Структуры данных реляционной модели
Структуры данных реляционной модели являются простыми и удобными для восприятия любого пользователя. К ним относятся простейшая двумерная реляционная таблица и ее поименованные столбцы (атрибуты), определяющие элементарное данное.
Реляционная таблица является основным типом структуры данных (объектом) реляционной модели. Структура этой таблицы определяется совокупностью столбцов (полей), для которых определен тип данного. Основной логической единицей обработки (поиск, выборка, сортировка, вычисления) в реляционной БД является строка таблицы (запись).
Основные свойства реляционной таблицы:
не может быть двух одинаковых строк,
в каждой строке содержится по одному значению каждого атрибута.
Столбец соответствует некоторому элементу данных – простому атрибуту, который является простейшей структурой данных. В таблице не могут быть определены множественные элементы, группа или повторяющаяся группа, как в рассмотренных выше иерархических или сетевых моделях. Таким образом, таблица имеет чисто линейную структуру. Имя каждого столбца (атрибута) должно быть уникальным в структуре таблицы, т.е. имена не могут повторяться в одной таблице. Общее число строк не ограничено.
Уникальным (первичным) ключом таблицы являются один или несколько атрибутов, значения которых однозначно идентифицируют строку (запись) таблицы. Значения уникального ключа не могут повторяться в разных строках.
Определения и основные понятия реляционного подхода
В реляционном подходе к построению баз данных используется терминология теории отношений. Простейшая двумерная таблица определяется как отношение. Столбец таблицы со значениями соответствующего атрибута называется домен, а строки со значениями разных атрибутов – кортеж.
Реляционная таблица-отношение. На рис.10.4 дана в общем виде иллюстрация реляционной таблицы-отношения R.
Формальное определение отношения R (реляционной таблицы) опирается на представление о ее доменах Di (столбцах) и кортежах Kj (строках). Отношением R, определенным на множествах доменов D i , называется подмножество декартова произведения доменов D1 D2 .... DN.
Рис. 10.4. Иллюстрация реляционной таблицы-отношения R размерности n=6
Таблица-отношение R (рис.10.4) содержит столбцы с именами атрибутов (A1, A2, ... ). Значения атрибутов dij находятся в содержательной части таблицы и образуют строки и столбцы. Множество значений атрибутов в одном столбце образуют один домен Di. Множество значений атрибутов в одной строке образуют один кортеж К j.
Отношение R образуется множеством упорядоченных кортежей
R = K j , j =1- m, K j = d1j, d2j, ... ,d nj, где
n – число доменов отношения, определяет размерность отношения (арность);
j – номер кортежа;
m – общее число кортежей в отношении, называемое координатным числом отношения.
Ключ реляционной таблицы Строки не должны повторяться внутри таблицы-отношения и, соответственно, должны иметь уникальный идентификатор – первичный ключ.
В общем случае ключи бывают двух видов: первичный (уникальный) ключ (ПК) и вторичный ключ (ВК).
Первичный ключ (ПК) – это один или несколько атрибутов, однозначно идентифицирующих строку. Если первичный ключ состоит из одного атрибута, он называется простым, если из нескольких – составным первичным ключом. По значению первичного ключа может быть найден единственный экземпляр строки.
Вторичный ключ (ВК), в отличие от первичного, – это такой атрибут, значение которого может повторяться в нескольких записях таблицы, т.е. он не является уникальным. По значению вторичного ключа отыскивается несколько строк с одинаковым значением этого ключа. Атрибуты, входящие в состав первичного ключа, являются вторичными ключами.
Индексирование. Средством эффективного доступа по ключу к данным является индексирование. При индексировании создается дополнительный индексный набор, который содержит в упорядоченном виде все значения ключа таблицы. Для каждого значения ключа в индексном наборе содержится указатель на соответствующую строку. При наличии индексного набора, размеры которого всегда меньше таблицы данных, быстро отыскивается заданный ключ. С помощью указателя осуществляется прямой доступ к искомой строке. Индексирование может производиться не только по первичному, но и по вторичному ключу.