Условия и ограничения, накладываемые на отношение реляционной модели данных

1. не может быть одинаковых первичных ключей, т.е. все строки (записи) таблицы должны быть уникальны;

2. все строки таблицы должны иметь одну и туже структуру, т.е. одно и тоже количество атрибутов с соответственно совпадающими именами.

3. имена столбцов таблицы должны быть различны, а значения должны быть однородными (однотипными).

4. значения атрибутов должны быть атомарными, следовательно, отношения не могут иметь в качестве компонентов другие отношения.

5. должна соблюдаться ссылочная целостность для внешних ключей.

6. порядок следования строк в таблице несущественен, т.к. влияет лишь на скорость доступа к строке.

Достоинства и недостатки реляционных моделей

Реляционные модели данных имеют ряд достоинств. К ним относятся:

• простота представления данных благодаря табличной форме;

• минимальная избыточность данных при нормализации отношений.

В реляционных моделях обеспечивается:

• независимость приложений пользователя от данных, допускающая включение или удаление отношений, изменение атрибутного состава отношений.

В отличие от иерархических и сетевых, РБД не требует описания схемы данных и его генерации.

К недостаткам реляционной модели можно отнести то, что нормализация данных реляционной модели приводит к значительной фрагментации данных, а в то время как большинстве задач необходимо объединение фрагментированных данных.

Лекция 11

Основы реляционной алгебры Свойства отношений

Отношения реляционной БД в зависимости от содержания подразделяются на два класса:

• объектные отношения;

• связные отношения.

Объектное отношение хранит данные об объектах (экземплярах сущности). Приведенное выше отношение СТУДЕНТ является объектным отношением. В объектном отношении один из атрибутов однозначно идентифицирует отдельный объект. Такой ключевой атрибут называют ключом отношения или первичным атрибутом. Ключ может включать несколько атрибутов (составной ключ) или быть частью значения атрибута ( частичный ключ).

В объектном отношении не должно быть строк с одинаковыми ключами, т.е. не допускается дублирования объектов. Это основное ограничение реляционной модели для обеспечения целостности данных.

Связное отношение хранит ключи двух или более объектных отношений, т.е. по ключам устанавливаются связи между объектными отношениями.

Рассмотрим связное отношение ИЗУЧАЕТ (студент, предмет), означающее, что студент изучает определенный предмет. При этом пусть в БД имеются объектные отношения СТУДЕНТ (фамилия, курс, специальность) и ПРЕДМЕТ(название, число_семестров) со следующими данными:

СТУДЕНТ Ф.И.О. Курс Специальность Иванов Р.Д. 2 История Петров Д.Ф. 5 ИВТ Сидоров С.С. 1 Педагогика Косицын О.Л. 4 Математика Саркисян С.К. 3 Физика

ПРЕДМЕТ Название Число семестров Алгебра 4 История 3 Программирование 2 Ин. язык 2

Связное отношение ИЗУЧАЕТ может содержать такие данные:

ИЗУЧАЕТ

Студент	Предмет	Оценка
Иванов	Алгебра	4
Иванов	Программирование	5
Петров	Ин. язык	3
Сидоров	История	4

Ключи в связных отношениях называют внешними ключами, поскольку они являются первичными ключами других отношений.

Реляционная модель накладывает на внешние ключи ограничения для обеспечения целостности данных, называемое ссылочной целостностью. Это означает, что каждому внешнему ключу должна соответствовать строка какого-либо объектного отношения. В реляционной БД на каждое отношение накладывается и другое ограничение – они должны быть нормализованы. Это означает, что каждый атрибут должен быть простым – содержать атомарные, т.е. неделимые значения.

Например:

СТУДЕНТ

Фамилия	Курс	Специальность	Спорт
			Вид	Разряд
Иванов	2	ИВТ	Плавание	Мс
Петров	4	Бухучет	Футбол	Кмс
Сидоров	3	История	Шахматы	1разряд

а) ненормализованное отношение

СТУДЕНТ

Фамилия	Вид спорта	Курс	Специальность	Спорт разряд
Иванов	Плавание	2	ИВТ	Мс
Петров	Футбол	4	Бухучет	Кмс
Сидоров	Шахматы	3	История	1разряд

б) нормализованное отношение

Приведенное выше отношение СТУДЕНТ ненормализованное, поскольку содержит сложный атрибут «спорт» (а). Здесь ключом является атрибут «фамилия». Попробуем привести это отношение к нормальному виду, т.е. избавимся от сложного атрибута «спорт».

В полученном отношении СТУДЕНТ (б) ключ является составным (состоящим из атрибутов «фамилия» и «вид_спорта»). Отношение, у которого все атрибуты простые, называются приведенными к первой нормальной форме (1НФ).