Modèle relationnel Données
Le modèle relationnel est basé sur l'attitude théorique de la relation. Dans les disciplines mathématiques, il y a un concept attitude '(Relation), dont la représentation physique est tableau . D'ici et le nom du modèle est arrivé - relationnel .
En ce qui concerne la base de données, les concepts''Relation BD '' 'et'TABIC BD' '' sont synonymes. Les bases relationnelles ont obtenu la plus grande répartition dans le monde. Presque tous les produits de base de données, créés depuis la fin des années 70, sont relationnels.
En 1970, des travaux sont apparus dans lesquels les possibilités d'application de divers modèles de données tabulaires ont été discutées. Le plus important d'entre eux était l'article de l'employé iBM. Dr E. Codda (CODD E.F., un modèle relationnel de données pour les grandes banques de données partagées (modèle de données relationnelles pour les grandes banques de données partagées). CACM 13: 6, juin 1970), où a été appliquée d'abord terme "Modèle de données relationnelle" . Le projet System R a été développé dans le laboratoire de recherche IBM. Ce projet a été conçu avec objectif Prouver la praticité du modèle relationnel. Les SGBD relationnels appartiennent à la SGBM deuxième génération.
But Création d'un modèle de données relationnel:
1. Assurer un degré plus élevé d'indépendance des données.
2. Création fondation robuste Résoudre les problèmes de cohérence et de redondance des données.
3. Élargir les langages de gestion des données en raison de l'inclusion des ensembles sur des ensembles.
Les systèmes commerciaux basés sur un modèle de données relationnel ont commencé à apparaître à la fin des années 70 - au début des années 80. Aujourd'hui, il y a plusieurs centaines de types de DBMS relationnels.
Le modèle relationnel est une forme de représentation de données pratique et la plus familière sous la forme de les tables (rapports ). Tout a une attitude nom et se compose du nommé les attributs (colonnes) données. L'un des avantages fondamentaux du modèle relationnel est sa uniformité. Toutes les données sont stockées dans des tables dans lesquelles chaque ligne a le même format. Chaque ligne du tableau représente un objet du monde réel ou du rapport entre les objets.
Les principaux concepts avec lesquels le modèle relationnel est déterminé sont les suivants:
1. base de données relationnelle - un ensemble de relations normalisées;
2. attitude - Fichier, table plate composée de colonnes et de lignes; une table dans laquelle chaque champ est atomique;
3. domaine - S'effondrer valeurs admissiblesÀ partir de laquelle la valeur de l'attribut correspondant de la détermination est prise. En termes de programmation, domaine - Type de données;
4. universome - un ensemble de champs en surbrillance ou un ensemble de domaines;
5. rechercher - record, rangée de table;
6. cardinalité - nombre de lignes dans la table;
7. les attributs – rénové, les colonnes de la table;
8. degré de relation - nombre de champs (colonnes);
9. schéma de relations - une liste ordonnée de noms d'attribut;
10. schéma de base de données relationnelle - un ensemble de schémas de relation;
11. clé primaire - Un identifiant unique avec des entrées non autorisées - une colonne ou un sous-ensemble de colonnes qui définissent des cordes simples.
La clé principale, qui comprend plus d'une colonne, est appelée appelée plusieurs , ou alors combiné , ou alors composé , ou alors surveillance .
La règle d'intégrité des objets Il prétend que la clé primaire ne doit pas être complètement ou partiellement vide.
Le rapport de ces concepts est illustré à la Fig. 4.5.
| № | Nom et prénom | An. | Positionner | département |
| 1. | Ivanov I. I. | Diriger café. | 22 | |
| 2. | Sidorov S. S. | Prof. | 22 | |
| 3. | Andreeva G. G. | Prof. | 22 | |
| 4. | Tsvetkov S. S. | Maître assistant | ||
| 5. | Kozlov K. K. | Maître assistant | 22 | |
| 6. | Petrov P. P. | De l'art. préparation. | 22 |
|
|||
figure. 4.5. Les concepts de base du modèle de données relationnelles.
Parfois, différentes colonnes sont sélectionnées comme clé primaire. La clé allouée est la clé explicitement énumérée avec le système relationnel. Sinon, ils disent une clé implicite ou une clé possible ou un candidat clé.
12. clé externe - ϶ᴛᴏ colonne ou sous-ensemble de colonnes d'une table, qui peut servir de clé primaire pour une autre table. La clé externe du tableau est une référence à la clé primaire d'une autre table. Étant donné que la construction de la base de données est de stocker toutes les données, si possible, dans une instance, alors si un certain attribut est présent à plusieurs égards, sa présence reflète généralement la définition entre les lignes de ces relations.
Les touches externes implémentent des liens entre les tables de base de données.
La clé externe, ainsi que la clé primaire, peut être une combinaison de colonnes. En pratique, la clé externe de l'ensemble de tous sera composite, au cas où elle se réfère à la clé primaire composite d'une autre table. Le nombre de colonnes et leurs types de données dans les clés primaire et externe doivent coïncider.
Si la table est associée à plusieurs autres tables, il peut avoir plusieurs clés externes.
Chaque relyingtuk Il a ce qui suit propriétés:
A un nom, diffère des noms de toutes les autres tables;
Les données des cellules cellulaires doivent être structurellement indivisibles. Il est inacceptable que le tableau contienne plus d'une partie des informations. Par exemple, nombre et séries de passeports doivent être situés dans différentes colonnes de la table;
Alto Les colonnes de la table sont homogènes ..ᴇ. Seuls éléments de la colonne ont le même type (numérique, symbole, etc.) et de longueur;
Chaque colonne a un nom unique;
Les mêmes lignes de la table sont manquantes;
L'ordre des rangées et des colonnes doit être arbitraire, peu importe leur réorganisation de l'attitude restera la même, et c'est pourquoi c'est la même signification.
Les principaux concepts du modèle de données relationnelles sont le concept et les types. Classification et caractéristiques de la catégorie "Concepts de base d'un modèle de données relationnelle" 2017, 2018.
Modèle de données réseau
Dans SMD, les données élémentaires et les relations entre eux sont présentées sous la forme d'un réseau orienté (Vertex - Data, ARCS - Relations).
Les bases de données réseau ont un certain nombre d'avantages:
· La flexibilité.Le ratio multiple / le rapport descendant a permis une base de données réseau pour stocker des données, dont la structure était plus compliquée par une simple hiérarchie.
· Standardisation. L'apparition du modèle de réseau standard CODASYL est la popularité du modèle de réseau, et de tels mini-ordinateurs tels que les équipements numériques et les données générales ont mis en œuvre des SGBD de réseau.
· La vitesse. Contrairement à sa grande complexité, les bases de données réseau ont obtenu une vitesse comparable à la vitesse des bases de données hiérarchiques. Les ensembles ont été représentés par des pointeurs vers des enregistrements de données physiques et dans certains systèmes, l'administrateur pourrait définir la clustering de données basé sur un ensemble de relations.
Sûr, les bases de données réseau avaient des inconvénients. Comme des bases de données hiérarchiques, des bases de données réseau étaient très rigides. Les ensembles de relations et la structure des enregistrements ont dû être mis en place. Changer la structure de la base de données signifiait généralement toute la restructuration de la base de données.
Les outils de programmeurs étaient à la fois hiérarchiques et réseau. La mise en œuvre des demandes des utilisateurs a souvent été retardée pendant des semaines et des mois et au moment où les informations fournies par les informations qu'elle a données était souvent inutile.
Sur les données de modèle réseau peuvent être effectuées les actions suivantes:
· faites une entrée dans la base de données (en fonction du type d'inclusion, l'enregistrement peut être entré dans une relation de groupe ou non);
· activez l'entrée dans la relation de groupe (associez l'entrée avec n'importe quel propriétaire);
· interrupteur (attachez une entrée subordonnée avec l'entrée du propriétaire dans la même groupalité);
· changer la valeur des éléments de l'enregistrement récupéré;
· extraire l'enregistrement par une valeur clé ou séquentiellement dans le cadre d'une relation de groupe;
· supprimer - lors du retrait de l'enregistrement, les classes d'adhésion doivent être prises en compte;
· exclure d'une relation de groupe (casser la connexion entre l'entrée du propriétaire et l'enregistrement subordonné).
Modèle de données relationnel.
Modèle relationnella base de données dans laquelle toutes les données disponibles pour l'utilisateur sont organisées sous forme de tableaux et toutes les opérations de données sont réduites à des opérations au-dessus de ces tables.. Une forme visuelle d'une relation est une table en deux dimensions. La table a des chaînes (entrées) et des colonnes (colonnes). Chaque ligne a la même structure et se compose de champs. Les lignes de la table correspondent aux cortices et les colonnes sont des attributs de la relation. L'avantage du modèle relationnel est la simplicité, la compréhension et la commodité mise en œuvre physique sur l'ordinateur. C'est la simplicité et la clarté de l'utilisateur la principale raison de son utilisation. Le problème de l'efficacité du traitement de données de ce type s'est avéré techniquement satisfaisable. Les principaux inconvénients sont: non outils standard Identification enregistrements séparés et la complexité de la description de la hiérarchique et les connexions de réseau. Des exemples de SGBD relationnels étrangers sont: Visual FoxPro. Et accès (Microsoft).
Les principaux éléments du modèle relationnel: Le rapport est le concept le plus important et est une table en deux dimensions contenant certaines données. Essence-objet de toute nature, données sur lesquelles est stocké dans la base de données. Les données d'entité sont stockées en relation. Attributs-propriétés caractérisant l'essence. Dans la table, on l'appelle et correspond à l'en-tête de la colonne de la table. Domaine - Beaucoup de valeurs possibles d'un certain attribut de la relation. Diagramme de la relation (titre de la relation) Liste des noms d'attribut. La clé primaire (clé de relation) attribue de la relation, identifie sans ambiguïté chacun de ses chariots. Si les cortices ne sont identifiées que par l'adhésion des valeurs de plusieurs attributs, ils disent que le rapport porte sur une clé intégrale. La relation peut contenir plusieurs clés. Toujours une des touches est déclarée primaire, ses valeurs ne peuvent pas être mises à jour. Toutes les autres clés sont appelées clés possibles.
Les avantages du modèle relationnel:
Simplicité et accessibilité pour la compréhension de l'utilisateur. Les seules informations utilisées par la conception de l'information sont "Table";
Règles de conception strictes basées sur l'appareil mathématique;
Indépendance complète des données. Modifications du programme d'application lors de la modification de la base de données relationnelle est minime;
Pour l'organisation des demandes et des logiciels appliqués, il n'est pas nécessaire de connaître l'organisation spécifique de la base de données dans mémoire externe.
Inconvénients du modèle relationnel:
Pas toujours le domaine peut être présenté sous la forme de "tables";
À la suite de la conception logique, de nombreuses "tables" apparaissent. Cela conduit à la difficulté de comprendre la structure de données;
La base de données occupe une mémoire externe relativement importante;
Vitesses d'accès à des données relativement faibles.
Trois composantes d'un modèle de données relationnel:
§ Structural
§ manipuler
§ holistique
Partie structurelle Les modèles détermine que la seule structure de données est un rapport de paire normalisé. Les relations sont pratiques à présenter sous forme de tableaux, où chaque ligne est un tuple, et chaque colonne est un attribut défini sur un certain domaine. Cette approche informelle du concept de relation donne plus connaître les développeurs et les utilisateurs le formulaire de présentation, où la base de données relationnelle est un ensemble fini de tables.
Pièce manipulée Les modèles définissent deux mécanismes de manipulation de données fondamentaux - algèbre relationnelle et calcul relationnel. La fonction principale de la partie de manipulation du modèle relationnel est de garantir la relation de toute langue particulière des bases de données relationnelles: la langue est appelée le rapport relationnel, s'il n'a pas moins d'expressif et d'alimentation que l'algèbre relationnelle ou le calcul relationnel.
Partie holistique Les modèles détermine l'intégrité de l'intégrité des entités et de l'intégrité des liens. La première condition est que toute attitude doit avoir une clé primaire. L'exigence de l'intégrité des liens, ou l'exigence de la clé externe consiste en le fait que, pour chaque valeur de la clé externe qui apparaît dans une attitude de référence à laquelle la référence est conforme, une tuple doit être trouvée avec la même valeur de La clé primaire ou la valeur clé externe doit être incertaine (c'est-à-dire n'indiquer rien).
10. Modèle «Modèle de communication de l'entité», normalisation des données.
Modèle ER (modèle d'entité-relation) est un niveau de haut niveau modèle conceptuel Données développées en 1976 afin de simplifier la tâche de concevoir la base de données. Les principaux concepts du modèle «essence-communication» incluent les types d'entités, de communication et d'attributs.
Le concept principal de la modélisation ER est le type d'essence, qui représente de nombreux objets du monde réel avec les mêmes propriétés. Le type d'entité est caractérisé par une existence indépendante et peut être un objet avec une existence physique (réelle) ou un objet avec une existence conceptuelle (abstraite).
Chaque instance uniquement identifiable du type d'essence est appelée simplement essentiellement. Chaque type d'entité est identifié par le nom et la liste des propriétés et est classé en deux types: un fort faible. L'existence d'un type faible dépend de l'autre type, fort - ne dépend pas.
Sur une utilisation variétésLe modèle ER est basé les plusapproches modernes de la conception de la base de données (principalement relationnelle). Le modèle a été proposé par Chen en 1976. La modélisation de la zone est basée sur l'utilisation de diagrammes graphiques, y compris un petit nombre de composants hétérogènes. En raison de la visibilité de la présentation des schémas de base de données conceptuels Les modèles ER ont été répandus au cas où-des moyens destinés aux bases de données relationnelles de conception automatisées.
Les diagrammes ER sont utilisés pour simuler la structure de données ("diagrammes" entités-communications "), qui sont sous une forme visuelle représentant des connexions entre entités. Conformément à cela, des diagrammes ER ont été distribués dans les systèmes de rechange design automatisé Bases de données relationnelles. Les graphiques les plus courants sont effectués conformément à la norme 1DEF1X, qui est utilisé par les systèmes de cas les plus populaires (en particulier, ERWIN, DESIGN / IDEF, POWER DESIGNER). Les principaux concepts de diagrammes ER sont essence, communicationet attribut.
Essence
Essence -il s'agit d'un objet réel ou virtuel essentiel pour le sujet considéré, des informations sur lesquelles sont soumis au stockage. Si vous n'entrez pas dans les détails, nous pouvons supposer que les entités correspondent aux tables du modèle relationnel. Chaque entité doit avoir les propriétés suivantes:
1. avoir unique identifiant;
Toute entité peut avoir un nombre arbitraire de connexions avec d'autres entités.
Dans les diagrammes de modèle ER, l'entité est présentée sous forme de rectangle contenant le nom de l'entité.
Partie 2. Modèle de données relationnelle
Le modèle relationnel est une forme de représentation de données pratique et la plus familière sous la forme d'une table.
Contrairement à la hiérarchie et modèles de réseau, de telle sorte:
1. Il est clair par le préjudice utilisateur;
2. vous permet de modifier facilement le schéma - joindre de nouveaux éléments de données et enregistrements sans changer le patch correspondant;
3. Fournit la flexibilité nécessaire lors du traitement des demandes imprévues. De plus, tout système réseau ou hiérarchique peut être représenté par des relations bidimensionnelles.
L'un des principaux avantages du modèle relationnel est son homogénéité. Toutes les données sont visualisées comme stockées dans des tables dans lesquelles chaque ligne a le même format. Chaque ligne du tableau représente un objet du monde réel ou du rapport entre les objets.
L'utilisateur du modèle lui-même doit résoudre le problème si les entités correspondantes du monde réel ont une homogénéité. Cela résout le problème de la pertinence du modèle pour l'utilisation prévue.
Les principaux concepts avec lesquels le modèle relationnel est déterminé sont les suivants:
1. Domaine,
2. Attitude,
3. TOP
4. CARDINALITÉ,
5. Attributs,
6. degré
7. Touche primaire.
Le rapport de ces concepts est illustré à la figure 7.
Figure. 7. Concepts de base du modèle relationnel
Tableau 7.
Ces concepts représentent une terminologie spéciale introduite par les auteurs des fondations théoriques, mais ils ont des analogues plus familiers (mais pas dans tous les équivalents), dont la correspondance est donnée dans le tableau 1 suivant.
Domaine - Il s'agit d'un ensemble de valeurs à partir desquelles les valeurs des attributs correspondants d'une relation donnée sont prises. Du point de vue de la programmation, le domaine est le type de données défini par le système (standard) ou l'utilisateur et l'ensemble de restrictions supplémentaires imposées à ces données.
Dans les disciplines mathématiques, le concept de "table" correspond au concept de "relation" (relation). D'où le nom du modèle - relationnel. En ce qui concerne les bases de données du concept "Base de données relationnelle" et "Table BD" sont essentiellement synonymes.
Clé primaire - Il s'agit d'une colonne ou d'un sous-ensemble de colonnes, qui sont uniques, c'est-à-dire que les chaînes identifient seules. La clé principale qui comprend plus d'une colonne s'appelle plusieurs colonnes, ou combinées ou composées. La règle d'intégrité des objets affirme que la clé primaire ne peut être complètement ou partiellement vide, c'est-à-dire nUL.
Les clés restantes qui peuvent également être utilisées comme primaires sont appelées potentiellement ou alternative clés.
Clé externe - Ceci est une colonne ou un sous-ensemble d'une table, qui peut servir de clé primaire pour une autre table. La clé externe du tableau est une référence à la clé primaire d'une autre table. La règle d'intégrité de référence indique que la clé externe peut être vide ou correspond à la valeur de la clé primaire à laquelle elle se réfère. Les clés externes font partie intégrante du modèle relationnel, car elle est implémentée entre les tables de base de données.
La clé externe, ainsi que la clé primaire, peut également être une combinaison de colonnes. En pratique, la clé externe sera toujours composite (composée de plusieurs colonnes), s'il s'agit d'une clé primaire composite dans une autre table. De toute évidence, le nombre de colonnes et leurs types de données dans les clés primaire et externe coïncident.
Si la table est associée à plusieurs autres tables, il peut avoir plusieurs clés externes.
Le modèle place les exigences suivantes pour les tables:
1. Les données des cellules du tableau doivent être structurellement indivisibles 1;
2. Les données dans une colonne doivent être un type;
3. Chaque colonne doit être unique (duplication inacceptable des colonnes);
4. Les colonnes sont placées dans un ordre aléatoire;
5. Les rangées sont également placées dans le tableau dans n'importe quel ordre;
6. Les colonnes ont des noms uniques.
En général, le concept du modèle relationnel est déterminé par les douze réglementations suivantes du Code. (Les règles sont données dans la conférence).
1. Règle d'information. Toutes les informations de la base de données doivent être fournies uniquement sur un niveau logique et uniquement d'une manière - sous la forme des valeurs contenues dans les tables.
2. Règle d'accès garanti. L'accès logique à tous et chaque élément de données (valeur atomique) dans la base de données relationnelle doit être fourni en utilisant une combinaison de noms de table, une clé primaire et un nom de colonne.
3. La règle de prise en charge des valeurs non valides. Dans une base de données relationnelle, la prise en charge de valeurs non valides, qui diffèrent de la chaîne de caractères de longueur zéro, des lignes de caractères d'espace, de zéro ou de tout autre numéro et sont utilisées pour représenter des données manquantes quel que soit le type de ces données.
4. La règle du catalogue dynamique basé sur le modèle relationnel. La description de la base de données du niveau logique doit être présentée dans le même formulaire que les données de base afin que les utilisateurs ayant des droits pertinents puissent travailler avec elle en utilisant la même langue relationnelle qu'ils utilisent pour travailler avec les données principales.
5. La règle d'une filiale de données exhaustive. Système relationnel peut supporter différentes langues et modes d'interaction utilisateur (par exemple, problèmes et réponses). Cependant, il doit y avoir au moins une langue dont les états peuvent être représentés sous la forme de chaînes de caractères conformément à une syntaxe clairement définie et qui soutient pleinement les éléments suivants:
Définition des données;
Définition des représentations;
Traitement des données (interactif et logiciel);
Conditions d'intégrité;
Identification des droits d'accès;
Frontières de transaction (début, achèvement et annulation).
6. Représentations de mise à jour de la règle. Toutes les points de vue que théoriquement que vous pouvez mettre à jour doivent être disponibles pour la mise à jour.
7. La règle d'ajout, de mise à jour et de suppression. La capacité de travailler avec une attitude en tant qu'opérande devrait exister non seulement lors de la lecture de données, mais également lors de l'ajout, de la mise à jour et de la suppression de données.
8. La règle d'indépendance des données physiques. Les programmes d'application et les utilitaires de travail avec des données doivent rester intacts avec tout changement de méthodes de stockage de données ou de méthodes d'accès.
9. La règle d'indépendance des données logiques. Les programmes d'application et les utilitaires de travail avec des données doivent rester intacts lors de la saisie des tables de base de tout changement qui vous permet de sauvegarder les détails contenus dans ces tables.
10. La règle d'indépendance des conditions d'intégrité. Il doit y avoir une occasion de déterminer les conditions d'intégrité spécifiques à une base de données relationnelle spécifique, sur le sublattice de la base de données relationnelle et de les stocker dans le catalogue et non dans le programme d'application.
11. La règle d'indépendance de la distribution. Les SGBD relationnels ne doivent pas dépendre des besoins d'un client particulier.
12. La règle d'unité. Si le système relationnel a une langue de bas niveau (traitement d'un enregistrement en une fois), il ne devrait pas y avoir de possibilité de l'utiliser afin de contourner les règles et conditions d'intégrité, exprimées dans la langue relationnelle de haut niveau (en traitement de plusieurs enregistrements à la fois).
La règle 2 indique le rôle des touches primaires lors de la recherche d'informations dans la base de données. Le nom de la table vous permet de trouver la table requise, le nom de la colonne vous permet de trouver la colonne souhaitée et la touche principale vous permet de trouver une chaîne contenant l'élément de données souhaité.
La règle 3 exige que les données manquantes puissent être soumises à l'aide de valeurs non valides ( NUL).
La règle 4 stipule que la base de données relationnelle devrait se décrire. En d'autres termes, la base de données doit contenir un ensemble. tables du système Décrivant la structure de la base de données elle-même.
La règle 5 exige que les DBM utilisent la langue de la base de données relationnelle, telle que SQL. Une telle langue doit conserver toutes les fonctions de base de la DBMS - créer une base de données, lire et entrer des données, mettre en œuvre la protection de la base de données, etc.
Règle 6 préoccupations représentations Quelles sont les tables virtuelles qui vous permettent de montrer diverses parties de la structure de la base de données à divers utilisateurs. C'est l'une des règles les plus difficiles à mettre en œuvre dans la pratique.
La règle 7 se concentre sur le fait que la base de données est orientée de la nature vers des ensembles. Il faut que les opérations d'ajout, de suppression et de mise à jour puissent être effectuées au-dessus des jeux de chaînes. Cette règle est destinée à interdire les implémentations dans lesquelles seules les opérations d'une ligne sont prises en charge.
Les règles 8 et 9 signifient une séparation des utilisateurs et programme d'application De la mise en œuvre de la base de données de bas niveau. Ils font valoir que des moyens spécifiques de mettre en œuvre le stockage ou l'accès utilisé dans le SGBM, et même les modifications de la structure des tableaux de base de données ne doivent pas affecter la capacité de fonctionner avec des données.
La règle 10 indique que la langue de la base de données doit conserver des conditions restrictives imposées aux données saisies et aux actions pouvant être effectuées sur les données.
La règle 11 indique que la langue de la base de données doit fournir la possibilité de travailler avec des données distribuées situées sur d'autres systèmes informatiques.
Enfin, la règle 12 empêche l'utilisation d'autres capacités de travailler avec la base de données, en plus de la langue de la base de données, car cela pourrait perturber son intégrité.
Littérature
1. Date K. . Introduction aux systèmes de base de données: par. de l'anglais - M.: Science, 1980.- 463 p.
2. Ruff J., Vainberg P. SQL: guide complet / Voie de l'anglais 2ème éd. K.: BHV, 2001.
Bases de données s'ils sont basés sur ce modèle. La présence d'un modèle de données vous permet de comparer des implémentations spécifiques en utilisant une langue commune.Bien que le concept du modèle de données soit général et qu'il soit possible de parler de modèles hiérarchiques, de réseau, de sémantique et d'autres modèles de données, il convient de noter que dans la zone de la base de données, ce concept a été introduit par Edgar Coddo en relation avec des systèmes relationnels et est utilisé le plus efficacement dans ce contexte. Tentatives d'utilisation rectiligne de modèles similaires aux organisations duulants montrent que modèle relationnel Trop "super", et pour les organisations de tir, il s'avère "petit".
caractéristiques générales
Bien que le concept modèle de données relationnelle Le premier introduit le fondateur approche relationnelle Edgar Dodd, interprétation la plus courante modèle de données relationnelleApparemment, appartient à un vulgarisateur bien connu des idées de la Codda cristofour, qui la reproduit (avec diverses clarifications) dans presque tous ses livres (voir, par exemple, K. Date. Introduction au système de base de données. 6ème éd., M.; Saint-Pétersbourg: Williams.- 2000). Selon l'interprétation de la date, modèle relationnel se compose de trois parties décrivant différents aspects approche relationnelle: partie structurelle, partie de manipulation et partie holistique.
Dans la partie structurelle du modèle, il est fixé que la seule structure générique 7 Pour la deuxième fois dans cette conférence, il est fait valoir que le rapport N normalisé N -AriC est la seule structure générique des données utilisées dans des bases de données relationnelles. Il est temps de clarifier ce que nous entendons par le terme structure générique. Dans les langages de programmation avec des types de types développés, il y a généralement des constructions appelées types génériques, types paramétrés, concepteurs de types, générateurs de types Etc., permettant de générer un type de données spécifique en fonction de la spécification abstraite (généralement prédéterminée). La particularité de tels types est que les opérations de base d'un type particulier sont déterminées au niveau de cette spécification abstraite. L'un des exemples les plus célèbres est type d'ensemble, par exemple, dans langage pascal. Lorsque modèle de données relationnelle Nous ne disons pas clairement que la relation est un type générique, mais essentiellement. Opérations d'algèbre relationnelle Défini au niveau de la relation abstraite et s'applique aux valeurs de relations avec des titres spécifiques. Les données utilisées dans la base de données relationnelle sont normalisées n-ratioaric. Les concepts de domaines, attributs, tuples, en-tête, corps et relation variable. En substance, dans les deux sections précédentes de cette conférence, nous avons considéré les concepts et les propriétés de la composante structurelle modèle relationnel.
Dans la manipulation du modèle, deux mécanismes fondamentaux de manipulation de la base de données relatinulantes sont déterminés - algèbre relationnelle et calcul relationnel. Le premier mécanisme repose principalement sur la théorie classique des ensembles (avec des clarifications et des ajouts) et la seconde est sur l'appareil logique classique du calcul des prédicats de premier ordre. Nous examinerons ces mécanismes plus en détail dans les conférences suivantes, mais nous notons uniquement que la fonction principale de la partie de manipulation modèle relationnel est d'assurer la relation de toute langue particulière des bases de données relationnelles: la langue est appelée relation relationnelle, si elle n'a pas moins d'expressive et de pouvoir que l'algèbre relationnelle ou calcul relationnel.
Intégrité de l'entité et des liens
Enfin, dans une partie holistique modèle de données relationnelle Deux exigences d'intégrité de base sont enregistrées qui doivent être appuyées dans tout SGBD relationnel. La première condition est appelée l'obligation d'intégrité de l'essence (intégrité de l'entité). L'objet ou l'essence du monde réel dans des bases de données relationnelles correspondent à la relation de la relation. Plus précisément, l'exigence est que tout lot de valeur est tout relation variable Doit être distingué de toute autre taverne valeurs de la relation Selon les valeurs composites d'un ensemble d'attributs prédéterminé relation variable, c'est-à-dire, en d'autres termes, tout relation variable doit avoir clé primaire. Comme nous l'avons vu dans la section précédente, cette exigence est automatiquement satisfaite si les propriétés de base de la relation ne sont pas violées.
En fait, l'exigence intégrité de l'essence Sonne parfaitement comme suit: relation variable doit exister la clé primaire et aucune importance clé primaire Dans les valeurs de la relation relation variable ne devrait pas contenir valeurs incertaines . De sorte que ce libellé est complètement compris, nous devons au moins discuter brièvement du concept signification incertaine (NUL).
Bien sûr, théoriquement, tout moteur, entré dans l'attitude persistante doit contenir toutes les caractéristiques de l'essence du monde réel que nous voulons enregistrer dans la base de données. Cependant, dans la pratique, toutes ces caractéristiques ne peuvent pas être connues au moment où il est nécessaire de résoudre l'essence de la base de données. Un exemple simple peut être une procédure de fabrication d'une personne dont les salaires ne sont pas encore définis. Dans ce cas, un employé du département du personnel, qui entre dans l'envoi pertinent, décrivant le nouvel employé, ne peut tout simplement pas fournir la valeur de l'attribut de l'interrupteur (aucune valeur du domaine taille_starts caractérise de manière incorrecte le salaire du nouvel employé) .
Edgar Codd a proposé d'utiliser dans de tels cas valeurs incertaines. Valeur incertaine Il n'appartient à aucun type de données et peut être présent parmi les valeurs de tout attribut défini sur tout type de données (s'il n'est clairement pas interdit lors de la détermination de l'attribut). Si A est une valeur d'un certain type de données ou de NULL, OP - toute opération de "arithmétique" bidimensionnelle de ce type de données (par exemple, +), et ÉLAGUER. - Utilisation de la comparaison des valeurs de ce type (par exemple, \u003d), puis par définition:
un op null \u003d null null op a \u003d null a lop null \u003d inconnu null lop a \u003d inconnu
Ici inconnu est la troisième valeur de logique, ou boolean, typeAvec les propriétés suivantes:
Non inconnu \u003d inconnu true et inconnu \u003d vrai faux et inconnu \u003d faux faux ou inconnu \u003d inconnu
(Rappelez-vous que des opérations et ou ou sont commutatives) 8 À mesure que l'expérience de l'auteur montre, pas toujours et tous les élèves ne se souviennent pas des opérations de base de la logique. Pour la garantie, nous donnons la table de vérité des opérations et (& conjonction), ou (- disjonction) et non (- déni): Et.
vrai.
faux
Ou alors.
vrai.
faux
Pas.
vrai.
faux
vrai.
vrai.
faux
vrai.
vrai.
vrai.
faux
vrai.
faux
faux
faux
faux
vrai.
faux
Donc, la première des exigences est l'exigence intégrité de l'essence - signifie que la clé primaire doit entièrement identifier chaque entité et donc dans la composition de toute valeur clé primaire Aucune présence n'est autorisée valeurs incertaines . (En classique modèle relationnel Cette exigence s'applique aux touches possibles; Comme on le montrera dans les conférences suivantes, dans le SGBD axé sur SQL si nécessaire pour clés possibles Non supporté.)
Deuxième exigence appelée intégrité référentielle (Intégrité référentielle), est plus complexe. Il est évident que, lorsqu'il est conforme à la normalisation des relations, les complexités du monde réel sont représentées dans la base de données relationnelle sous la forme de plusieurs utilles de plusieurs relations. Par exemple, imaginez ce qui est nécessaire pour soumettre base de données relationnelle L'essence du département des attributs est supprimée (numéro de département), PLA_RAD (nombre d'employés) et séparément (plusieurs employés du département). Pour chaque employé, il est nécessaire de stocker l'auditeur (numéro de service), le cas (nom de l'employé) et le commutateur ( salaire employé). Comme nous le verrons dans la conférence 7, avec la bonne conception de la base de données appropriée, il y aura deux relations: Départements (départ, département) (clé primaire - (de_number)) et Employés (SIDS, SIDMI, SIDS, PEID) (Clé primaire - (auditeur)).
Comme on peut le voir, l'attribut du serveur est inscrit aux employés concernés non pas parce que le numéro de département est sa propre propriété de l'employé, mais uniquement pour pouvoir restaurer l'entité complète du département si nécessaire. La valeur de l'attribut de l'audit_nown dans toutes les relations de produit doit être conforme à la valeur de l'attribut de_ dans certaines conditions des départements. L'attribut de ce type (peut-être composite) est appelé touche étrangère (clé étrangère)Parce que ses valeurs caractérisent sans ambiguïté les essences représentées par les constructions d'une autre relation (c'est-à-dire qu'ils spécifient les valeurs d'entre elles clé primaire). Bien entendu, la clé externe peut être composite, c'est-à-dire composé de plusieurs attributs. On dit que la relation dans laquelle la clé externe est définie fait référence à la relation correspondante dans laquelle le même attribut est clé primaire.
Demande intégrité de liaison, ou l'exigence de l'intégrité de la clé externe, est que pour chaque valeur de clé externe figurant dans la valeur du rapport de référence relation variableou en valeur relation variablequi indique le lien, il doit y avoir un tuple avec la même signification clé primaireou la valeur de la clé externe doit être complètement non définie (c'est-à-dire qu'elle n'indique rien) 9 DANS langue SQL Plusieurs options permettant de déterminer la clé externe sont autorisées, dont seule une seule correspond à l'approche classique. Nous en discuterons plus en détail dans les conférences suivantes. . Pour notre exemple, cela signifie que si le numéro de service est spécifié, ce département doit exister.
Notez que, comme la clé primaire,
Qui est une application aux tâches de traitement de ces sections de mathématiques comme la théorie des ensembles et la logique de la première commande.
Des bases de données relationnelles sont en cours de construction sur le modèle de données relationnelles.
Le modèle de données relationnelle comprend les composants suivants:
- Aspect structurel (composant) - Les données de la base de données sont un ensemble de relations.
- L'aspect (composant) de l'intégrité - la relation (tableau) répond à certaines conditions d'intégrité. RMD prend en charge les limitations déclaratives de l'intégrité du niveau de domaine (type de données), niveau de niveau de relation et de base de données.
- L'aspect (composant) de traitement (manipulation) - RMD maintient les opérateurs à manipuler les relations (algèbre relationnelle, calcul relationnel).
Les principaux concepts de bases de données relationnels sont le type de données, l'attitude, l'entité, l'attribut, le domaine, une moto, une clé primaire.
Concept type de données le modèle de données relationnel est pleinement similaire au concept de type de données dans les langages de programmation. Habituellement dans des bases de données relationnelles modernes, le stockage de données symboliques, numériques, des lignes de bits, des données numériques spécialisées (telles que de l'argent), ainsi que des données spéciales (date, heure, intervalle de temps) sont autorisées.
Attitude c'est un concept essentiel et est une table en deux dimensions contenant certaines données.
Essence– un objet ou un événement distinct, des informations sur lesquelles doivent être enregistrées dans la base de données et qui possède un ensemble spécifique de propriétés d'attribut. Les entités peuvent être comme des objets physiques (réalistes), tels qu'un étudiant (attributs - le numéro du carnet de test, nom de famille, nom, patronymique, spécialité, numéro de groupe, etc.) et résumé, par exemple l'examen (attributs - discipline , date, conférencier, public, etc.). Pour les entités distinguent le type et l'instance. Le type est caractérisé par le nom et la liste des propriétés, et l'instance est les valeurs spécifiques des propriétés.
Les attributs représenter des propriétés caractérisant l'essence. Dans la structure de la table, chaque attribut est mentionné et correspond à l'en-tête d'une certaine colonne de la table. Les attributs d'entité sont:
1) identifier et descriptif.Identifier les attributs ont signification unique Pour les entités ce type Et sont des clés potentielles. Ils vous permettent de reconnaître sans ambiguïté les entités de l'entité. On est choisi parmi les clés potentielles clé primaire.En tant que clé primaire, une clé potentielle est généralement sélectionnée, selon laquelle les instances d'enregistrement se produisent. La principale clé doit inclure dans sa composition le nombre de numéro d'attribut minimal pour l'identification. Les attributs restants sont appelés descriptifs;
2) simple et composite.Un attribut simple est constitué d'un composant, sa valeur est incontestable. L'attribut composite est une combinaison de plusieurs composants, éventuellement appartenant différents types données (par exemple, adresse). La décision d'utiliser l'attribut composite ou la rompre en composants dépend des caractéristiques des processus de son application et peut être due à la fourniture d'une vitesse élevée de travail avec grandes bases Les données;
3) sans ambiguïté et multipliée.Les attributs peuvent avoir, respectivement, une ou plusieurs valeurs pour chaque instance de l'essence;
4) basique et dérivés.La valeur de l'attribut principal ne dépend pas d'autres attributs. La valeur de la dérivée d'attribut est calculée sur la base des valeurs d'autres attributs (par exemple, l'âge de la personne est calculé sur la base de la date de sa naissance et de la date actuelle).
La spécification de l'attribut consiste en son nom, indication du type de données et description des restrictions d'intégrité - une pluralité de valeurs (ou de domaine) que cet attribut peut recevoir.
Domainec'est un ensemble de toutes les valeurs possibles d'un certain attribut de la relation.
Régime de relation (titre de la relation)c'est une liste de noms d'attribut avec les noms des domaines.
Tuple le rapport correspondant de la relation est une pluralité de paires (nom d'attribut, valeur) contenant une entrée de chaque nom d'attribut. L'argument "Value" est la valeur valide du domaine de cet attribut.
Clé primaire(Relation clé, attribut clé)un attribut ou un ensemble d'attributs d'attributs est sans équivoque identifiable chacun de ses tuples. La clé primaire par définition est unique: il ne peut y avoir deux tuples différents avec les mêmes valeurs de la clé primaire. Les attributs qui composent la clé primaire ne peuvent pas compter NUL.Concept NULdans la théorie des bases de données relationnelles, il est conçu pour désigner l'absence de toute valeur de l'attribut. Pour chaque relation, la clé primaire ne peut être qu'un.
Chaque attitude a nécessairement une combinaison d'attributs pouvant servir de clé. Il peut y avoir des cas lorsque l'attitude comporte plusieurs combinaisons d'attributs, chacune détermine de manière unique toutes les cortices de relation. Toutes ces combinaisons d'attributs sont clés possiblesrapports. Toute des touches possibles peut être sélectionnée comme primaire.
Les clés externes sont le principal mécanisme permettant d'organiser des connexions entre les tableaux et de maintenir l'intégrité et la cohérence des informations dans la base de données.
Clé externe- Il s'agit d'un ensemble d'attributs d'une relation, qui est la clé possible d'une autre relation.
En raison de la présence de ligaments entre les clés éventuelles et externes, la relation entre les tuples de certaines relations est assurée, ce qui contribue donc au support de la base de données dans un tel état qu'il peut être considéré dans son ensemble. La relation contenant la clé externe s'appelle une filiale et l'attitude contenant la clé possible associée à la clé externe est le parent. Les types de données (et dans certains SGBD et dimension) des attributs correspondants des touches externes et parent doivent coïncider.
Éléments du modèle de données relationnel et forme de leur représentation
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Élément modèle relationnel |
Forme de représentation |
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Attitude |
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Schéma de relations |
En-têtes de colonne de table String (Titre) |
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Chaîne de table |
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Essence |
Description des propriétés de l'objet |
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En-tête de colonne de table |
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Beaucoup de valeurs d'attribut admissibles |
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Valeur d'attribut |
La valeur de champ dans l'enregistrement |
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Clé primaire |
Un ou plusieurs attributs |
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Type de données |
Type de valeurs des éléments de table |
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