Общие понятия реляционного подхода к организации БД. Основные концепции и термины

В данном разделе рассматриваются на сравнительно неформальном уровне:

· основные понятия реляционных баз данных;

· существо реляционной модели данных.

Основной целью лекции является демонстрация простоты и возможности интуитивной интерпретации этих понятий. Необходимо учитывать, что реляционная модель данных сформировалось в результате анализа опыта создания многочисленных конкретных баз данных в 60-70хх годах. Поэтому сами элементы реляционной модели являются абсолютно абстрактными т.е. ни как не связаны ни с какой конкретной предметной областью. Это и было одной из основных целей разработчиков. Но на практике большинство этих понятий легко иллюстрируется (сводится) к обычным житейским понятиям.

4.1. Основные понятия реляционных баз данных

Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение.

Для начала покажем смысл этих понятий на примере отношения СОТРУДНИКИ, содержащего информацию о сотрудниках некоторой организации.

. Тип данных

Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования. Обычно в современных реляционных БД допускается хранение

· символьных, числовых данных, битовых строк,

· специализированных числовых данных (таких как "деньги"),

· специальных данных (дата, время, временной интервал)

· развивается подход к расширению возможностей реляционных систем абстрактными типами данных.

В нашем примере мы имеем дело с данными трех типов: строки символов, целые числа и "деньги".

4.1.2. Домен

Понятие домена более специфично для баз данных, хотя и имеет некоторые аналогии с подтипами в некоторых языках программирования. В самом общем виде домен определяется заданием:

· некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена,

· произвольного логического выражения, применяемого к элементу типа данных. Если вычисление этого логического выражения дает результат "истина", то элемент данных является элементом домена.

Наиболее правильной интуитивной трактовкой понятия домена является понимание домена как допустимого потенциального множества значений данного типа. Например, домен "Имена" в нашем примере определен на базовом типе строк символов, но в число его значений могут входить только те строки, которые могут изображать имя (в частности, такие строки не могут начинаться с мягкого знака).

Следует отметить также семантическую нагрузку понятия домена: данные считаются сравнимыми только в том случае, когда они относятся к одному домену. В нашем примере значения доменов "Номера пропусков" и "Номера групп" относятся к типу целых чисел, но не являются сравнимыми.

4.1.3. Атрибут, схема отношения, схема БД

Прежде чем переходить к другим понятиям – введем понятие «Схема отношения» и «Схема БД»

Атрибут – определение домена для выбранного отношения.

Схема отношения - это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена (или типа данных)}. Степень или "арность" схемы отношения - мощность этого множества. Степень отношения СОТРУДНИКИ равна четырем, то есть оно является 4-арным.

Если все атрибуты одного отношения определены на разных доменах, осмысленно использовать для именования атрибутов имена соответствующих доменов (не забывая, конечно, о том, что это является всего лишь удобным способом именования и не устраняет различия между понятиями домена и атрибута).

Схема БД (в структурном смысле) - это набор именованных схем отношений.

4.1.4. Кортеж, отношение

Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, - это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения. Т.е. фактически – это отдельная строка (запись) таблицы. "Значение" является допустимым значением домена данного атрибута (или типа данных, если понятие домена не поддерживается). Попросту говоря, кортеж - это набор именованных значений заданного типа.

Отношение - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения.

Обычным житейским представлением:

· таблица - схема отношения;

· заголовок таблицы – отношение;

· строки таблицы - кортежи;

· столбцы таблицы - имена атрибутов;

· набор таблиц – схема БД.

Поэтому иногда говорят "столбец таблицы", имея в виду "атрибут отношения". Когда мы перейдем к рассмотрению практических вопросов организации реляционных баз данных и средств управления, мы будем использовать эту житейскую терминологию. Этой терминологии придерживаются в большинстве коммерческих реляционных СУБД.