Структурные элементы базы данных

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить данные по различ­ным признакам и быстро извлекать информацию с разным набором этих признаков. Сде­лать это возможно, только если данные структурированы [2](таблица 1).

Понятие базы данных тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл (таблица). Для определённости терминологии приведена следующая таблица:

Термины реляционной теории	Практические термины разработчика БД
Сущность	Информационный объект
Отношение	Таблица
Атрибут, реквизит	Поле, столбец таблицы
Кортеж	Запись, строка таблицы

Поле — элементарная единица логической организации данных.

Для описания поля используются сле­дующие характеристики:

· имя поля, например: Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;

· т и п, например, символьный, числовой, календарный;

· длина, например, 15 байт, причем будет определяться максимально

возможным ко­личеством символов;

· точность для числовых данных, например два десятичных знака для

отображения дробной части числа.

Запись — совокупность логически связанных полей.

Запись содержит конкретные значения ее полей, например:

Зайцева

Оксана

15.03.87

Файл (таблица, отношение) — совокупность записей одной структуры.

Пример – таблица 1.

№ зачётки	Фамилия	Имя	Дата рождения	Группа
	Сафина	Регина	01.01.87
	Зайцева	Оксана	15.03.87	2202
	Якупов	Ленар	14.04.87

G Примечания.

- В одной записи находится, как правило, несколько значений полей.

- В одном поле – несколько значений поля.

- Ячейка таблицы – значение конкретного поля конкретной записи.

В структуре записи файла указываются поля, значения которых являются ключами.

Пример 1. В таблице 1 поле «№ зачётки» удобно выбрать ключом и с его помощью обращаться ко всей записи.

Например, по ключу 22202 можно выяснить всю информацию о студенте с таким номером зачётки – Зайцева Оксана из группы 2202.

Пример 2. Имеются 3 таблицы, содержащие сведения о студенческих группах и преподавателях, а также расписание учебного процесса вуза.

Таблицы ГРУППА И РАСПИСАНИЕ имеют совпадающие по назначению ключи (Номер и Номер группы), что дает воз­можность легко организовать связь между ними. С помощью ключей ФИО и ФИО преп. связываются таблицы ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и РАСПИСАНИЕ.

Таким образом, таблица РАСПИСАНИЕ имеет ключи Номер группы и ФИО преп., которые являются внешними по отношению к таблицам ГРУППА и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и обеспечивают связь между ними.

ГРУППА ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

РАСПИСАНИЕ

Рис.4. Пример реляционной модели, построенной на ос­нове таблиц:

ГРУППА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, РАСПИСАНИЕ

1.3. Связи между таблицами

Связи между таблицами, установленные по ключам, позволяют быстро и эффективно выводить нужную информацию из разных таблиц БД.

Связь между таблицами устанавливает отношения между совпадающими значениями в ключевых полях разных таблиц, имеющих соответствующие по смыслу (или одинаковые) имена. С ключевым полем одной таблицы, являющимся уникальным определителем каждой записи, связывается внешний ключ другой таблицы.

Пример - ситуация переноса занятия группы на другое время.

Чтобы предупредить группу о переносе занятия, нужно узнать фамилию старосты группы. По заданному ключу Номер группы (например, 2202) в таблице РАСПИСАНИЕ связываемся с ключом Номер в таблице ГРУППА, находим совпадающее значение (2202) и определяем фамилию старосты в записи с этим значением ключа.

Таким же образом ключ «ФИО преп.» (РАСПИСАНИЕ) связываем с ключом ФИО ( ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ) и узнаём телефон преподавателя с соответствующим значением ключа, чтобы сообщить о переносе.

Итак, реляционные таблицы связываются между собой с помощью ключевых полей. Различаются связи трёх типов, для которых введены следующие обозначения:

• один к одному (1:1);

• один ко многим (1: М);

• многие ко многим (М: М).

Связь «один к одному» (1:1) означает, что любая запись в одной таблице соответствует только одной записи в другой таблице и наоборот.

Например, связь между информационными объектами:

СТУДЕНТ n ЗАЧЁТКА.

Каждый студент имеет определенную зачётку с уникальным номером.

Назначение связи «один к одному»:

a) разделение очень широких таблиц; невыгодно держать разные по размеру (или по другим критериям) данные в одной таблице,

b) отделение части таблицы по соображениям защиты,

c) сохранение сведений, относящихся к подмножеству записей в главной таблице.

Например, выделить сведения об участии студентов в общественной работе в отдельную таблицу с установлением связи “1:1”,для того, чтобы не занимать оперативную память, если эти данные используются сравнительно редко.

При связи «один ко многим» (1:М) каждой записи из одной таблицы соответствует несколько записей из другой таблицы, однако любая запись из второй таблицы связана только с одной записью в первой.

Примером связи 1:М служит связь между таблицами СТУДЕНТ и ОЦЕНКИ:

Одинаковые оценки за экзамен могут получить несколько студентов, но каждый студент имеет одну оценку за конкретный экзамен.

Именно эта связь описывает широко распространенный механизм классификаторов. По определённому коду (ключу) классификатора в справочной таблице находится информация, соответствующая этому коду.

Связь «многие ко многим» (М:М) возникает между двумя таблицами тогда, когда одна запись из первой таблицы связана с несколькими записями из другой таблицы и наоборот.

Например, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и ГРУППА.

Каждый преподаватель работает в нескольких группах студентов, а у каждой группы несколько преподавателей по разным предметам.

Связь “многие ко многим” в явном виде в реляционных базах данных не поддерживается. Связь «многие ко многим» часто разделяют на две или несколько связей «один ко многим» и с помощью дополнительной таблицы пересечения (связи) решают эту задачу. Строки этой дополнительной таблицы состоят из внешних ключей, ссылающихся на первичные ключи двух исходных таблиц.

Пример на рис.4: дополнительная таблица РАСПИСАНИЕ разбивает связь М:М между таблицами ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и ГРУППА на две связи 1:М.

Каждая запись таблицы РАСПИСАНИЕ имеет два внешних ключевых поля (Номер группы и ФИО преп.), связанных с первичными ключами Номер (в таблице ГРУППА) и ФИО (в таблице ПРЕПОДАВАТЕЛЬ).