41029

Основные понятия реляционной модели данных (РМД)

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Основные понятия реляционной модели данных РМД Цели обучения: формирование у учащихся системы базовых понятий теории реляционных баз данных. Ожидаемые результаты обучения: учащиеся должны знать: понятие реляционная модель данных и её основные признаки; аспекты данных изучаемых реляционной моделью данных; основные реляционные объекты данных отношение поле запись кортеж кардинальное число степень первичный ключ домен; свойства отношений; соответствие элементов реляционной модели данных архитектуре NSI...

Русский

2013-10-22

47 KB

23 чел.

2.1. ЛЕКЦИЯ: Основные понятия реляционной модели данных (РМД)

Цели обучения: формирование у учащихся системы базовых понятий теории реляционных баз данных.

Ожидаемые результаты обучения: учащиеся должны знать:

  •  понятие "реляционная модель данных" и её основные признаки;
  •  аспекты данных, изучаемых реляционной моделью данных;
  •  основные реляционные объекты данных (отношение, поле, запись, кортеж, кардинальное число, степень, первичный ключ, домен);
  •  свойства отношений;
  •  соответствие элементов реляционной модели данных архитектуре ANSI/SPARK.

Реляционная СУБД — это система, удовлетворяющая двум условиям:

  •  данные воспринимаются пользователем как таблицы;
  •  генерация новых таблиц осуществляется пользователем с помощью операторов.

Реляционная БД представляет собой множество отношений (или таблиц).

Реляционная модель — это формальная теория, которая лежит в основе реляционных систем.
Реляционная модель изучает материал только на логическом уровне.
Реляционная модель рассматривает три аспекта данных: 

  •  структуру данных (объекты данных);
  •  целостность данных;
  •  обработку данных (операторы).

РЕЛЯЦИОННЫЕ ОБЪЕКТЫ ДАННЫХ 

Отношение — объект реляционной модели, который состоит из:

  •  заголовка отношения: состоит из множества атрибутов;
  •  тела отношения: состоит из множества кортежей.

Строки в отношении называются записями, а столбцы — атрибутами (полями).

Кортеж соответствует записи (строке таблицы).
Кардинальное число — это количество кортежей.
Степень — количество атрибутов.
Первичный ключ — уникальный идентификатор для таблицы, т.е. столбец или такая комбинация столбцов, что в любой момент времени не существует двух строк, содержащих одинаковое значение в этом столбце или комбинации столбцов.
Домен — это общая совокупность значений, из которой берутся настоящие значения для определенных атрибутов определенного отношения.

Ниже в таблице 2.1. приведено соответствие формальных реляционных терминов их неформальным эквивалентам. В дальнейшем мы будем пользоваться только формальной терминологией РМД.

Таблица 2.1.

Формальный реляционный термин

Неформальный эквивалент

Отношение

Таблица

Кортеж

Строка или запись

Кардинальное число

Количество строк

Атрибут

Столбец или поле

Степень

Количество столбцов

Первичный ключ

Уникальный идентификатор

Домен

Общая совокупность допустимых значений

На рисунке 2.1.1. показаны рассмотренные выше объекты РМД:

Рис. 2.1.1. Основные объекты РМД.

ДОМЕНЫ 

Скаляр – наименьшая семантическая единица данных (номер курса, название города и т.д.)
Домен - именованное множество скалярных значений одного типа.
Домены являются общими совокупностями значений, из которых берутся реальные значения атрибутов.
Каждый атрибут должен быть определен на единственном домене (или на основе одного домена): значения атрибута должны браться из этого домена. Домены ограничивают сравнения: сравниваемые значения должны принадлежать одному домену. В своей основе домен является типом данных.
Ограничения на названия:

  •  домены имеют уникальные имена в базе данных;
  •  именованные отношения имеют уникальные имена в базе данных;
  •  атрибуты имеют уникальные имена в содержащем их отношении (даже если содержащее их отношение не именовано!).

Замечание: желательно называть атрибуты таким же именем, что и лежащий в основе домен, или, по крайней мере, называть так, чтобы, например, в имени атрибута содержалась ключевая часть имени домена.

СВОЙСТВА ОТНОШЕНИЙ

  1.  Отношения не содержат одинаковых кортежей.
    Следствия:
    •  отношение и таблица — это не одно и то же, так как таблица (в общем случае) может содержать одинаковые строки, а отношение не может содержать одинаковых кортежей;
    •  всегда существует первичный ключ (точнее, всегда существует по крайней мере один потенциальный ключ).
  2.  Кортежи не упорядочены сверху вниз.
  3.  Атрибуты не упорядочены слева направо.
  4.  Все значения атрибутов атомарные, т.к. все лежащие в основе домены содержат только атомарные значения.

Соответствие элементов реляционной модели данных архитектуре ANSI/SPARK

Объекты реляционной модели

Архитектура ANSI/SPARK

Базовая таблица

Концептуальный уровень

Представление

Внешний уровень

Язык SQL

Подъязык данных

Контрольные вопросы

  1.  Дайте определение понятия "реляционная модель данных".
  2.  Дайте определение понятия "отношение".
  3.  Что представляет собой заголовок отношения?
  4.  Что представляет собой тело отношения?
  5.  Какова роль домена в реляционной модели данных?
  6.  Дайте определение понятия "степень отношения".
  7.  Дайте определение понятия "кардинальное число отношения".
  8.  Дайте определение понятия "кортеж отношения".
  9.  Дайте определение понятия "первичный ключ".
  10.  Перечислите свойства отношений.