Деректер базасының реляциялық моделімен жұмыс істеу
ЖОСПАР
- Реляциялық модель және оның құрамдас бөліктері
- Реляциялық модельдің принциптері
- Артықшылықтары мен кемшіліктері
- Реляциялық деректер үлгісіндегі деректер құрылымы
Реляциялық модель – екі өлшемді кестелер жиынтығынан тұратын деректер жиынтығы. Кесте теориясы кестеде физикалық көрінісі кесте болып табылады, демек, модельдің атауы – реляциялық. Тиісінше, деректер базасын құру теориясы, ол математиканың осындай салаларының деректерді өңдеу тапсырмалары болып табылады, олар берілген теориялар және бірінші ретті логика. Иерархиялық және желілік деректер үлгісімен салыстыра отырып, реляциялық модель деректерді абстракцияның жоғары деңгейіне ие. Реляциялық модель деректерді таныстырудың ыңғайлы және ең танымал нысаны болып табылады, сондықтан қазіргі уақытта бұл үлгі – қазіргі заманғы барлық коммерциялық ДББЖ негізделетін де-факто стандарт. Реляциялық дерекқорлар реляциялық деректер үлгісінде жасалады.
Реляциялық деректер моделі келесі құрамдастардан тұрады:
Құрылымдық бөлім
Құрылымдық бөлік (аспект) кестелер түрінде қалыпты реттелген n-дік қатынастар жиынтығы бойынша салыстырмалы дерекқор құрылымын құру принципіне жауап береді. Реляциялық деректер базасы құрылымдық түрде тек қарым-қатынас түрінде ұсынылуы мүмкін.
Манипуляция бөлігі
Модельдің манипуляциялық бөлігінде байланыс операторларының қатынасы – реляциялық алгебра және реляциялық есептеу деп бекітілген. Бірінші механизм негізінен классикалық жиынтыққа негізделген (кейбір түсініктемелермен), екіншісі – бірінші ретті предикат есептеудің классикалық логикалық аппараттарына негізделген. Реляциялық модельдің манипуляциялық бөлігінің негізгі функциясы реляциялық дерекқорлардың кез-келген тілінің реляциялық деңгейін қамтамасыз ету болып табылады: егер қарым-қатынас реляциялық алгебра немесе реляциялық есепке қарағанда, кем емес экспрессивті және күші бар болса, реляциялық деп аталады.
Біртұтас бөлігі
Реляциялық деректер үлгісінің ажырамас бөлігінде кез-келген Реляциялық ДҚБЖ-да қолдау қажет болатын екі негізгі тұтастық талаптары бекітілген. Бірінші талап кәсіпорынның тұтастығы туралы талап деп аталады. Реляциялық деректер базасында нақты әлемнің объектісі немесе объектісі қатынастардың санына сәйкес келеді. Атап айтқанда, кез-келген қатынастың кез-келген байланысы осы қатынастың кез-келген басқа түкпірінен айырмашылығы бар, яғни. басқаша айтқанда, кез-келген қарым-қатынас бастапқы кілт болуы керек. Алдыңғы бөлімде көргеніміздей, жүйе қатынастардың негізгі қасиеттерін бұзбайтын болса, бұл талап автоматты түрде қанағаттандырылады.
Екінші талпыныс сілтеме тұтастығы деп аталады және бірнеше күрделі. Әлбетте, қарым-қатынастарды қалыпқа келтіруге қатысты нақты әлемнің күрделі объектілері бірнеше қатынастардың бірнеше буыны ретінде реляциялық дерекқорда ұсынылған. Сәйкестендірудің тұтастығы талабы немесе сыртқы кілт талаптары сілтеме қатынасында пайда болатын әрбір шетелдік кілт мәні үшін сілтеме қатынасында бірдей бастапқы кілт мәні бар кілт сөз болуы керек немесе сыртқы кілт мәні мәнсіз болуы керек (яғни, ештеңе айтпау керек).
Реляциялық модельдің принциптері 1969-1970 жж. Э Ф Кодд (E. F. Codd) жасалды. Codd идеялары алғаш рет «Үлкен ортақ дерекқор банктер үшін салыстырмалы модель» мақаласында жарияланды. Реляциялық деректер моделінің идеяларының қазіргі интерпретациясы C J. Data кітабында жазылған. «C. Күні. Дерекқор жүйелеріне кіріспе »
Реляциялық деректер моделінің артықшылығы мен кемшіліктері Артықшылықтары:
* Ақпаратты қарапайым және ыңғайлы түрде (кесте) ұсыну.
* Реляциялық деректер моделі қатаң математикалық аппаратқа негізделген, бұл деректер бойынша қажетті операцияларды қысқаша сипаттауға мүмкіндік береді.
* Өзгерістер болған кезде бағдарлама бағдарламасындағы өзгерістерден деректер тәуелсіздігі.
* Рәсімсіз түрдегі деректерді өңдеу тілдерін жасауға мүмкіндік береді.
* Деректер үлгісімен жұмыс істеу үшін, дерекқордың ұйымын толық білудің қажеті жоқ.
Кемшіліктері:
*Деректерге салыстырмалы түрде баяу қол жеткізу.
* Реляциялық модель негізінде деректер базасын құрудағы қиындық.
* Күрделі қатынастар кестесіне аудару қиын.
* Жад көлемі қатысты көп талап етеді.
Реляциялық деректер үлгісіндегі деректер құрылымы
Реляциялық деректер моделі деректер құрылымын қарастырады, оның ішінде:
- Қатынасы;
- Атрибуты;
- Домен;
- Тупле;
- Дәрежесі;
- Түбегейлі;
- Бастапқы кілт.
Байлаулар бағандар мен жолдардан тұратын тегіс (екі өлшемді) кесте болып табылады:
ID Тегі Тегі Аты
1 Игорь Петров Директор 1968
2 Иванов Олег адвокат 1973 ж
3 Ким Елена Бухгалтер 1980
4 Сэнин Илья менеджері 1981
5 Vasin Sergey Manager 1978
Атрибут – бұл аталатын баған.
Домен – бұл бір немесе бірнеше төлсипаттар үшін жарамды мәндердің жиынтығы.
Тупле – бұл қатынас жолы.
Дәреже құрамындағы атрибуттардың саны бойынша анықталады.
Шындық – бұл қарым-қатынас құрамындағы жұптар саны.
Бастапқы кілт кестенің бірегей идентификаторы болып табылады.
Реляциялық деректер үлгісінің формальды терминдері мен бейресми арасындағы сәйкестік:
* қатынасы (формальды термин) – кесте (формальды термин);
* төлсипат – баған;
* tuple – жол немесе жазба;
* дәрежесі – бағандардың саны;
* негізгі нөмірі – жолдардың саны;
* бастапқы кілт – бірегей идентификатор;
* домен – жарамды мәндердің жиынтығы.
Реляциялық деректер үлгісіндегі қатынастар және олардың орындалуы
D1, D2, …, Dn домендерінің жиынтығында R қатынасы осы домендердің Картесиан өнімінің жиыны болып табылады:
R ⊆ D1 × D2 × … × Dn
Мысал 1. Домендер анықталды: D1 – мұғалімдердің көптеген тегі, D2 – көптеген аудиториялар, D3 – көптеген білім беру топтары, D4 – көптеген білім беру пәндері. Өзара қарым-қатынасты жазыңыз: 1) мұғалімдерді оқыту курстарына тағайындау; 2) сыныптық кесте.
Шешім.
1) мұғалімдерді оқыту курстарына тапсыру:
R ⊆ D1 × D4.
Бұл көзқарас көптеген оқытушылар құрамын анықтайды, көптеген оқу пәндерін жүргізеді.
2) топтар бойынша сабақ кестесі:
R ⊆ D2 × D3 × D4.
Бұл көзқарас сабақ санының әртүрлі оқу топтары үшін әртүрлі академиялық пәндерде өткізілетін сандарын анықтайды.
Қатынас сипаттары:
* бірегей қатынас атауы;
* бірегей төлсипат атауы;
* бірдей теңшелімдер жоқ;
* топырақтар жоғарыдан төменге дейін тапсырыс берілмеген;
* атрибуттар солдан оңға қарай реттелмейді;
* барлық төлсипат мәндері атомдық (қалыпты қатынасы).
Осылайша, реляциялық деректер базасы қалыпты қарым-қатынастардың жиынтығы болып табылады. Өзара қарым-қатынас түрлеріне жету үшін айнымалы қарым-қатынас түсінігін енгіземіз. Байланыстың айнымалы мәні уақыт өткен сайын өзгеруі мүмкін аталатын нысан болып табылады. Әртүрлі уақытта қатынас айнымалысы әр түрлі жолдармен, бірақ сол бағандардағы әртүрлі дерекқор кестелері.
Байланыстың түрлері:
* аталған қатынас;
* негізгі қарым-қатынас;
* туынды қатынасы;
* Өз көзқарасы;
* қарау (қарау);
* суреттер;
* Сұрау нәтижесі;
* аралық нәтиже.
Аталған қатынас – CREATE операторы (CREATE TABLE, CREATE BASE RELATION, CREATE VIEW, CREATE SNAPSHOT) арқылы DBMS (дерекқорды басқару жүйесі) анықталған қатынас айнымалысы.
Алынған қатынас – басқа аталатын қатынастар арқылы анықталған қатынас.
Туынды қатынасы басқа – негізгі – қатынастардың болуына байланысты.
Экспресс қарым-қатынас – бұл белгілі қатынастар жиынтығынан кейбір реляциялық өрнек арқылы алынатын қатынас. Әрбір аталған қарым-қатынас – керісінше қатынас емес, керісінше емес. Негізгі қатынастар, презентациялар, суреттер, аралық және түпкілікті нәтижелер. Барлық қарым-қатынастардың жиынтығы барлық негізгі және барлық алынған қатынастардың жиынтығы болып табылады.
Көзқарас – аталған туынды қатынас. Дерекқорда анықтама ретінде ұсынылған. Өкілдік дерекқорды басқару жүйесінің (ДҚБЖ) физикалық жадында сақталмайды, бірақ басқа аталатын қарым-қатынастар арқылы қалыптастырылады.
Сұрау нәтижесі атаусыз туынды қатынасы болып табылады. ДҚБЖ сұрау нәтижелерінің үздіксіз болуын қамтамасыз етпейді. Сұраудың нәтижесін сақтау үшін, оны кез-келген аталмыш қатынасқа тағайындай аласыз.
Аралық нәтиже – аталмаған туынды қатынас, яғни үлкенірек өрнекте орналасқан ішкі сұраудың нәтижесі.
Байланысты деректер үлгісіндегі қатынас кілті
Қатынастық кілттері келесідей болуы мүмкін:
* супер перне;
* әлеуетті кілт;
* бастапқы кілт;
* шетелдік кілт;
* Суррогат кілті.
Байланыстың кілті – бір немесе бірнеше атрибуттардан тұратын түпнұсқа реляциялық схеманың ішкі айналымы, ол үшін мәндерге қатысты мәндердің бірегейлігі жарияланады. Негізгі қарым-қатынас схемасын жариялағанда, бірнеше негізгі мәлімдемелер көрсетілуі мүмкін.
Байланыстың кілті қарапайым немесе композитивті болуы мүмкін. Қарапайым кілт – бір және одан да көп төлсипаттан тұратын кілт. Композициялық кілт – екі немесе одан көп атрибуттардан тұратын кілт.
Суперкай – осы қатынастардың бірқатарын бірегейлендіретін атрибут немесе атрибуттар жиынтығы. Ол қосымша атрибуттарды қамтуы мүмкін. Суперкейдің артық емес қасиеті жоқ.
Ықтимал кілт – бірегейлік пен артық болмау талаптарын қанағаттандыратын қарым-қатынас атрибуты жиынтығы. Ол келесі қасиеттерге ие. Бірегейлік: кестеде біздің әлеуетті кілтде бірдей мәндері бар екі түрлі жолдар жоқ. Қайтадан артық емес: оның бірегейлігін жоғалтпауы үшін кілтдегі бағаналардың бірін алып тастау мүмкін емес. Мүмкіндік бір әлеуетті кілт болуы мүмкін.
Бастапқы кілт (бастапқы кілт, ПК) бастапқы кілт ретінде таңдалған қарым-қатынастың ықтимал кілттерінің бірі болып табылады. Бір және бір ғана бастапқы кілтті жариялауға жол беріледі. Негізгі кілт атрибуттары Нөлдік мәндерді қабылдамайды.
Шетелдік кілт (шетелдік кілт, FK) бұл жағдайда негізгі немесе басқа да негізгі қатынастарға негізделген негізгі қатынастағы кілт болып табылады.
Суррогат кілт – қатынастың қолданыстағы ақпараттық атрибуттарына қосылған қызмет төлсипаты. Суррогат кілтінің мақсаты – өзара қарым-қатынастың негізгі кілті. Бұл атрибуттың мәні жасанды түрде жасалады.
Байланысты деректер үлгісіндегі деректердің тұтастығы
Қауіпсіздік тұтастығы туралы түсініктер:
* NULL детерминант;
* объектінің тұтастығы;
* Сілтеме тұтастығы;
* корпоративтік тұтастық шектеулері.
Дәлелдер NULL болып табылады. Нөлдік мән мәннің анықталмағанын көрсетеді. Null ешқандай деректер түріне жатпайды және кез келген деректер түрінде анықталған кез келген атрибуттың мәндерінің арасында болуы мүмкін. Нөлмен қосарланған «арифметикалық» операция Null береді. NULL-мен салыстырғанда UNKNOWN береді.
Entity тұтастығы Кәсіпорынның тұтастығын қамтамасыз етудің талаптары бастапқы кілт әрбір субъектіні толығымен айқындауы керек, демек, бастапқы кілттің кез-келген мәнінің бір бөлігі ретінде анықталмаған мәндерге жол берілмейді. Төлсипат мәні атомдық болуы керек.
Сілтеме тұтастығы Сілтеме тұтастығының талабы сілтеме қатынасының айнымалы мәнінің қатынасы-құнының қосындысында пайда болатын әрбір шетелдік кілт үшін сілтеме арқылы көрсетілген қатынасы-қатынас қатынасының мәнінде бірдей бастапқы кілт мәнімен немесе Шетелдік кілт толығымен анықталмаған болуы керек. Байланыстың пайда болуына байланысы бар түйіндерді жою ережелері бар.
Сілтемелік тұтастық: қапшықты жою. Байланыстырылған қатынастардан түйісуді жоюдың үш тәсілі бар.
- Жоюды жою – Жою: шектеу.
- Каскад жою – Жою: Каскад.
- NULL мәнін орнату, шетел кілтінің мәнін анықталмаған күйге аудару – Жою: NULL параметрін орнату.
Жоюды шектеу. Сілтемелер бар түйіндерді жою мүмкін емес. Алдымен сілтеме жасайтын элементтерді жоюыңыз немесе сәйкесінше олардың шетелдік кілтінің мәндерін өзгерту керек.
Каскад жою. Байланыстың сілтемесінен байланыстырудан түйіспені жойған кезде, сілтеме қатынасынан бастап, барлық сілтемелерді автоматты түрде өшіреді.
Мәнді NULL мәніне орнатыңыз. Сілтеме жасалынған түймені жойғанда, барлық сілтемелерде кілттердің мәні автоматты түрде толық анықталмайды