Слайд 1РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ
Определение модели данных предусматривает указание:
множества допустимых информационных
конструкций (структура данных) - описывает точку зрения пользователя на представление
данных;
- множества допустимых операций над данными;
множества ограничений для хранимых значений данных (ограничения целостности) - механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.
Слайд 2Реляционная модель данных характеризуется следующими положениями:
- информационная конструкция — отношение
с двухуровневой структурой (табличное представление данных);
допустимые операции - операции теории
множества, реляционная алгебра и реляционное исчисление;
ограничение — функциональные зависимости между атрибутами отношения (нормализация отношений).
Слайд 3Основной принцип реляционной модели (информационный принцип): все данные в реляционной
системе задаются явными значениями.
Пусть R – это класс объектов некоторой
предметной области.
Классу R ставится в соответствие некоторое множество атрибутов (Al, A2, ..., Ai, …, An).
Отдельный объект класса R описывается строкой величин (al, а2, ..., аi, …an), где ai — значение атрибута Ai, принадлежащее
Слайд 4домену Di, i=1,..,n.
Домен – это общая совокупность значений для атрибутов
определенного отношения. Домен определяет множество наименьших семантических единиц данных.
Скаляр
– наименьшая семантическая единица данных, она атомарна и неделима, у неё нет внутренней структуры (цвет, номер, вес).
Домен – именованное множество скалярных значений одного типа, общая совокупность значений, из которых берутся реальные значения атрибутов. С точки зрения программистов домен – это тип данных.
Слайд 5Строка (al, а2, ..., аi, …an) называется кортежем.
Всему классу
объектов R соответствует множество кортежей, называемое отношением, обозначим его также
R. Количество кортежей отношения называется кардинальным числом.
Выражение R(Al, A2, ..., Ai, …, An) называется схемой отношения R, а количество атрибутов n – степенью или арностью.
Слайд 6Для каждого компонента кортежа должна быть определена его связь с
соответствующим атрибутом. В реляционной модели данных для обеспечения этой связи
порядок компонентов кортежа совпадает с порядком следования атрибутов в схеме отношения.
Каждое отношение представляет состояние класса объектов в некоторый момент времени. Следовательно, одной схеме отношения в разные моменты времени могут соответствовать разные отношения.
Слайд 7Свойства отношений:
- нет одинаковых кортежей;
- кортежи не упорядочены сверху вниз;
-
атрибуты не упорядочены слева направо;
все значения атрибутов атомарны.
Отношение R, определенное
на множестве доменов Dl, D2, ..., Di, …, Dn состоит из заголовка и тела.
Заголовок содержит фиксированное множество пар
<имя_атрибута имя_домена>:
, …, , …
Слайд 8причем каждый атрибут Ai соответствует одному и только одному из
лежащих в основе доменов Di, все имена атрибутов разные.
Тело содержит
множество кортежей, каждый кортеж содержит множество пар
<имя_атрибута значение_атрибута>: < A1 a1j>, …, < Ananj>, j=1,2,…, k; где k-кардинальное число.
В общем случае отношение может быть описано в терминах теории множеств.
Слайд 9Поскольку тело отношения – это математическое множество кортежей, то по
определению множества:
оно не может содержать одинаковых элементов
(для обеспечения уникальности кортежей
вводится понятие первичного или уникального ключа);
элементы множества не упорядочены.
Для простоты понимания множество значений отношения можно представить в виде таблицы, в которой соблюдаются следующие соответствия:
Слайд 10название таблицы и перечень названий столбцов (или граф) соответствуют схеме
отношения;
столбцу таблицы соответствует атрибут отношения;
строке таблицы соответствует кортеж отношения;
все строки
таблицы (и соответственно все кортежи) различны;
порядок строк и столбцов произвольный (реляционная модель данных не предполагает специальную сортировку строк).
Слайд 11Отношение имеет некоторую интерпретацию.
Например, студенту с номером Code и фамилией
Name проживающему по адресу Address начислена оплата Salary.
Это высказывание называется
предикатом, оно является некоторой функцией значения истинности: в нашем случае функцией четырех аргументов, при значениях:
Code = Id02, Name=’Lee’, Address=’Алматы’, Salary=1500 – высказывание является истинным.
Слайд 13В реляционной модели данных определены два базовых требования обеспечения целостности:
• целостность ссылок
• целостность сущностей.
Целостность сущностей.
Требование целостности
сущностей заключается в следующем: каждый кортеж любого отношения должен отличатся от любого другого кортежа этого отношения (т.е. любое отношение должно обладать первичным ключом).
Слайд 14если данное требование не соблюдается (т.е. кортежи в рамках одного
отношения не уникальны), то в базе данных может хранится противоречивая
информация об одном и том же объекте.
Целостность ссылок
Сложные объекты реального мира представляются в реляционной базе данных в виде кортежей нескольких нормализованных отношений, связанных между собой. При этом:
Слайд 15Связи между данными отношениями описываются в терминах функциональных зависимостей.
Для
отражения функциональных зависимостей между кортежами разных отношений используется дублирование первичного
ключа одного отношения (родительского) в другое (дочернее). Атрибуты, представляющие собой копии ключей родительских отношений, называются внешними ключами.
Слайд 16Требование целостности по ссылкам состоит в следующем: для каждого значения
внешнего ключа, появляющегося в дочернем отношении, в родительском отношении должен
найтись кортеж с таким же значением первичного ключа.
Первичный ключ – уникальный идентификатор некоторого отношения.
