27095

Реляционная модель данных и реляционные СУБД.Типы связей и их реализация

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Реляционная модель данных и реляционные СУБД. Реляционная модель данных – логическая модель данных. Реляционная модель данных включает следующие компоненты: Структурный аспект составляющая данные в базе данных представляют собой набор отношений. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена типа данных уровня отношения и уровня базы данных.

Русский

2013-08-19

22.21 KB

13 чел.

6. Реляционная модель данных и реляционные СУБД.Типы связей и их реализация.

Реляционная модель данных – логическая модель данных. Впервые была предложена британским учёным сотрудником компании IBM Эдгаром Франком Коддом (E. F. Codd) в 1970 году. В настоящее время эта модель является фактическим стандартом, на который ориентируются практически все современные коммерческие СУБД.

Реляционная модель данных включает следующие компоненты:

  1.  Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.
  2.  Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.
  3.  Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебрареляционное исчисление).

Кроме того, в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.

Термин «реляционный» означает, что теория основана на математическом понятии отношение (relation). В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово таблица. Необходимо помнить, что «таблица» есть понятие нестрогое и неформальное и часто означает не «отношение» как абстрактное понятие, авизуальное представление отношения на бумаге или экране. Некорректное и нестрогое использование термина «таблица» вместо термина «отношение» нередко приводит к недопониманию. Наиболее частая ошибка состоит в рассуждениях о том, что РМД имеет дело с «плоскими», или «двумерными» таблицами, тогда как таковыми могут быть только визуальные представления таблиц. Отношения же являются абстракциями, и не могут быть ни «плоскими», ни «неплоскими».

Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:

  1.  модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;
  2.  для реляционных баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;
  3.  наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

Состав реляционной модели данных:

Структурная часть модели определяет, что единственной структурой данных является нормализованное n-арное отношение. Отношения удобно представлять в форме таблиц, где каждая строка есть кортеж, а каждый столбец – атрибут, определенный на некотором домене. Данный неформальный подход к понятию отношения дает более привычную для разработчиков и пользователей форму представления, где реляционная база данных представляет собой конечный набор таблиц.

Манипуляционная часть модели определяет два фундаментальных механизма манипулирования данными – реляционная алгебра и реляционное исчисление. Основной функцией манипуляционной части реляционной модели является обеспечение меры реляционности любого конкретного языка реляционных БД: язык называется реляционным, если он обладает не меньшей выразительностью и мощностью, чем реляционная алгебра или реляционное исчисление.

Целостная часть модели определяет требования целостности сущностей и целостности ссылок. Первое требование состоит в том, что любой кортеж любого отношения отличим от любого другого кортежа этого отношения, т.е. другими словами, любое отношение должно обладать первичным ключом. Требование целостности по ссылкам, или требование внешнего ключасостоит в том, что для каждого значения внешнего ключа, появляющегося в ссылающемся отношении, в отношении, на которое ведет ссылка, должен найтись кортеж с таким же значением первичного ключа, либо значение внешнего ключа должно быть неопределенным (т.е. ни на что не указывать).

Реляционная СУБД -  СУБД, управляющая реляционными базами данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

  1.  каждый элемент таблицы — один элемент данных
  2.  все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)
  3.  каждый столбец имеет уникальное имя
  4.  одинаковые строки в таблице отсутствуют
  5.  порядок следования строк и столбцов может быть произвольным

Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте. Запись БД – это строка таблицы, содержащая набор значения определенного свойства, размещенный в полях базы данных.

СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.

СУБД организует хранение информации таким образом, чтобы ее было удобно:

просматривать,

пополнять,

изменять,

искать нужные сведения,

делать любые выборки,

осуществлять сортировку в любом порядке.

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ (представление аналитика)

  1.  сущности
  2.  атрибуты
  3.  связи

ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ (представление программиста)

  1.  записи
  2.  элементы данных
  3.  связи между записями

ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ (представление админитсратора)

  1.  группирование данных
  2.  индексы
  3.  методы доступа

Достоинства реляционной модели:

  1.  простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является "таблица";
  2.  строгие правила проектирования, базирующиеся на математическом аппарате;
  3.  полная независимость данных. Изменения в прикладной программе при изменении реляционной БД минимальны;
  4.  для организации запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию БД во внешней памяти.

Недостатки реляционной модели:

  1.  далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде "таблиц";
  2.  в результате логического проектирования появляется множество "таблиц". Это приводит к трудности понимания структуры данных;
  3.  БД занимает относительно много внешней памяти;
  4.  относительно низкая скорость доступа к данным.

Связи между таблицами осуществляются на основании внешних ключей. 

Внешний ключ - это столбец или группа столбцов в одной таблице R1, совпадающих по типу данных с первичным ключом в таблице R2, и каждому значению этого столбца или группы столбцов в таблице R1 обязательно должно найтись совпадающее с ним значение в таблице R2. 

Существуют следующие типы информационных связей:

  1.  один-к-одному (одному атрибуту первой таблицы соответствует только один атрибут второй таблицы и наоборот);
  2.  один-ко-многим (одному атрибуту первой таблицы соответствует несколько атрибутов второй таблицы);
  3.  многие-ко-многим (одному атрибуту первой таблицы соответствует несколько атрибутов второй таблицы и наоборот).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

46316. Особенности проектирования приспособлений для станков с ЧПУ, обрабатывающих центров и гибких производственных систем 128 KB
  Особенности проектирования приспособлений для станков с ЧПУ обрабатывающих центров и гибких производственных систем К станочным приспособлениям применяемых на станках с ЧПУ предъявляются следующие требования: а высокая точность и жесткость обеспечивающая требуемую точность обработки и максимальное использование мощности станка; б полное базирование как заготовки так и приспособления относительно начала координат станка; в возможность подхода инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям; г возможность смены заготовки вне рабочей...
46317. Прочность деталей приспособлений 84.5 KB
  Прочность деталей приспособлений Прочность одно из основных требований предъявляемых к деталям и приспособлениям в целом. Прочность деталей может рассматриваться по коэффициентам запаса или по номинальным допускаемым напряжениям. С помощью расчета деталей элементов приспособлений на прочность можно решать две задачи: а проверку на прочность уже существующих деталей с определенными размерами сечений путем сравнения фактических напряжений моментов сил с допускаемыми проверочный расчет; б определение размеров сечений деталей ...
46318. Экономическая эффективность приспособлений 85.5 KB
  Процессы проектирования станочных приспособлений представляют собой одну из разновидностей информационных процессов, имеющих место в машиностроительном производстве. Они в разной степени проявляются при разработке универсальных, универсально-переналаживаемых и специальных приспособлений
46319. Разработка схемы базирования заготовки. Выбор установочных элементов 199.5 KB
  Анализ исходных данных и формулирование служебного назначения приспособления В качестве исходных данных конструктор приспособления должен иметь: чертеж заготовки и детали с техническими требованиями их приемки; операционные чертежи на предшествующую и выполняемую операции; операционные карты технологического процесса обработки данной детали. Служебное назначение приспособления – это максимально уточненная и четко сформулированная задача для решения которой оно предназначено. Классификация технологической оснастки По целевому назначению...
46320. Расчет точности базирования заготовок деталей 94 KB
  Погрешность базирования при установке вала на призму Рис. Схема для определения погрешностей базирования при установки вала уста на призму. При обработке вала в призме могут быть могут быть следующие измерительные базы для размера h. Измерительные базы при обработке вала в призме.
46321. Зажимные элементы приспособлений 224.5 KB
  При обработке партии таких деталей требуется получить высокую концентричность наружных и внутренних поверхностей и заданную перпендикулярность торцов к оси детали. При зажиме обрабатываемой детали на оправке осевая сила Q на штоке механизированного привода вызывает между торцами шайбы 4 уступом оправки и обрабатываемой деталью 3 момент от силы трения больший чем момент Мрез от силы резания Рz. Где: коэффициент запаса; Рz вертикальная составляющая сила резания Н кгс; D наружный диаметр поверхности обрабатываемой детали мм; D1 ...
46322. Разработка компоновки приспособления 117.5 KB
  Разработка компоновки приспособления Разработку общего вида приспособления начинают с нанесения на лист контуров заготовки. В зависимости от сложности приспособления вычерчивают несколько проекций заготовки. Разработку общего вида ведут методом последовательного нанесения отдельных элементов приспособления вокруг контуров заготовки. Более этого вычерчивают корпус приспособления который объединяет все перечисленные выше элементы.
46323. Составление расчетной схемы и исходного управления для расчета зажимного усилия Рз 202 KB
  Составление расчетной схемы и исходного управления для расчета зажимного усилия Рз Закрепление заготовки производится с помощью зажимных устройств различных конструкций. Принцип действия и конструкцию зажимного устройства конструктор выбирает исходя из конкретных условий выполнения операций: типа производства величин сил резания действующих на заготовку при выполнении операций конструктивных особенностей заготовки типа станка. Выбор коэффициента трения f заготовки с опорными и зажимными элементами. Выбор коэффициента трения заготовки с...
46324. Составление расчетной схемы и исходного уравнения для расчета исходного усилия Ри 359 KB
  Наряду с изменением величины исходного усилия силовой механизм может также изменять его направление, разлагать на составляющие и совместно с контактными элементами обеспечивать приложение зажимного усилия к заданной точке. Иногда силовые механизмы выполняют роль самотормозящего элемента, препятствуя раскреплению заготовки при внезапном выходе из строя привода.