75450

Реляционная структура данных, реляционные базы данных

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Реляционная структура данных реляционные базы данных В конце 60х годов появились работы в которых обсуждались возможности применения различных табличных даталогических моделей данных т. возможности использования привычных и естественных способов представления данных...

Русский

2015-01-15

53 KB

0 чел.

19. Реляционная структура данных, реляционные базы данных

В конце 60-х годов появились работы, в которых обсуждались возможности применения различных табличных даталогических моделей данных, т.е. возможности использования привычных и естественных способов представления данных. Наиболее значительной из них была статья сотрудника фирмы IBM д-ра Э.Кодда (Codd E.F., A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. CACM 13: 6, June 1970), где, вероятно, впервые был применен термин "реляционная модель данных".

Будучи математиком по образованию Э.Кодд предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение). Он показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение – relation (англ.) [3, 7, 9].

Наименьшая единица данных реляционной модели – это отдельное атомарное (неразложимое) для данной модели значение данных. Так, в одной предметной области фамилия, имя и отчество могут рассматриваться как единое значение, а в другой – как три различных значения.

Доменом называется множество атомарных значений одного и того же типа. Так, на рис. 1.1 домен пунктов отправления (назначения) – множество названий населенных пунктов, а домен номеров рейса – множество целых положительных чисел.

Смысл доменов состоит в следующем. Если значения двух атрибутов берутся из одного и того же домена, то, вероятно, имеют смысл сравнения, использующие эти два атрибута (например, для организации транзитного рейса можно дать запрос "Выдать рейсы, в которых время вылета из Москвы в Сочи больше времени прибытия из Архангельска в Москву"). Если же значения двух атрибутов берутся из различных доменов, то их сравнение, вероятно, лишено смысла: стоит ли сравнивать номер рейса со стоимостью билета?

Отношение на доменах D1, D2, ..., Dn (не обязательно, чтобы все они были различны) состоит из заголовка и тела. На рис. 3.1 приведен пример отношения для расписания движения самолетов (рис. 1.1).

Заголовок (на рис. 1.1 он назывался интерпретацией) состоит из такого фиксированного множества атрибутов A1, A2, ..., An, что существует взаимно однозначное соответствие между этими атрибутами Ai и определяющими их доменами Di (i=1,2,...,n).

Рис. 3.1. Отношение с математической точки зрения (Ai - атрибуты, Vi - значения атрибутов)

Тело состоит из меняющегося во времени множества кортежей, где каждый кортеж состоит в свою очередь из множества пар атрибут-значение (Ai:Vi), (i=1,2,...,n), по одной такой паре для каждого атрибута Ai в заголовке. Для любой заданной пары атрибут-значение (Ai:Vi) Vi является значением из единственного домена Di, который связан с атрибутом Ai.

Степень отношения – это число его атрибутов. Отношение степени один называют унарным, степени два – бинарным, степени три – тернарным, ..., а степени n – n-арным. Степень отношения "Рейс" (рис. 1.1) – 8.

Кардинальное число или мощность отношения – это число его кортежей. Мощность отношения "Рейс" равна 10. Кардинальное число отношения изменяется во времени в отличие от его степени.

Поскольку отношение – это множество, а множества по определению не содержат совпадающих элементов, то никакие два кортежа отношения не могут быть дубликатами друг друга в любой произвольно-заданный момент времени. Пусть R – отношение с атрибутами A1, A2, ..., An. Говорят, что множество атрибутов K=(Ai, Aj, ..., Ak) отношения R является возможным ключом R тогда и только тогда, когда удовлетворяются два независимых от времени условия:

  1.  Уникальность: в произвольный заданный момент времени никакие два различных кортежа R не имеют одного и того же значения для Ai, Aj, ..., Ak.
  2.  Минимальность: ни один из атрибутов Ai, Aj, ..., Ak не может быть исключен из K без нарушения уникальности.

Каждое отношение обладает хотя бы одним возможным ключом, поскольку по меньшей мере комбинация всех его атрибутов удовлетворяет условию уникальности. Один из возможных ключей (выбранный произвольным образом) принимается за его первичный ключ. Остальные возможные ключи, если они есть, называются альтернативными ключами.

Вышеупомянутые и некоторые другие математические понятия явились теоретической базой для создания реляционных СУБД, разработки соответствующих языковых средств и программных систем, обеспечивающих их высокую производительность, и создания основ теории проектирования баз данных. Однако для массового пользователя реляционных СУБД можно с успехом использовать неформальные эквиваленты этих понятий:

Отношение – Таблица (иногда Файл),
Кортеж – Строка (иногда Запись),
Атрибут – Столбец, Поле.

При этом принимается, что "запись" означает "экземпляр записи", а "поле" означает "имя и тип поля".

Реляционная база данных

Реляционная база данных – это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД. Однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц.

1. Каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя.

2. Строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего.

3. Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы.

4. Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы).

5. Полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений данных и такой метод представления является единственным. В частности, не существует каких-либо специальных "связей" или указателей, соединяющих одну таблицу с другой. Так, связи между строкой с БЛ = 2 таблицы "Блюда" на рис. 3.2 и строкой с ПР = 7 таблицы продукты (для приготовления Харчо нужен Рис), представляется не с помощью указателей, а благодаря существованию в таблице "Состав" строки, в которой номер блюда равен 2, а номер продукта – 7.

6. При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а также возможность выделения любой их строки или любого набора строк с указанными признаками (например, рейсов с пунктом назначения "Париж" и временем прибытия до 12 часов).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21222. Психология цвета 871.5 KB
  Бехтерев Цвет в рекламе понятие святое. Начиная серию публикаций о цвете мы осознаем что тема это сложна и обширна. Вашему вниманию предлагается первая часть темы: психология восприятия цвета.
21223. Психология цвета. Символика цвета. Цвет и характер. Цвет и работоспособность 94 KB
  Символика цвета. Цвет и характер. Цвет и работоспособность.
21224. Цвет влияет на принятие решений 84.5 KB
  Эксперты советуют чаще использовать зеленый утверждения зеленого цвета вызывают согласие. По заказу компании НР была проанализирована возможность влиять на отношение аудитории к напечатанным утверждениям используя различные цвета печати. Результаты этого исследования должны помочь компаниям лучше понять каким образом различные группы реагируют на цвет и в свою очередь дадут им возможность проанализировать и улучшить использование цвета во внутренних и внешних коммуникациях. Согласно исследованию использование зеленого цвета оказалось...
21225. Психология цвета в одежде 43 KB
  Вам хотелось бы знать как цвет одежды влияет на того кто ее носит и как воспринимаются определенные цвета окружающими Посмотрите одну из существующих классификаций воздействия цвета. Цвет Эмоциональное воздействие Символическое значение Желтый теплый Стимулирует веселит бодрит оживляет Солнце благодарность Желтый холодный Тошнота отвращение бред Ревность зависть измена Оранжевый Радует ободряет активирует Солнце радость богатство мощь роскошь торжество Краснооранжевый Возбуждает дразнит подстрекает Любовь гордость мощь...
21226. Психология цвета в рекламе 61 KB
  Цвета обращаются к чувствам а не к логике человека. Цвета обращаются к чувствам а не к логике человека а именно: вызывают психологическую реакцию: подчеркивают качество настроение чувство; создают теплую или холодную среду; отражают времена года и т. Как показывают специальные исследования 80 цвета и света поглощаются нервной системой и только 20 зрением.
21227. Педагогическая психология 22.98 KB
  Если в дидактике Каменского Песталлоци психологическая сторона образовательного процесса разработана еще не достаточно то начиная с работ Дистервейка и Ушинского поднимается вопрос о необходимости изучения психологии ученика и психологии учителя разработка психологического подхода к рассмотрению образовательного процесса как совокупности обучения и воспитания с конца 19до начала 80х годов 20 века оформленея педагогической психологии в самостоятельную отрасль появление первых экспериментальных работ в этой области. характеризуется...
21228. Психологические аспекты теории и практики обучения 32.62 KB
  Леонтьев учение рассматривал как тип ведущей деятельности. Которая не только занимается большой период времени но и в ее русле формируется мама личность ученика более частные виды деятельности. Платонов считал что учение это вид деятельности в процессе которой осуществляется обучение личности и достигается ее обученность Научение. Ительсон считал что научение это устойчивое целесообразное изменение физической и психической деятельности поведения которое возникает благодаря предшествующей деятельности и не вызывается непосредственно...
21229. Класифікація підприємств роздрібної торгівлі 28.21 KB
  Кінцевою ланкою, що завершує процес просування товарів від виробника до споживача, є роздрібна торгівля — діяльність субєктів товарного ринку з продажу товарів і надання додаткових послуг безпосередньо населенню. У роздрібній торгівлі товари переходять зі сфери обігу у сферу споживання
21230. Педагогическая деятельность 16.43 KB
  деятельности: обучающая воспитывающая организационная управленческая консультационнодиагностическая Во все виды входят 3 компонента: постановка цели и задач Включает в себя анализ педагогической ситуации совокупность условий в которых учитель ставит принимает и реализует пед. Решение пед задач идет в неск. педагогические средства и решения задач При выборе средств и способов пед.