ВОПРОС16! Поява теоретико-множинних моделей в системах баз даних було визначено нагальною потребою користувачів у переході від роботи з елементами даних, як це робиться в графових моделях, до роботи c деякими макрооб'єктами.
Основною моделлю в цьому класі є реляційна модель даних. Теоретичною основою реляційної моделі стала теорія відносин, основу якої заклали два логіка - американець Чарльз Содерс Пірс (1839-1914) і німець Ернст Шредер (1841-1902).
Реляційна модель являє собою сукупність даних, що складається з набору двовимірних таблиць.
В інструкціях по теорії відносин було показано, що безліч відносин замкнуто щодо деяких спеціальних операцій, тобто утворює разом з цими операціями абстрактну алгебру. Це найважливіша властивість відносин було використано в реляційної моделі для розробки мови маніпулювання даними, пов'язаного з вихідної алгеброю.
Американський математик Е. Ф. Кодд в 1970 році вперше сформулював основні поняття і обмеження реляційної моделі, обмеживши набір операцій в ній сімома основними і однієї додаткової операцією. Пропозиції Кодда були настільки ефективні для систем баз даних, що за цю модель він був удостоєний престижної премії Тьюринга в області теоретичних основ обчислювальної техніки.
Будь-яка таблиця в реляційній базі складається з рядків, які називають записами. і стовпців, які називають полями. На перетині рядків і стовпців знаходяться конкретні значення даних. Для кожного поля визначається безліч його значень, наприклад, поле «Місяць» може мати дванадцять значень.
Структура таблиці в реляційної базі характеризується наступним:
вона складається із сукупності стовпців;
кожен стовпець має унікальне, тобто не повторюється в інших стовпцях, ім'я;
послідовність стовпців в таблиці не суттєва;
всі рядки таблиці організовані за однаковою структурою, тобто мають один і той же кількість реквізитів та мають однакову довжину;
в таблиці немає однакових рядків;
кількість рядків в таблиці практично не обмежена;
послідовність рядків у таблиці не суттєва;
при виконанні маніпуляцій з таблицею всі рядки і стовпці можуть переглядатися в довільному порядку безвідносно до їх змісту і сенсу.
Для цього типу моделі є розвинений математичний апарат - реляційна алгебра. В реляційній алгебрі пойменований стовпець відносини називається атрибутом, а безліч всіх можливих значень конкретного атрибута - доменом. Рядки таблиці зі значеннями різних атрибутів називають кортежами.
Наприклад, в таблиці, наведеної на рис. 7, кортежі - це di1, di2, ..., din (i = 1,2, ... m); а домени - d1к, d2к, ..., dmk (k = 1,2, ... n). Кількість атрибутів, що містяться в відношенні, визначає його ступінь. а кількість кортежів - кардинальність відносини.
Мал. 22. Домени і кортежі відносини
Один або кілька атрибутів, значення яких однозначно визначають кортеж відносини, називається його ключем. або первинним ключем, або ключовим полем. Тобто ключове поле-це таке поле, значення якого в даній таблиці не повторюється. Так, якщо таблиця містить список співробітників, і в ній є поля: Табельний номер, ПІБ, посада, - то в якості ключа можна взяти поле Табельний номер. Базові поняття реляційної моделі проілюстровані на рис. 23.
Мал. 23. Базові поняття реляційної моделі даних
Записи в таблиці зберігаються впорядкованими по ключу. Ключ може бути простим, що складається з одного поля, і складним, що складається з декількох полів. Складний ключ вибирається в тих випадках, коли жодне поле таблиці однозначно не визначає запис.
Крім первинного ключа в таблиці можуть бути вторинні ключі, звані ще зовнішніми ключами, або індексами.
Індекс- це поле або сукупність полів, чиї значення є в кількох таблицях і яке є первинним ключем в одній з них. Значення індексу можуть повторюватися в деякій таблиці. Індекс забезпечує логічну послідовність записів в таблиці, а також прямий доступ до запису.
По первинному ключу завжди відшукується тільки один рядок, а по вторинному - може відшукувати група рядків з однаковими значеннями первинного ключа. Ключі потрібні для однозначної ідентифікації та впорядкування записів таблиці, а індекси для впорядкування і прискорення пошуку.
Індекси дозволяють ефективно реалізувати пошук і обробку даних, формую додаткові індексні файли. При коригуванні даних автоматично впорядковуються індекси, змінюється місце розташування кожного індексу згідно з прийнятим умові (збільшення чи спадаючій значень). Самі ж записи реляційної таблиці не переміщаються при видаленні або включення нових екземплярів записів, зміну значень їх ключових полів.
За допомогою індексів і ключів встановлюються зв'язки між таблицями. Зв'язок встановлюється шляхом присвоєння значень зовнішнього ключа однієї таблиці значень первинного ключа іншої. Група пов'язаних таблиць називаетсясхемой даних