Реляционная модель данных.

Тип данных, домен, отношения, схема отношений, атрибут, кортеж, первичный ключ, внешний ключ.

Понятие типа данных в РМД полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования.

Схема отношений – это именованное множество упорядоченных пар <имя_атрибута, имя-домена>, относящихся к одному объекту (или<имя_атрибута, имя_типа_данных>, если понятие домена не поддерживается).

Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, - это множество упорядоченных пар <имя_атрибута, значение>, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения.

Значение атрибута должно соответствовать интервалу допустимых значений домена (или типа данных, если понятие домена не поддерживается), на котором определен данный атрибут.

Отношение – множество кортежей, соответствующих общей схеме отношения. Иногда, чтобы не путаться, говорят про «отношение – схему» - заголовки отношения (метаданные) и «отношение – экземпляр» тело отношения данных.

Первичным ключом отношения является пустое подмножество о множества атрибутов о его схемы такое, что в любое время значение первичного ключа (составное, если в состав первичного ключа входит более 1 атрибута) в любом кортеже тела отношения отличается от значения первичного ключа в любом другом кортеже тела этого отношения, а никакое собственное подмножество о, таким свойством не обладает.

Первичный ключ в схеме отношения обычно следует первым и графически выделяется.

Внешний ключ – это атрибут отношения) или несколько атрибутов в случае составного внешнего ключа), значения которого однозначно характеризуют кортежи некоторого другого отношения. Основным назначением внешнего ключа является организация связей между отношениями, разговор о которых пойдет далее.

Обычным житейским представлением отношения является таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками – кортежи отношения – экземпляра; в этом случае атрибуты именуют столбцы этой таблицы. Поэтому иногда говорят про «столбцы таблицы», имея в виду «атрибуты отношения».

Понятие кардинальности связи: в РМД принято выделять следующие типы связей: «многие ко многим», «один ко одному», «многие к одному», «один к одному».

«один к одному» означает, что одному кортежу отношения А соответствует один и только один кортеж отношения Б, находящегося с ним в связи.

Если «многие ко многим», то нужно добавлять сущность.

Лекция №4

Критерии рмд.

Ограничение организации данных в РМД.

Процесс последовательного приближения исходной структуры данных к реляционной называется нормализацией схем отношений.

Последовательно нормальных форм:

- первая нормальная форма (1NF)

- вторая нормальная форма (1NF)

- третья нормальная форма (3NF)

- нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)

- четвертая нормальная форма (4NF)

- пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF)

В основе процесса нормализации лежит метод декомпозиции отношения, находящегося в предыдущей нормальной форме, в два или более отношения, удовлетворяющих требованиям следующей нормальной формы.

Наличие повторяющейся информации приводит к возможной потере согласованности данных, что проявляется в проявлении аномалий обновлений и неоправданном раздувании размера БД.

Аномалии добавления возникают в случаях, когда информацию в таблице нельзя поместить до тех пор, пока она неполная.

Аномалии удаления состоят в том, что при удалении некоторой информации могут исчезнуть данные, не связанные напрямую с удаляемыми.

Аномалии модификации проявляются в случае, когда изменение значения некоторого атрибута в одном кортеже может привести к просмотру всего отношения и последующему обновлению других его кортежей.

1NF: условия первой нормальной формы: отсутствие кортежей – дубликатов. Атомарность атрибутов.

2 NF: требования второй нормальной формы: отношение находится в первой нормальной форме. Каждый ключевой атрибут минимально функционально зависит от первичного ключа.

3 NF: критерии третьей нормальной формы: отношение находится во второй нормальной форме. Каждый неключевой атрибут нетраизитивно зависит от первичного ключа.

Ограничения, накладываемые нормальной формой Бойса-Кодда: отношение находится в третьей нормальной форме. Отсутствуют зависимости атибутов составного ключа от неключевых атрибутов.

Четвертая нормальная форма требует вырождения всех многозначных зависимостей в функциональные (наряду с условиями BCHF).

Пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5 NF или PJ/ NF). Пятая нормальная форма основывается на концепции устранения зависимостей объединения.

Недостатки РМД.

Сложность описания других типов связей – рекурсивных, иерархических и сетевых.

Достаточно жестко фиксированный набор операций, исчерпывающийся возможностями реляционной алгебры. Трудность определения новых специальных операций.

Лекция №5