Relacijski podatkovni model je... Opredelitev, pojem, struktura in teorija normalizacije

Relacijski model podatkov je edinstven pristop k upravljanju parametrov z uporabo strukture in jezika v skladu s predikatno logiko reda enot. Leta 1969 jo je prvič opisal angleški znanstvenik Codd. V tem projektu so vsi parametri predstavljeni kot tupli, združeni v posebna razmerja.

Namen relacijskega podatkovnega modela...

...je deklarativna metoda za določanje modelov in poizvedb.

Uporabniki neposredno zapišejo, katere informacije vsebuje zbirka podatkov in kakšno teorijo želijo iz nje pridobiti. Poleg tega lahko programska oprema sistema za upravljanje podatkovnih zbirk poskrbi za opis struktur za shranjevanje podatkov. Pomemben je tudi postopek iskanja informacij za odgovarjanje na poizvedbe.

Večina RDBMS uporablja definicije podatkov in jezik za iskanje SQL. Ti sistemi izvajajo, ki so lahko Obravnavajte ga kot inženirski približek relacijskega modela.

Tabela v shemi podatkovne zbirke SQL ustreza spremenljivki predikata. Omejitve in poizvedbe ključev SQL ustrezajo predikatom.

Vendar takšne podatkovne zbirke v številnih podrobnostih odstopajo od relacijskega modela in Codd je odločno nasprotoval spremembam, ki so ogrožale prvotna načela.

Pregled

Osnovna zamisel relacijskega podatkovnega modela je opis celotne podatkovne zbirke kot množice predikatov za končno sestavino spremenljivk, ki opisujejo omejitve za možne vrednosti in njihove kombinacije. Vsebina v vsakem trenutku predstavlja končni (logični) model. To je niz relacij, po ena za vsako predikatno spremenljivko, tako da so izpolnjene vse komponente. Prav to je tisto, kar relacijski podatkovni model.

Alternative

Drugi modeli so hierarhični in mrežni sistemi. Nekateri, ki uporabljajo starejše arhitekture, so še vedno priljubljeni v podatkovnih centrih z zahtevami po velikem obsegu. ali v primerih, ko so obstoječi sistemi tako zapleteni in abstraktni, da bi bil prehod na relacijski model predrag. Prav tako je treba omeniti novo objektno usmerjene podatkovne zbirke.

Izvajanje

Bilo je več poskusov, da bi dobili pravo materializacijo RMD, ki jo je prvotno opredelil Codd in so jo razložili drugi znanstveniki.

Relacijski model predstavitve podatkov je bil glavni tovrstni model, ki je bil opisan s formalnimi matematičnimi izrazi. Hierarhične in omrežne zbirke podatkov so obstajale že pred relacijskimi sistemi, vendar so bile njihove specifikacije razmeroma neformalne. Ko je bil RMD opredeljen, so strokovnjaki velikokrat poskušali primerjati in primerjati različne modele, kar je privedlo do natančnejših opisov zgodnjih sistemov. Čeprav je postopkovna narava vmesnikov za manipulacijo s podatki pri hierarhičnih in omrežnih podatkovnih zbirkah omejevala možnosti za formalizacijo.

Teme

Temeljna predpostavka pojma relacijskega podatkovnega modela je, da so vsi predstavljeni kot matematični "п" - tipično razmerje, "Sp" - parno razmerje, ki je podmnožica v kartezičnem produktu več področij. V matematičnem modelu se sklepanje o takšnih podatkih izvaja v dvovredni predikatni logiki, kar pomeni, da sta za vsako propozicijo možni dve oceni: resnična ali neresnična (in brez tretje vrednosti, kot sta neznano ali ne velja, od katerih se vsaka pogosto povezuje s pojmom 0). Podatki se obdelujejo z računom ali algebro, ki sta enakovredna po izrazni moči.

Vrste podatkovnih modelov, relacijski podatkovni model

RMD omogoča razvijalcu, da ustvari dosledno in logično predstavitev informacij. To dosežemo tako, da navedene omejitve vključimo v zasnovo zbirke podatkov, ki se običajno imenuje logična shema. Teorija je razviti postopek normalizacije modela, s katerim je mogoče iz nabora logično enakovrednih alternativ izbrati projekt z določenimi želenimi lastnostmi. Pri načrtih dostopa ter drugih izvedbah in operacijah podrobnosti obravnava motor RDBMS in se ne odražajo v logičnem modelu. To je v nasprotju z običajno prakso, pri kateri so za uglaševanje zmogljivosti pogosto potrebne spremembe logične funkcije.

Osnovni relacijski podatkovni model predstavlja gradnik, ki je domena ali vrsta informacij, običajno zmanjšana na minimum. Tuple je urejena množica vrednosti atributov. Ti pa so vzajemni par imena in vrste. To je lahko skalarna vrednost ali kompleksnejša različica.

Razmerje je sestavljeno iz glave in telesa

Prvi je niz atributov.

Telo (z n-povezavami) je množica nizov.

Tudi tangencialni naslov je predmet vsake strukture.

Relacijski podatkovni model je opredeljen kot množica n- tuplov. V matematiki in MRD je množica neurejena zbirka edinstvenih neponavljajočih se elementov, čeprav nekatere RDBMS za svoje podatke zahtevajo doslednost. V matematiki ima tuple vrstni red in dopušča podvajanje. Э. Ф. Codd je prvotno določil tuple s to matematično definicijo.

Kasneje je ena od izjemnih idej iz enačbe Eq. Ф. Codd je želel povedati, da bi bila uporaba imen atributov namesto vrstnega reda v računalniškem jeziku, ki temelji na relacijah, veliko bolj priročna (na splošno). Ta izjava je uporabna še danes. Čeprav se je koncept spremenil, se ime tuple ni spremenilo. Takojšnja in pomembna posledica tega razlikovanja je, da v relacijskem modelu kartezični produkt postane komutativen.

Tabela je običajna vizualna predstavitev. Tuple je podoben konceptu niza.

Relvar je poimenovana spremenljivka neke posebne vrste tangente, na katero je v vsakem trenutku vezana neka relacija te vrste je dodeljen, čeprav lahko pogled vsebuje nič nizov.

Osnove relacijskega podatkovnega modela: vse informacije so predstavljene z vrednostmi informacij v relacijah. V skladu s tem načelom je relacijska baza množica relavarjev, rezultat vsake poizvedbe pa je predstavljen kot tangenta.

Doslednosti relacijske podatkovne zbirke ne zagotavljajo pravila, vgrajena v aplikacije, ki jo uporabljajo, temveč omejitve, ki so razglašene kot del logične sheme in jih DBMS izvaja za vse aplikacije. Omejitve so izražene z uporabo relacijskih primerjalnih operatorjev, od katerih je le eden podmnožica (⊆), kar teoretično zadostuje. V praksi naj bi bilo na voljo več uporabnih okrajšav, med katerimi sta najpomembnejši kandidatni ključ in omejitev zunanjega vira. To je bistvo relacijskega podatkovnega modela.

Tolmačenje

Da bi v celoti razumeli RMD, je treba razumeti nameravano razlago kot razmerje.

Včasih se telo razmerja imenuje njegov podaljšek. To je zato, ker ga je treba razlagati kot predstavitev povečanja nekega predikata. To je množica resničnih stavkov, ki jih lahko oblikujemo tako, da vsako prosto spremenljivko nadomestimo z imenom.

Med objektno-relacijskimi podatkovnimi modeli obstaja enoznačno ujemanje. Vsak tuple telesa relacije vsebuje vrednosti atributov za ustvarjanje primerka predikata z zamenjavo vsake od njegovih prostih spremenljivk. Rezultat je izjava, za katero se domneva, da je resnična zaradi pojavljanja tupla v telesu relacije. Nasprotno pa se vsak postopek, katerega naslov ustreza imenu razmerja, vendar se ne pojavi v telesu, šteje za lažnega.

Ta trditev je znana kot hipoteza o zaprtem svetu. Pogosto se krši v praktičnih podatkovnih zbirkah, kjer lahko odsotnost tupla pomeni, da resnica ustreznega stavka ni znana. Na primer, odsotnost nekaterih pojmov ("John", "španščina") v tabeli jezikovnih spretnosti ni nujno dokaz, da deček z imenom John ne govori špansko.

Uporaba v podatkovnih bazah, teorija normalizacije

Predmet informacij, ki se uporabljajo v tipični relacijski RDB, je lahko niz celih števil, niz znakov, niz datumov, dve logični vrednosti true in false itd. Ustrezna predmetna imena za te številke so lahko nizi z imeni "Indeks", "Opravite potrebno delo", "Čas", "Logični pomen" in tako naprej.

Vendar je pomembno razumeti, da relacijska teorija ne določa, katere vrste je treba podpirati. In res je, poleg vgrajenih določb, ki jih zagotavlja sistem, naj bi bile zdaj na voljo tudi določbe za uporabniške entitete.

Atribut

To je izraz, ki se v teoriji uporablja za tisto, kar se običajno imenuje stolpec. Podobno se namesto teoretičnega izraza tangenta običajno uporablja tabela (čeprav v jeziku SQL nikakor ni sinonim za relacijo). Podatkovna struktura tabele je določena kot seznam definicij stolpcev, od katerih ima vsak edinstveno ime in vrsto vrednosti, ki so zanj dovoljene.

Vrednost atributa je zapis na določeni lokaciji, npr. John Doe in 35.

Tuple je v bistvu enak vrstici, le da v jeziku SQL, kjer so pomeni stolpcev v vrstici urejeni, tupli niso ločeni. Namesto tega je vsaka vrednost definicije identificirana samo z imenom in ne z njenim vrstnim številom v nizu. Ime atributa je lahko Ime ali Starost.

Odnos

To je tabela, ki opredeljuje strukturo in videz podatkov v tej strukturi. Definicija je glava, podatki v njej pa so telo, niz nizov. Spremenljivka razmerja se običajno imenuje glavna tabela. Glava vrednosti, ki ji je dodeljena, vedno ustreza vrednosti, določeni v določeni celici, njeno telo pa ustreza vrednosti, ki ji je bila nazadnje dodeljena s klicem izjave za posodobitev (običajno INSERT, UPDATE ali DELETE).

Teoretična večplastna formulacija

Osnovni koncepti v relacijskem modelu so imena in imena atributov. Predstavljeni morajo biti kot nizi, na primer "Oseba" и "Ime", in običajno jih je treba pokriti s spremenljivkami. Drug osnovni pojem je množica atomskih vrednosti, ki vsebujejo potrebne in pomembne pomene, kot so številke in nizi.