Значение атрибута – это определенное значение, расположенное в одной соответствующей ячейки таблицы

Лекция 2: Определения реляционной модели данных.

Цель: Рассмотреть основные понятия, используемые в реляционной модели данных.

План.

Определение реляционной модели.

2. Потенциальные ключи. Первичный ключ. Внешний ключ.

NULL-значения.

Правила Кодда для реляционной базы данных (самостоятельная работа).

Физическая организация реляционной модели (самостоятельная работа).

Ход лекции.

 

Определение реляционной модели.

Формальное определение реляционной модели основано на теории множеств (математической моделью таблицы является отношение - relation, отсюда и произошел термин реляционная база данных). Е.Ф. Кодд определил систему операций над отношениями (реляционную алгебру) и сформулировал основные правила поддержки целостности реляционной базы данных. Им же был предложен и язык для манипулирования реляционной базой данных, который тогда получил название SEQUEL, а впоследствии превратился в язык SQL.

Изучение языка SQL невозможно без знания основ реляционной модели, которую он полностью поддерживает.

Реляционная модель данных (РМД) некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени. РМД является математической основой языка SQL.

Информационная система позволяет хранить данные об объектах предметной области и моделировать связи между ними. Элементы РМД и формы их представления приведены в таблице 1.

Отношение является важнейшим понятием и представляет собой двумерную таблицу, содержащую определенные данные. (Для приведенного примера это таблица Сводная ведомость).

Схема отношения (заголовок отношения) представляет собой список имен атрибутов (столбцов таблицы). Все имена атрибутов в заголовке отношения должны быть разными. Например, для приведенного примера схема отношения имеет вид: №, ФИО студента, Социология, Базы данных, Информатика, Охрана труда и т.д.

Кортежем называется множество упорядоченных пар

(имя атрибута: значение атрибута).

Кортеж можно считать математической моделью одной (любой) строки таблицы.

Таблица 1 - Элементы реляционной модели

Элемент реляционной модели	Форма представления
Отношение	Таблица
Схема отношения	Строк заголовков столбцов таблицы (шапка таблицы)
Кортеж (Запись)	Строка таблицы
Сущность	Описание свойств объекта
Атрибут (Поле)	Заголовок столбца таблицы (столбец таблицы)
Домен	Множество допустимых значений атрибута
Значение атрибута	Значение поля в записи
Первичный ключ	Один или несколько атрибутов
Тип данных	Тип значений элементов таблицы
Степень (Арность)	Количество столбцов
Кардинальное число	Количество строк

Рисунок 1 – Пример таблицы реляционной модели данных

В общем случае порядок кортежей в отношении, как и в любом множестве, не определен. Однако в реляционных СУБД для удобства кортежи все же упорядочивают. Чаще всего для этого выбирают некоторый атрибут, по которому система автоматически сортирует кортежи по возрастанию или убыванию. Формально, если переставить атрибуты в отношении, то получается новое отношение. Однако в реляционных БД перестановка атрибутов не приводит к образованию нового отношения.

Сущность это объект реального или абстрактного мира, имеющий определенное значение и требующий дополнительное описание (в примере это студент). Данные о сущности хранятся в отношении (данные о студентах хранятся в Сводной ведомости).

Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущность (ФИО, оценки по конкретному предмету и т.д.). В структуре таблицы каждому атрибуту дается имя и ему соответствует заголовок некоторого столбца таблицы. Атрибут являет неделимым элементом данных.

Определение домена очень близко к определению типа данных в языках программирования. Домен представляет собой множество всех допустимых значений определенного атрибута отношения (диапазон допустимых значений или размер). Например, оценка по любому предмету может быть только целым числом и находится в диапазоне от 2 до 5; ФИО не должно превышать 50 символов и т.д.

Значение атрибута – это определенное значение, расположенное в одной соответствующей ячейки таблицы.

Значения данных, хранимые в реляционной базе данных, являются типизированными, т. е. известен тип каждого хранимого значения. Понятие типа данных в реляционной модели данных полностью соответствует понятию типа данных в языках программирования. Каждое отдельное значение одного атрибута должно принадлежать одному и тому же типу данных.

Другими словами реляционную модель данных можно описать следующим образом: обычным представлением отношения является таблица, заголовкомкоторой является схема отношения, а строками– кортежи отношения-экземпляра; в этом случае имена атрибутов соответствуют именам столбцов данной таблицы. Поэтому иногда говорят про «столбцы таблицы», имея в виду «атрибуты отношения».

Конечно, это достаточно грубая терминология, поскольку у обычных таблиц и строки, и столбцы упорядочены, тогда как атрибуты и кортежи отношений являются элементами неупорядоченных множеств. Тем не менее, при  рассмотрении практических вопросов организации реляционных баз данных и средств управления, используется именно такая терминология. Подобной терминологии придерживаются в большинстве коммерческих реляционных СУБД. Иногда также используются термины файл как аналог таблицы, запись как аналог строки и поле как аналог столбца.