Interbase

Реляционная модель

В 1970-1971 годах Е.Ф. Кодд опубликовал две статьи, в которых ввел реляционную модель данных и реляционные языки обработки данных - реляционную алгебру и реляционное исчисление:

•Реляционная алгебра - процедурный язык обработки реляционных таблиц.

•Реляционное исчисление - непроцедурный язык создания запросов. Все существующие к тому времени подходы к связыванию записей

из разных файлов использовали физические указатели или адреса на диске. В своей работе Кодд продемонстрировал, что такие базы данных существенно ограничивают число типов манипуляций данными. Более того, они очень чувствительны к изменениям в физическом окружении. Когда в компьютерной системе устанавливался новый накопитель или изменялись адреса хранения данных, требовалось дополнительное преобразование файлов. Если к формату записи в файле добавлялись новые поля, то физические адреса всех записей файла изменялись. То есть такие базы данных не позволяли манипулировать данными так, как это позволяла бы логическая структура. Все эти проблемы преодолела реляционная мо-

дель, основанная на логических отношениях данных.

Существует два подхода к проектированию реляционной базы данных.

•Первый подход заключается в том, что на этапе концептуального проектирования создается не концептуальная модель данных, а непосредственно реляционная схема базы данных, состоящая из определений реляционных таблиц, подвергающихся нормализации.

•Второй подход основан на механическом преобразовании функциональной модели, созданной ранее, в нормализованную реляционную модель. Этот подход чаще всего используется при проектировании больших сложных схем баз данных, необходимых для корпоративных информационных систем.

1.2.Организация данных

вреляционной модели

Рассматриваемая здесь СУБД InterBase относится к реляционным системам.

Классическая реляционная модель данных предполагает, что данные хранились в так называемых плоских таблицах. Фактически данные могут быть организованы и иначе, но пользователи и приложения, обращающиеся к данным, должны работать с данными так, как если бы они размещались в таких таблицах. В упрощенном виде плоская таблица - это

Операторобъединения

Операторпересечения

Оператор вычитания

Оператор декартового произведения

Операторвыборки

Оператор проекции

Отметим, что если говорить в терминах таблиц, то проекция сводится к получению новой таблицы путем выбора из исходной некоторого множества столбцов и последующего удаления повторяющихся строк.

Операторсоединения

Оператор соединения определяется через операторы декартового произведения и выборки:

Для того чтобы устранить зависимость неключевых атрибутов, нужно произвести декомпозицию отношения на несколько отношений. При этом те неключевые атрибуты, которые являются зависимыми, выносятся в отдельное отношение.

Нормальные формы высоких порядков

В большинстве случаев нормализации до уровня третьей нормальной формы (3НФ) вполне достаточно, чтобы разрабатывать вполне работоспособные базы данных. В то же время в некоторых случаях этого уровня оказывается недостаточно из-за трудностей с поддержанием логической целостности данных при обновлении информации. Связано это, прежде всего с тем, что в 3НФ могут сохраняться некоторые функциональные зависимости.

НФБК (Нормальная Форма Бойса-Кодда)

При приведении отношений с помощью алгоритма нормализации к отношениям в 3НФ неявно предполагалось, что все отношения содержат один потенциальный ключ. Это не всегда верно. Пусть отношение содержит два составных потенциальных ключа А+В и А+С и набор неключевых атрибутов D. С и В находятся в прямой зависимости друг от друга, тогда во всех кортежах, где встречается В, встречается и С. Налицо явная избыточность. В то же время, данное отношение находится во второй нормальной форме, поскольку оно не содержит неключевых атрибутов, зависящих от части сложного ключа. Более того, оно находится и в 3НФ, поскольку не содержит зависимых друг от друга неключевых атрибутов.

Вто же время легко можно, разбив данное отношение на 2 (В, С)

и(А, В, D) или (А, С, D), устранить избыточность. При таком действии устраняется зависимость между частями потенциального ключа.

Отношение R находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК)

тогда и только тогда, когда детерминанты всех функциональных зависимостей являются потенциальными ключами.

4НФ и 5НФ (Четвертая и Пятая Нормальные Формы)

В ряде случаев зависимость между атрибутами может присутствовать, но при этом не быть однозначной. Например, если отношение (А, В, С) даже находится в нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК), то это еще не означает, что его нельзя представить в виде эквивалентной пары отношений (А, В) и (А, С). В последнем случае говорят, что атрибуты (или группы атрибутов) В и С находятся в многозначной зависимости от А. Если такой зависимости не существует, а значит нельзя провести и эквивалентное разбиение отношения, то отношение находится в четвертой

нормальной форме (4НФ).