Реляционная модель

Таблица является одним из наиболее удобных и естественных способов представления данных. Это свойство и определило основу реляционной модели, на которую сориентировано большинство современных СУБД.

Реляционная модель данных представляет собой совокупность таблиц с установленными между ними связями. Название «реляционная» происходит от англ. relation — «отношение». Этот термин указывает на то, что модель отражает отношения составляющих ее частей.

В реляционной модели каждая таблица описывает одну сущность.

Рассмотрим таблицу, в которой хранятся сведения о студентах вуза (номер личного дела, фамилия, имя, отчество, дата рождения) (табл. 3.1.1). Такая таблица описывает одну сущность, которую можно назвать «Студент».

Таблица 3.1.1. Студент

Каждый столбец в такой таблице называется полем и отображает значения одного атрибута данных. В верхней части таблицы располагаются заголовки столбцов, которые отражают логически упорядоченную совокупность полей (атрибутов) сущности. Эту последовательность можно назвать структурой таблицы. Каждая строка отображает конкретные значения атрибутов для конкретных экземпляров сущности и называется записью.

Реляционная модель данных имеет следующие свойства.

1. Каждый элемент таблицы — один элемент данных.

В таблицах ниже показано правильное и неправильное представление данных.

2. Все элементы одного столбца (поля) имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. п.), формат и смысл.

Данное свойство указывает на то, что в одном столбце таблицы не могут содержаться данные разных типов (например, текст и числа). Кроме того, данные одного типа (например, дата) должны иметь одинаковый формат, то есть нельзя в одной строке записать дату в виде 8 сентября 2003 года, а в другой —23.11.2001. И наконец, все данные одного столбца должны иметь одинаковый смысл. Иначе говоря, если для столбца установлен тип Дата, то он должен для всех записей означать, например, дату рождения или дату получения паспорта.

3. Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.

Это свойство означает, что в таблице не может быть столбца, не имеющего имени, и не может быть двух столбцов с одинаковыми именами. В разных таблицах одной модели одинаковые имена допускаются, но не желательны.

4. Одинаковые строки в таблице отсутствуют.

Это означает, что каждая строка описывает конкретный объект. Если, например, в базе данных описывают автомобили, то в реальной жизни вполне допустимо, что два автомобиля имеют одинаковые характеристики: и марку, и цвет, и объем двигателя, и пр., потому что с конвейера действительно сходят автомобили «близнецы». И все-таки, чтобы различить два одинаковых автомобиля, вводят специальный параметр — заводской номер двигателя. Две, по сути, одинаковые записи будут различаться только заводским номером двигателя.

5. Порядок следования строк в таблице может быть произвольным.

Это означает, что информация о каждом объекте одного класса не зависит от информации о другом объекте этого класса.

6. Каждая таблица может иметь ключ.

Ключ (первичный ключ) — поле или совокупность полей, которые единственным образом определяют каждую строку (запись) в таблице. Таким образом, все строки таблицы являются уникальными, то есть не может быть строк с одинаковыми ключами. Ключ называется простым, если он состоит из одного поля, и составным, если он состоит из нескольких полей. Например, в табл. 3.1.1 в качестве ключевого поля можно выбрать «Номер личного дела», а другие поля в качестве ключа выбрать нельзя, потому что значения в них могут повторяться.

7. Разные таблицы, входящие в модель данных, могут характеризоваться разным количеством полей и записей.

Каждая таблица описывает определенный класс объектов, который может характеризоваться своим набором параметров, и, соответственно, таблицы могут иметь разную структуру.

Рассмотрим, приведенную выше, табл. 3.1.1, в которой хранятся сведения о студентах. Представленная в ней модель данных является реляционной, так как удовлетворяет всем перечисленным свойствам реляционных таблиц. В каждой ячейке таблицы записано только одно значение какого-либо признака (свойство 1). Информация в каждом столбце имеет одинаковый тип, формат записи и смысл (свойство 2). Заголовки столбцов имеют разные имена (свойство 3). Одинаковые строки отсутствуют (свойство 4). Сведения об одном студенте никак не зависит от сведений о других студентах, а следовательно, строки можно расположить в любом порядке (свойство 5). В качестве ключа таблицы можно выбрать поле «Номер личного дела» (свойство 6).

Над таблицами реляционной модели удобно выполнять следующие действия:

- сортировку данных (например, по алфавиту);

- выборку данных по группам (например, по датам рождения или по фамилиям);

- поиск записей (например, по фамилиям) и т. д.