. relatio — «отношение», «зависимость», «связь»).
Отношение R состоит из заголовка (схемы) и тела. Заголовок представляет собой множество атрибутов (именованных вхождений домена в заголовок отношения), а тело — множествокортежей, соответствующих заголовку.
Основные свойства отношения:
В отношении нет двух одинаковых элементов (кортежей).
Порядок кортежей в отношении не определён.
Порядок атрибутов в заголовке отношения не определён.
Реляционная модель данных
Классификация СУБД по типу модели данных:
Дореляционные
Инвертированные списки (файлы)
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Постреляционные
Объектно-реляционные
Объектно-ориентированные
Многомерные
Прочие (NoSQL)
Рассмотрим реляционную модель данных, в которой данные хранятся в виде двумерных таблиц.
Структура данных реляционной модели данных
Таблицы обладают следующими свойствами:
- каждая ячейка таблицы является одним элементом данных;
- каждый столбец содержит данные одного типа (числа, текст и т. п.);
- каждый столбец имеет уникальное имя;
- таблицы организуются так, чтобы одинаковые строки отсутствовали;
- порядок следования строк и столбцов произвольный.
Каждая таблица представляет собой отношение, описываемое атрибутами:
СТУДЕНТ = (ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ФАКУЛЬТЕТ).
Для идентификации записей выделяют следующие виды ключей – полей, определяющих запись:
- первичный: однозначно определяет запись;
- вторичный: выполняет роль поисковых и группировочных признаков и позволяет найти несколько записей.
Ключ может быть простым, если он включает одно поле, или составным, если включает два и более полей. Если в отношении СТУДЕНТ нет однофамильцев, то первичным будет простой ключ – поле ФАМИЛИЯ. Иначе первичным будет составной ключ ФАМИЛИЯ + ИМЯ + ОТЧЕСТВО.
Первичный ключ должен обладать следующими свойствами:
- уникальность: не должно существовать двух или более записей, имеющих одинаковые значения полей, входящих в первичный ключ;
- не избыточность: первичный ключ не должен содержать поля, удаление которых из ключа не нарушит его уникальность.
Операции над отношениями
Основным компонентом реляционной модели является реляционная алгебра, которая состоит из восьми операторов, составляющих две группы по четыре оператора:
Традиционные операции над множествами: объединение (UNION), пересечение (INTERSECT), разность (MINUS) и декартово произведение (TIMES). Все операции модифицированы, с учетом того, что их операндами являются отношения, а не произвольные множества.
Специальные реляционные операции: ограничение (WHERE) , проекция (PROJECT), соединение (JOIN) и деление (DIVIDE BY).
Результат выполнения любой операции реляционной алгебры над отношениями также является отношением. Эта особенность называется свойством реляционной замкнутости.