32. Реляционная база данных и ее особенности. Виды связей между реляционными таблицами.

Реляционная модель данных представляется множеством взаимосвязанных двумерных таблиц. Каждая таблица содержит сведения об однородных объектах базы данных и обладает следующими свойствами:

• каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных;

• элементы одного столбца однородны;

• каждый столбец имеет уникальное имя;

• таблица не содержит двух и более одинаковых строк;

• порядок следования строк и столбцов произвольный.

Такие таблицы называются реляционными. Данные могут извлекаться одновременно из нескольких таблиц. Это оказывается возможным, если установить между таблицами связи. Таблицы связываются между собой для того, чтобы, в конечном счете, уменьшить объем БД. Связь каждой пары таблиц обеспечивается при наличии в них одинаковых столбцов.

Реляционные модели данных в настоящее время наиболее часто применяются при организации базы данных.

Строка реляционной таблицы - называется записью, а столбцы называются полями. Запись представляет собой один экземпляр информационного объекта. Поле отражает какое-то свойство этого объекта. Каждое поле характеризуется:

• именем;

• типом;

• размером.

Для однозначного определения каждой записи может использоваться ключ. Ключ может состоять из одного или нескольких полей записи. Если ключ состоит из нескольких полей, он называется составным. Ключ должен быть уникальным и однозначно определять запись. По значению ключа можно отыскать единственную запись. Ключи служат также для упорядочивания информации в БД.

Таблицы реляционной БД должны отвечать требованиям нормализации отношений. Нормализация отношений – это формальный аппарат ограничений на формирование таблиц, который позволяет устранить дублирование, обеспечивает непротиворечивость хранимых в базе данных, уменьшает трудозатраты на ведение базы данных.

Имеется три нормальные формы отношений.

Первая нормальная форма. Реляционная таблица приведена к первой нормальной форме, если все ее поля простые (т.е. далее неделимые). Так, если из таблицы Студент требуется получать сведения по имени студента, то поле ФИО следует разбить на части Фамилия, Имя, Отчество.

Вторая нормальная форма. Реляционная таблица задана во второй нормальной форме, если она приведена к первой нормальной форме, и каждое неключевое поле полностью зависит от любого возможного ключа. Чтобы привести таблицу ко второй нормальной форме, необходимо определить функциональную зависимость полей. Функциональная зависимость полей – это зависимость, при которой в экземпляре информационного объекта определенному значению ключевого реквизита соответствует только одно значение описательного реквизита.

Третья нормальная форма. Таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме, и отсутствует транзитивная зависимость полей. Транзитивная зависимость наблюдается в том случае, когда одно из двух описательных полей зависит от ключа, а другое описательный поле зависит от первого описательного поля.

Над реляционными таблицами возможны следующие операции:

• Объединение таблиц с одинаковой структурой. Результат – общая таблица: сначала первая, затем вторая (конкатенация).

• Пересечение таблиц с одинаковой структурой. Результат – выбираются те записи, которые находятся в обеих таблицах.

• Вычитание таблиц с одинаковой структурой. Результат – выбираются те записи, которых нет в вычитаемом.

• Выборка (горизонтальное подмножество). Результат – выбираются записи, отвечающие определенным условиям.