Структура реляционных данных

Отношение Это плоская таблица, состоящая из столбцов и строк.

В любой реляционной СУБД предполагается, что пользователь воспринимает базу данных как набор таблиц. Однако следует подчеркнуть, что это восприятие относит­ся только к логической структуре базы данных, т.е. ко внешнему и концептуальному уровням архитектуры ANSI-SPARC, которая рассматривалась нами ранее. Подобное восприятие не относится к физической структуре базы данных, которая может быть реализована с помощью различных структур хранения.

Атрибут Это поименованный столбец отношения.

В реляционной модели отношения используются для хранения информации об объ­ектах, представленных в базе данных. Отношение обычно имеет вид двумерной табли­цы, в которой строки соответствуют отдельным записям, а столбцы — атрибутам. При этом атрибуты могут располагаться в любом порядке — независимо от их переупорядо­чивания отношение будет оставаться одним и тем же, а потому иметь тот же смысл.

Например, информация о кафедрах ВУЗа может быть представлена отношением КАФЕДРА, включающим столбцы с атрибутами Код, Название, Тел, ФИО зав.каф., Фотография заведующего. Аналогично, информация о преподавателях может быть представлена в виде отношения ПРЕПОДАВАТЕЛИ, включающим столбцы с атрибутами Таб.номер, ФИО препод., Уч. Степень, Уч. Звание, Код кафедры. На рисунке 10 показаны примеры отношений КАФЕДРА и ПРЕПОДАВАТЕЛИ. Как видно, каждый столбец содержит значения одного и того же атрибута – например столбец Код содержит только номера существующих кафедр.

Домен Это набор допустимых значений для одного или нескольких атрибутов.

Домены представляют собой чрезвычайно мощный компонент реляционной модели. Каждый атрибут реляционной базы данных определяется на некотором домене. Домены могут отличаться для каждого из атрибутов, но два и более атрибутов могут определяться на одном и том же домене. На рис.10 вверху условно показаны домены для всех атрибутов отношения КАФЕДРА. Обратите внимание, что атрибуты Код и Телефон имеют разные домены, хотя эти атрибуты состоят из наборов цифр. Но эти цифровые наборы по-разному организованы. Если бы в этом отношении был также атрибут Факс, то он определялся бы из того же домена, что и атрибут Тел. Обратите внимание, что в любой момент времени в доменах могут существовать значения, которые не будут реально представлены значениями соответствующего атрибута.

Понятие домена имеет большое значение, поскольку благодаря ему пользователь может централизованно определять смысл и источник значений, которые могут полу­чать атрибуты. В результате при выполнении реляционной операции системе доступно больше информации, что позволяет ей избежать семантически некорректных операций. В чем состоит значение домена? Один из наиболее важных ответов на этот вопрос следующий: домены ограничивают сравнения. Например, бессмысленно сравнивать название улицы с номером телефона, даже если для обоих этих атрибутов определениями доменов являются символьные строки. С дру­гой стороны, помесячная арендная плата объекта недвижимости и количество месяцев, в течение которых он сдавался в аренду, принадлежат разным доменам (первый атри­бут имеет денежный тип, а второй — целочисленный). Однако умножение значений из этих доменов является допустимой операцией. Как следует из этих двух примеров, обеспечить полную реализацию понятия домена совсем непросто, а потому во многих РСУБД они поддерживаются не полностью, а лишь частично.

Кортеж Это строка отношения.

Элементами отношения являются кортежи, или строки, таблицы. В отношении КАФЕДРА каждая строка содержит пять значений, по одному для каждого атрибута. Кортежи могут располагаться в любом порядке, при этом отношение будет оставать­ся тем же самым, а значит, и иметь тот же смысл.

Описание структуры отношения вместе со спецификацией доменов и любыми
другими ограничениями возможных значений атрибутов иногда называют его заголовком (или содержанием (intension)). Обычно оно является фиксированным, до тех пор пока смысл отношения не изменяется за счет добавления в него дополнительных атрибутов. Кортежи называются расширением (extension), состоянием (state) или телом отношения, которое постоянно меняется.

Домены

Код Название Телефон ФИО Фотографии

Атрибуты

КАФЕДРА

Код	Название	ТЕЛ	ФИО зав. каф.	Фотография заведующего
	Информатики	310-47-74	Игнатьев В.В	Точечный рисунок1
	Математики	310-47-15	Иванов И.И.	Точечный рисунок2
	Истории	310-47-16	Смирнова И.В.	Точечный рисунок3
	Иностранного яз	310-47-17	Жданова А.Е.	Точечный рисунок4

Степень

ПРЕПОДАВАТЕЛИ

Таб. номер	ФИО препод.	Уч. степень	Уч. звание	Код кафедры
	Андреев А.П.	д-р техн. наук	профессор
	Апухтин И.С.	канд.Техн.Наук	доцент
	Блюмкина И.Л.	д-р физ.мат.	профессор
	Шапошников С.И.	д-р.техн.наук	профессор
	Ильясов И.Т.	канд.фил.наук	доцент
	Пустынцев А.П.	канд.ист.наук	доцент
	Сорокина М.Ф.	канд.фил.наук	доцент

Рис.10.Пример содержимого таблиц КАФЕДРА и ПРЕПОДАВАТЕЛИ

Степень Степень отношения определяется количеством атрибутов, кото­
рое оно содержит.

Отношение КАФЕДРА, показанное на рис. 10, имеет пять атрибутов и, следовательно, его степень равна пяти. Для удобства введен термин «арность». Это значит, что каждая строка таблицы является 5-арным кортежем, т.е. кортежем, содержащим 5 значений. Отношение только с одним атрибутом имеет степень 1 и называется унарным (unary) отношением (или 1-арным кортежем). Отношение с двумя атрибутами называется бинарным (binary), отношение с тремя атрибутами — тернарным (ternary), а для отношений с большим количеством атрибутов используется термин n-арный (n-агу). Определение степени отношения является частью заголовка отношения.

Кардинальность Это количество кортежей, которое содержит отношение.

Эта характеристика меняется при каждом добавлении или удалении кортежей. Кардинальность является свойством тела отношения и определяется текущим состоянием отношения в произвольно взятый момент.

И, наконец, мы подошли к определению самой реляционной базы данных.

Реляционная база данных - набор нормализованных отношений.
Реляционная база данных состоит из отношений, структура которых определяется с помощью особых методов, называемых нормализацией (normalization). (Обсуждение этого вопроса будет продолжено позже).

Замечание относительно терминологии. По определению, данному выше, отношение – это плоская таблица. Следовательно, реляционная БД – это, по существу, просто база данных, в которой данные представлены в виде таблиц. Возникает резонный вопрос: почему мы называем такую базу данных именно реляционной? Почему не табличной? Ответ прост: термин «реляционная» происходит от английского слова «relation», что переводится на русский язык как «отношение». Отношение - это математическое название таблицы с определенными свойствами. Следовательно, реляционная модель основана на математическом понятии отношения, физическим представлением которого является таблица. Дело в том, что Кодд, будучи опытным ма­тематиком, широко использовал математическую терминологию, особенно из теории множеств и логики предикатов.

Дата добавления: 2015-07-08