Релационният модел на данните е... Определение, понятие, структура и теория на нормализацията

Релационният модел на данните е уникален подход към управлението на параметрите, използващ структура и език в съответствие с предикатната логика от единен ред. Описана е за първи път през 1969 г. от английския учен Codd. В този проект всички параметри са представени като кортежи, групирани в специфични връзки.

Целта на релационния модел на данни...

...предоставяне на декларативен метод за специфициране на модели и заявки.

Потребителите директно определят каква информация съдържа базата данни и каква теория искат да получат от нея. И също така позволява на софтуера за управление на бази данни да се грижи за описанието на структурите за съхранение. Процедурата за извличане на информация за отговаряне на запитвания също е важна.

Повечето СУБД използват SQL дефиниции на данни и език за търсене. Тези системи прилагат, че е възможно да като инженерно приближение на релационния модел.

Таблицата в схемата на базата данни SQL съответства на променливата на предиката. Ключовите ограничения и заявките на SQL съответстват на предикати.

Въпреки това тези бази данни се отклоняват в много детайли от релационния модел и Код се противопоставя категорично на промени, които биха компрометирали първоначалните принципи.

Преглед на

Основната идея на релационния модел на данни е да се опише цялата база данни като набор от предикати за краен компонент от променливи, описващи ограничения за възможните стойности и техните комбинации. Съдържанието във всеки един момент представлява краен (логически) модел. Това е набор от връзки, по една за всяка променлива предикат, така че всички компоненти да са изпълнени. Точно това е релационният модел на данните.

Алтернативи

Други модели са йерархични и мрежови системи. Някои от тях, използващи по-стари архитектури, все още са популярни в центровете за данни с високи изисквания за капацитет. Или в случаите, когато съществуващите системи са толкова сложни и абстрактни, че преминаването към релационен модел би било прекалено скъпо. Заслужава си да се отбележи и новият обектно-ориентирани бази данни.

Изпълнение

Направени са няколко опита за получаване на истинска материализация на РМД, първоначално дефинирана от Код и обяснена от други учени.

Релационният модел за представяне на данни е основният по рода си, който се описва с формално-математически термини. Йерархичните и мрежовите бази данни са съществували преди релационните системи, но спецификациите им са били сравнително неофициални. След като РМД беше дефинирана, експертите направиха много опити да сравнят и съпоставят различните модели - и това доведе до по-строги описания на ранните системи. Въпреки че процедурният характер на интерфейсите за манипулиране на данни за йерархичните и мрежовите бази данни ограничава възможностите за формализация.

Теми

Основното допускане на понятието за релационен модел на данните е, че всички данни се представят като математически "п" - типична връзка, "Sp" - връзка по двойки, която е подмножество в декартовото произведение на няколко области. В математически модел разсъжденията за такива данни се извършват в двузначна предикатна логика, което означава, че за всяко твърдение има две възможни оценки: вярно или невярно (и няма трета стойност, като неизвестно или неприложимо, всяка от които често се свързва с понятието 0). Данните се обработват с помощта на изчисления или алгебра, които са равностойни по изразни възможности.

Видове модели на данни, релационен модел на данни

RMD позволява на разработчика да създаде последователно, логично представяне на информацията. Всичко това се постига чрез включване на посочените ограничения в проекта на базата данни, наричан обикновено логическа схема. Теорията е да се разработи процес на нормализиране на модела, чрез който от набор от логически еквивалентни алтернативи може да се избере проект с определени желани свойства. В плановете за достъп и други реализации и операции подробностите се обработват от двигателя на СУБД и не се отразяват в логическия модел. Това е в контраст с обичайната практика, при която настройката на производителността често изисква промени в логическа функция.

Основният модел на релационни данни представлява градивен елемент - това е област или тип информация, обикновено сведена до минимум. Корпус е подредено множество от стойности на атрибути. А те, от своя страна, са взаимна двойка от име и тип. Тя може да бъде скаларна стойност или по-сложна версия.

Връзката се състои от заглавие и тяло

Първият е набор от атрибути.

Тялото (с n-връзки) е набор от кортежи.

Заглавието на релацията е и предмет на всяка структура.

Моделът на релационни данни се определя като набор от n- кортежа. Както в математиката, така и в МРР, множеството е неподредена колекция от уникални недублирани елементи, въпреки че някои СУБД налагат последователност на данните си. В математиката кортежът е подреден и позволява дублиране. Э. Ф. Първоначално Код е установил, че кортежите използват тази математическа дефиниция.

По-късно една от великите идеи на Е. Ф. Код беше на мнение, че използването на имена на атрибути вместо подреждане би било много по-удобно (като цяло) в компютърен език, базиран на релации. Това твърдение е полезно и днес. Въпреки че концепцията се е променила, името "кортеж" не е трансформирано. Непосредствено и важно следствие от това разграничение е, че в релационния модел декартовото произведение става комутативно.

Таблицата е обичайно визуално представяне на връзката. кортеж е подобен на концепцията за низ.

Relvar е именувана променлива от някакъв конкретен тип релация, към която по всяко време има някаква релация от този тип се присвоява, въпреки че видът може да съдържа нула кортежи.

Основи на релационния модел на данните: цялата информация се представя чрез стойности на информация в релации. Според този принцип релационната база е набор от релативи, а резултатът от всяка заявка се представя като тангенс.

Последователността в релационна база данни не се осигурява от правила, вградени в приложенията, които я използват, а от ограничения, обявени като част от логическата схема и прилагани от СУБД за всички приложения. Ограниченията се изразяват в използването на оператори за релационно сравнение, от които само един е подмножество (⊆), теоретично достатъчни. На практика се очаква да има няколко полезни съкращения, най-важните от които са "кандидат-ключове" и "ограничения на външния източник". Това е същността на релационния модел на данни.

Тълкуване

За да се оцени напълно РМД, е необходимо да се разбере предвиденото тълкуване под формата на отношение.

Допирателното тяло понякога се нарича негово продължение. Това е така, защото тя трябва да се интерпретира като представяне на увеличението на някакъв предикат. Това е набор от истинни пропозиции, които могат да бъдат образувани чрез замяна на всяка свободна променлива с име.

Съществува еднозначно съответствие между обектно-релационните модели на данни. Всеки кортеж от тялото на релацията предоставя стойности на атрибути за създаване на инстанция на предиката чрез заместване на всяка от свободните променливи. Резултатът е твърдение, което се приема за вярно поради появата на кортеж в тялото на релацията. Напротив, всеки процес, чието заглавие съответства на името на връзката, но не се появява в тялото, се счита за фалшив.

Това допускане е известно като хипотеза за затворения свят. То често се нарушава в практическите бази данни, където отсъствието на кортеж може да означава, че истинността на съответното изречение е неизвестна. Например отсъствието на някои понятия ("Джон", "испански") в таблицата за езиковите умения не е задължително да доказва, че момче на име Джон не говори испански.

Приложение към бази данни, теория на нормализацията

Информационният обект, използван в типична релационна РДБ, може да бъде набор от цели числа, набор от символни низове, набор от дати или две логически стойности true и false и т.н. Подходящите имена на предметите за тези фигури могат да бъдат низове с имена "Индекс", "Извършете необходимата работа", "Време", "Логическа стойност" и т.н. и т.н.

Важно е обаче да се разбере, че теорията за взаимоотношенията не определя какви видове трябва да се подкрепят. И това наистина е така, сега се очаква разпоредбите да бъдат достъпни за потребителските субекти в допълнение към вградените разпоредби, предоставени от системата.

Атрибут

Това е терминът, който се използва в теорията за това, което обикновено се нарича колона. По подобен начин вместо теоретичния термин допирателна обикновено се използва таблица (въпреки че в SQL тя в никакъв случай не е синоним на връзка). Структурата на данните на дадена таблица се задава като списък с дефиниции на колони, всяка от които има уникално име и тип на допустимите стойности.

Атрибутът за стойност е запис на определено място, напр. John Doe и 35.

В основата си кортежът е същият като ред, с изключение на това, че в СУБД SQL, където значенията на колоните в реда са подредени, кортежите не са разделени. Вместо това всяка стойност на дадена дефиниция се идентифицира единствено чрез името си, а не чрез поредната си позиция в кортежа. Името на атрибута може да бъде Име или Възраст.

Връзка

Това е таблица, определяща структурата и вида на данните в тази структура. Дефиницията е заглавието, а данните в нея са тялото, набор от редове. Променливата на връзката обикновено се нарича основна таблица. Заглавието е стойността, която му е присвоена във всеки един момент, а тялото му съответства на последната, присвоена му чрез извикване на някое изявление за актуализация (обикновено INSERT, UPDATE или DELETE).

Теоретично-множествена формулировка

Основните понятия в релационния модел са имена на атрибути и имена. Те трябва да бъдат представени като низове, например "Лице" и "Име", и обикновено ще трябва да използвате променливи, за да ги покриете. Друга основна концепция е набор от атомарни стойности, които съдържат необходими и важни значения, като числа и низове.