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

44838. Государственный экологический надзор. Производственный и общественный экологический контроль 36.5 KB
  Объекты хозяйственной и иной деятельности независимо от формы собственности находящиеся в ведении Российской Федерации: а объекты относящиеся к федеральным энергетическим системам ядерной энергетике федеральным транспорту путям сообщения информации и связи; б объекты связанные с обеспечением обороны и безопасности относящиеся к оборонному производству производству ядовитых веществ и наркотических средств; в объекты расположенные на землях находящихся в федеральной собственности в том числе землях лесного фонда Российской...
44839. Требования в области охраны окружающей среды при осуществлении хозяйственной и иной деятельности 28.5 KB
  Общие требования в области охраны окружающей среды при размещении проектировании строительстве реконструкции вводе в эксплуатацию эксплуатации консервации и ликвидации зданий строений сооружений и иных объектов содержатся в ст. 34 Федерального закона Об охране окружающей среды . Размещение проектирование строительство реконструкция ввод в эксплуатацию эксплуатация консервация и ликвидация зданий строений сооружений и иных объектов оказывающих прямое или косвенное негативное воздействие на окружающую среду осуществляются в...
44840. Техногенные аварии и катастрофы 24.58 KB
  Техногенные системы и их воздействие на природу и человека Техногенные аварии и катастрофы Аварийные и катастрофические ситуации в техногенной сфере на потенциально опасных объектах можно объединить по следующим типам: режимные возникают при штатном функционировании потенциально опасных объектов последствия от них предсказуемые защищённость от них высокая; проектные возникают при выходе за пределы штатных режимов с предсказуемыми и приемлемыми последствиями защищённость от них достаточная; запроектные возникают при...
44841. Принципы обеспечения экологической безопасности 40 KB
  В Указе Президента РФ О концепции национальной безопасности Российской Федерации подчеркивается что к числу приоритетных направлений деятельности государства в экологической сфере относятся: рациональное использование природных ресурсов воспитание экологической культуры населения; предотвращение загрязнения природной среды за счет повышения степени безопасности технологий связанных с захоронением и утилизацией токсичных промышленных и бытовых отходов; предотвращение радиоактивного загрязнения окружающей среды минимизация...
44842. Экологические риски. Экологическое страхование 36.5 KB
  Категории риска: приемлемый риск уровень риска с которым общество в целом готово мириться ради получения определенных благ или выгод в результате своей деятельность. Экологический риск это возможность возникновения неблагоприятных экологических последствий вызванных опасными природными или антропогенными в том числе техногенными факторами факторами риска. Факторы экологического риска это природные и антропогенные воздействия которые способны вызвать нежелательные опасные изменения состояния окружающей среды и здоровья человека:...
44843. Оценка воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду 41 KB
  Оценка воздействия на окружающую среду предназначена для выявления характера интенсивности и степени опасности влияния любого вида планируемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и здоровье населения. В процедуре ОВОС участвуют заказчик исполнитель работ по оценке воздействия и общественность. Исполнитель физ или юр лицо осуществляющее проведение оценки воздействия на окружающую среду которому заказчик предоставил право на проведение работ по оценке воздействия на ОС.
44844. Охраняемые природные территории 38 KB
  Общая площадь ООПТ федго и регго значения состт свыше 56 млн. ООПТ регго значения зант площадь равную 3 млн. га 536 от площади ООПТ в нашем регионе.В РФ создано более 13 тысяч ООПТ федго регго и месго значения.
44845. Характерные особенности метода и методики экономического анализа. Классификация методов и приемов экономического анализа 41 KB
  Характерные особенности метода и методики экономического анализа. Классификация методов и приемов экономического анализа Метод это способ подхода к изучению познанию и преобразованию реальной действительности. Методология это учение о принципах построения и формах научного познания. Методология ЭА более общее чем метод понятие; вбирающее в себя помимо метода знание о формировании экономических явлений их структурных связях и путях дальнейшего развития.