Реляционная модель данных

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, а визуальное 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». Основа любой реляционной модели — таблица, организованная как структура типа столбец-строка (по ходу статьи, я могу использовать слово «поле», вместо слова «столбец»). Таблица (не считая связывающих) является представлением какого-то объекта, который вы хотите хранить в БД.

Основа любой реляционной модели — таблица, организованная как структура типа столбец-строка (по ходу статьи, я могу использовать слово «поле», вместо слова «столбец»). Таблица (не считая связывающих) является представлением какого-то объекта, который вы хотите хранить в БД.

Почти все современные системы основаны на реляционной (relational) модели управления базами данных. Название «реляционная» связано с тем, что каждая запись в такой базе данных содержит информацию, относящуюся (related) только к одному конкретному объекту. Кроме того, с данными двух типов (например, о клиентах и заказах) можно работать как с единым целым, основанным на значениях связанных между собой (related) данных. Например, если включать фамилию и адрес клиента в каждый его заказ, то это привело бы к хранению повторяющейся информации. Поэтому в реляционной системе информация о заказах содержит поле данных, куда вводится код клиента, по которому информация о каждом заказе объединяется с данными о соответствующем клиенте.

На реляционной модели данных строятся реляционные базы данных.

Реляционная модель данных включает следующие компоненты:

Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.

Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:

модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;

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;

наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

Принципы реляционной модели были сформулированы в 1969—1970 годах Э. Ф. Коддом (E. F. Codd). Идеи Кодда были впервые публично изложены в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks», ставшей классической.

Строгое изложение теории реляционных баз данных (реляционной модели данных) в современном понимании можно найти в книге К. Дж. Дейта. «C. J. Date. An Introduction to Database Systems» («Дейт, К. Дж.

Введение

в системы баз данных").

Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и сетевая модель. Некоторые системы, использующие эти старые архитектуры, используются до сих пор.

Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности Кроме того, в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации:

Нормализацией схемы базы данных называется процедура, производимая над базой данных с целью удаления в ней избыточности. Целью нормализации реляционной базы данных является устранение недостатков структуры базы данных, приводящих к избыточности, которая, в свою очередь, потенциально приводит к различным аномалиям и нарушениям целостности данных. Нормализация несет с собой немало преимуществ. Очевидно, что в нормализованной базе данных уменьшается вероятность возникновения ошибок, она занимает меньше места на жестком диске и т. д.