Базовые понятия реляционной модели данных

Термин «реляционный» (от английского relation – отношение) указывает прежде всего на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении со­ставляющих ее частей, которые удобно представлять в виде двумерной таблицы.

Кодд показал, что набор отношений (таблиц) может быть использован для хранения дан­ных об объектах реального мира и моделирования связей между ними. Таким обра­зом, реляционная модель данных представляет информацию в виде совокупности взаимосвязанных таблиц, которые принято называть отношениями или реляциями.

Основными понятиями реляционной модели данных являются:

– тип данных;

– домен;

– атрибут;

– кортеж;

– ключ.

Рассмотрим смысл этих понятий на примере отношения (таблицы) СТУДЕНТЫ, содержащего информацию о студентах некоторого вуза (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Пример отношения СТУДЕНТЫ реляционной базы данных

Тип данных

Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью эквивалентно со­ответствующему понятию в алгоритмических языках. Набор поддерживаемых ти­пов данных определяется СУБД и может сильно различаться в разных системах. Однако практически все СУБД поддерживают следующие типы данных: Q -целочисленные; U -вещественные; О -строковые;

- специализированные типы данных для денежных величин;

- специальные типы данных для временных величин (дата и/или время);

- G типы двоичных объектов (данный тип не имеет аналога в языках программиро­вания; обычно для его обозначения используется аббревиатура BLOB – Binary Large Object).

Достаточно активно развивается подход к расширению возможностей реляционных систем абстрактными типами данных (соответствующими возможностями обладают, например, системы семейства Ingres/Postgres).

В рассматриваемом примере используются три типа данных – строковый (столбцы «Имя» и «Специальность»), временной тип (столбец «Дата рождения») и це­лочисленный тип («Курс» и «№ студенческого билета»).

Домен

Наименьшая единица данных реляционной модели – это отдельное атомарное (неразложимое) для данной модели значение данных.

Доменом называется мно­жество атомарных значений одного и того же типа. Иными словами, домен пред­ставляет собой допустимое потенциальное множество значений данного типа.

В нашем примере можно для каждого столбца таблицы определить домен:

- домены «Имена» и «Специальности» для столбцов «Имя» и «Специальность» со­ответственно будут базироваться на строковом типе данных – в число их значе­ний могут входить только те строки, которые могут изображать имя и название специальности (в частности, такие строки не должны начинаться с мягкого знака);

- домен «Даты рождения» для столбца «Дата рождения» определяется на базо­вом временном типе данных – данный домен содержит только допустимый диапазон дат рождения студентов;

- домены «Номера курсов» и «Номера студенческих билетов» базируются на целочисленном типе – в число его значений могут входить только те целые числа, которые могут обозначать номер курса университета (обычно от 1 до 6) и номер студенческого билета (обязательно положительное число).

Понятие домена более специфично для баз данных, хотя и имеет некоторые аналогии с диапазонными типами и множествами, имеющимися в ряде языков программиро­вания. В самом общем виде домен определяется заданием некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена, и произвольного логического выра­жения, применяемого к элементу типа данных. Если вычисление этого логического выражения дает результат «истина», то элемент данных является элементом домена.

Следует отметить также семантическую нагрузку понятия домена: данные счита­ются сравнимыми только в том случае, когда они относятся к одному домену. Если же значения двух атрибутов берутся из различных доменов, то их сравнение, вероятно, лишено смысла. В нашем примере значения доменов «Номера курсов» и «Номера студенческих билетов» основаны на одном типе данных – целочислен­ном, но не являются сравнимыми.

Понятие домена используется далеко не во всех СУБД. В качестве примера реляци­онных баз данных, использующих домены, можно привести Oracle и InterBase.