27. Охарактеризуйте основные аспекты реляционной модели данных. Продемонстрируйте использование методологии проектирования реляционных баз данных. Особенности реляционной модели данных.

Реляционная модель представляет собой БД в виде множества взаимосвязанных отношений. В каждой связи одно отношение может выступать как основное, а другое отношение выступает в роли подчиненного. Для поддержки этих связей оба отношения должны содержать наборы атрибутов, по которым они связаны. В основном отношении это первичный ключ отношения, который однозначно определяет кортеж основного отношения. В подчиненном отношении для моделирования связи должен присутствовать вторичный ключ - он определяет множество кортежей отношения, которые связаны с единственным кортежем основного отношения. Основные понятия реляционной модели данных: отношения, кортеж, домен.

Отношение представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные.

Домен - это подмножество значений некоторого типа данных имеющих определенный смысл.

Домен характеризуется следующими свойствами: 1. Домен имеет уникальное имя (в пределах базы данных). 2. Домен определен на некотором простом типе данных или на другом домене. 3. Домен может иметь некоторое логическое условие , позволяющее описать подмножество данных, допустимых для данного домена. 4. Домен несет определенную смысловую нагрузку.

Атрибут отношения есть пара вида <Имя_атрибута : Имя_домена>. Имена атрибутов должны быть уникальны в пределах отношения. Тело отношения содержит множество кортежей отношения. Каждый кортеж отношения представляет собой множество пар вида <Имя_атрибута : Значение_атрибута>. Для N-арного отношения кортеж представляет собой упорядоченный набор из N значений, по одному значению для каждого атрибута отношения. Методы логического проектирования реляционной базы данных. При проектировании логической структуры реляционной базы данных определяется оптимальный состав таблиц для хранения исходной информации. Для каждой таблицы указывается ее название, перечень полей и первичный ключ. Идентифицируются связи между таблицами. В рамках логического проектирования БД могут формулироваться ограничения целостности, приниматься решения о создании индексов и т. д. Наиболее часто для решения перечисленных задач используется переход к логической модели базы данных от концептуальной модели. Концептуальное моделирование предполагает создание абстрактной модели БД, которая не зависит от выбора конкретной СУБД: 1. получение инфологической модели данных; 2. проверка модели данных; 3. в случае проектирования распределенной БД – это получение локальных моделей данных, которые соответствуют представлениям о предметной области конкретных пользователей, находящихся в различных узлах сети. Метод декомпозиции (разбиения) – исходное множество отношений, входящих в схему БД заменяется другим множеством отношений, являющихся проекциями исходных отношений! При этом число отношений возрастает. Метод декомпозиции представляет собой процесс последовательной нормализации схем отношений: каждая новая итерация соответствует нормальной форме более высокого порядка и обладает лучшими свойствами по сравнению с предыдущей. Т.о., изначально предполагается существование универсального отношения, содержащего все атрибуты БД, затем на основе анализа связей между атрибутами осуществляется (или – делается попытка осуществить) декомпозиция универсального отношения, т.е. переход к нескольким отношениям меньшей размерности, причем исходное отношение должно восстанавливаться с помощью операции естественного соединения. Метод синтеза – компоновка схемы БД из заданных исходных элементарных зависимостей между объектами предметной области. Нормальные формы отношений: первая нормальная форма (1NF); вторая нормальная форма (2NF); третья нормальная форма (3NF); нормальная форма Байса-Кодда (BCNF); четвертая нормальная форма (4NF); пятая нормальная форма или форма проекции - соединения (5NF или PYNF). Основные свойства нормальных форм: 1. каждая следующая нормальная форма в некотором смысле лучше предыдущей; 2. при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных свойств сохраняются. 3. Нормализация – разбиение таблицы на несколько, которые обладают лучшими свойствами при обновлении, вставке и удалении данных. Т.е. нормализация представляет собой процесс последовательной замены таблицы ее полными декомпозициями до тех пор, пока все они не будут находиться в 5НФ, однако, на практике достаточно привести таблицы к НФБК.