Relační datový model je... Definice, pojem, struktura a teorie normalizace

Relační datový model je jedinečný přístup ke správě parametrů pomocí struktury a jazyka podle predikátové logiky jednotkového řádu. Poprvé ji popsal v roce 1969 anglický vědec Codd. V tomto projektu jsou všechny parametry reprezentovány jako n-tice seskupené do konkrétních vztahů.

Účel relačního datového modelu...

...je poskytnout deklarativní metodu pro specifikaci modelů a dotazů.

Uživatelé si přímo všimnou, jaké informace databáze obsahuje a jakou teorii od ní chtějí. A také umožňují softwaru systému správy databází postarat se o popis struktur pro jeho uložení. Důležitý je také postup informačního vyhledávání pro odpovědi na dotazy.

Většina RBD používá definice dat SQL a vyhledávací jazyk. Tyto systémy implementují, co můžete považovat za inženýrskou aproximaci relačního modelu.

Tabulka v databázovém schématu SQL odpovídá predikátové proměnné. Klíčová omezení a dotazy SQL odpovídají predikátům.

Takové databáze se však v mnoha detailech odchylují od relačního modelu a Codd se vehementně postavil proti změnám, které ohrožují původní principy.

Přehled

Základní myšlenkou relačního datového modelu je popsat celou základnu jako sadu predikátů pro konečné proměnné složky popisující omezení možných hodnot a jejich kombinací. Obsah v daném okamžiku představuje konečný (logický) model. To znamená, že sada vztahů, jeden na predikát proměnné, takže všechny komponenty jsou splněny. Právě to je relační datový model.

Alternativa

Dalšími modely jsou hierarchické a síťové systémy. Některé, které používají starší architektury, jsou stále populární v datových centrech s vysokými požadavky na objem. Nebo v případech, kdy jsou stávající systémy tak složité a abstraktní, bude přechod na ně pomocí relačního modelu neúnosně drahý. A také je třeba poznamenat nové objektově orientované databáze.

Realizace

Bylo provedeno několik pokusů o získání skutečné materializace PMD, původně definované Coddem a vysvětlené jinými vědci.

Relační model reprezentace dat byl hlavním svého druhu, který byl popsán formálně-matematicky. Hierarchické a síťové základny existovaly před relačními systémy, ale jejich specifikace byly relativně neformální. Jakmile byla identifikována PMD, odborníci se pokusili porovnat a porovnat různé modely-a to vedlo k přísnějším popisům raných systémů. Ačkoli procedurální povaha rozhraní pro manipulaci s daty pro hierarchické a síťové základny omezovala možnosti formalizace.

Tématu

Základním předpokladem pojmu relačního datového modelu je, že všechny jsou prezentovány jako matematické "p" - typické vztahy, "Sp" - párová vazba, která je podmnožinou kartézského produktu několika domén. V matematickém modelu se uvažování o takových datech provádí ve dvouciferné predikátové logice, což znamená, že pro každou větu existují dva možné odhady: buď pravda, nebo nepravda (a neexistuje žádná třetí hodnota, jako je neznámá nebo nepoužitelná, z nichž každá je často spojena s pojmem 0). Data jsou zpracovávána pomocí počtu nebo algebry, které jsou ekvivalentní v expresivní síle.

Druhy datových modelů, relační datový model

RMD umožňuje vývojáři vytvořit konzistentní, logické znázornění informací. Toho je dosaženo začleněním stanovených omezení do databázového projektu, který se běžně označuje jako logické schéma. Teorie spočívá ve vývoji procesu normalizace modelů, kterým lze vybrat projekt s určitými požadovanými vlastnostmi ze sady logicky ekvivalentních alternativ. V přístupových plánech a dalších implementacích a provozech jsou díly zpracovávány motorem DBMS a neodrážejí se v logickém modelu. To je v rozporu s běžnou praxí, kdy ladění výkonu často vyžaduje změny logické funkce.

Základní relační datový model představuje stavební blok-jedná se o doménu nebo typ informací, obvykle zkrácený na minimum. N-tice je uspořádaná sada hodnot atributů. A jsou zase vzájemným párem jména a typu. Může to být buď skalární hodnota, nebo složitější možnost.

Vztah se skládá z názvu a těla

První je sada atributů.

Tělo (s n-poměrem) je sada n-tic.

Název doteku je také tématem každé struktury.

Relační datový model je definován jako sada n-tic. V matematice i MRD je sada neuspořádanou sbírkou jedinečných neveřejných prvků, i když některé DBMS ukládají konzistenci svým datům. V matematice má n-tice pořadí a umožňuje duplikaci. E. F. Codd původně nastavil n-tice pomocí této matematické definice.

Později jeden z velkých nápadů e. F. Codda bylo, že použití názvů atributů namísto objednávání by bylo mnohem pohodlnější (obecně) v počítačovém jazyce založeném na vztazích. Toto tvrzení je dnes stále užitečné. Ačkoli se koncept změnil, název "n-tice" se nezměnil. Okamžitým a důležitým důsledkem tohoto rozlišovacího prvku je, že v relačním modelu se kartézský produkt stává komutativním.

Tabulka je obecně přijímaná vizuální reprezentace vztahů. N-tice je podobná konceptu řetězce.

Relvar je pojmenovaná proměnná nějakého konkrétního typu dotyku, ke kterému je vždy nějaký vztah tohoto typu přiřazeno, i když pohled může obsahovat n-tice.

Základy relačního datového modelu: všechny informace jsou reprezentovány hodnotami informací ve vztahu. Podle tohoto principu je relační základna sada relvars a výsledek každého dotazu je prezentován jako dotyk.

Konzistence relační databáze není zajištěna pravidly zabudovanými do aplikací, které ji používají, ale spíše omezeními deklarovanými jako součást logického schématu a implementovanými DBMS pro všechny aplikace. Omezení jsou vyjádřena pomocí relačních srovnávacích operátorů, z nichž pouze jeden je podmnožinou (⊆), teoreticky dostačující. V praxi se očekává, že bude k dispozici několik užitečných zkratek, z nichž nejdůležitější jsou kandidátské klíče a omezení externího zdroje. To vše je relační datový model.

Interpretace

Aby bylo možné plně vyhodnotit RMD, je nutné pochopit zamýšlenou interpretaci ve formě vztahu.

Tělo dotyku se někdy nazývá jeho rozšíření. Proto by měl být interpretován jako reprezentace zvýšení nějakého predikátu. Toto je sada skutečných vět, které lze vytvořit nahrazením každé volné proměnné názvem.

Mezi objektově relačními datovými modely existuje vzájemná korespondence. Každá n-tice relačního těla poskytuje hodnoty atributů k vytvoření instance predikátu substitucí každé z jejích volných proměnných. Výsledkem je tvrzení, které je považováno za pravdivé kvůli vzhledu n-tice v těle vztahu. Naopak každý proces, jehož název odpovídá názvu vztahu, ale který se v těle neobjevuje, je považován za nepravdivý.

Tento předpoklad je známý jako hypotéza uzavřeného světa. To je často narušen v praktických databázích, kde nedostatek n-tice může znamenat, že pravda odpovídající věty je neznámá. Například nedostatek některých konceptů ("John", "španělština") v tabulce jazykových dovedností nemusí nutně sloužit jako důkaz, že chlapec jménem John nemluví španělsky.

Aplikace na databáze, normalizační teorie

Předmětem informací používaných v typickém relačním PMD může být množina celých čísel, sada znakových řetězců, která tvoří data nebo dvě booleovské hodnoty true a false atd. Odpovídající názvy subjektů pro tyto tvary mohou být řetězce s názvy "Index", "Proveďte potřebnou práci", "Čas", "Logická hodnota" a tak dále a podobně.

Je však důležité pochopit, že teorie vztahů nedefinuje, které typy by měly být podporovány. A to je opravdu pravda, v současné době se očekává, že ustanovení budou k dispozici pro vlastní subjekty kromě vestavěných, poskytovaných systémem.

Atribut

Toto je termín používaný teoreticky pro to, co se obecně nazývá sloupec. Podobně se tabulka obvykle používá místo teoretického pojmu dotyk (i když v SQL není v žádném případě synonymem vztahu). Datová struktura tabulky je uvedena jako seznam definic sloupců, z nichž každá obsahuje jedinečný název sloupce a typ hodnot, které jsou pro ni povoleny.

Atribut hodnota je záznam v určitém místě, například John Doe a 35.

N-tice je v podstatě stejná jako řada, kromě toho v SQL DBMS, kde jsou seřazeny významy sloupců v řádku, n-tice nejsou odděleny. Místo toho je každý význam definice identifikován pouze podle jeho názvu, nikoli podle jeho pořadové pozice v kurtu. Název atributu může být Name nebo Age.

Vztah

Je to tabulka definice struktury spolu s výskytem dat v této struktuře. Definice je záhlaví a data v něm jsou tělo, sada řádků. Proměnná vztahu se obvykle nazývá hlavní tabulka. Záhlaví hodnoty, která je mu přiřazena, kdykoli odpovídá hodnotě zadané v dané buňce a její tělo odpovídá té, která mu byla přiřazena jako poslední, voláním nějakého příkazu aktualizace (obvykle INSERT, UPDATE nebo DELETE).

Teoreticko-množná formulace

Základní pojmy v relačním modelu vztahů - názvy a názvy atributů. Musí být reprezentovány jako řetězce jako "Osoba" a "Název", a obvykle bude nutné použít proměnné k jejich pokrytí. Dalším základním konceptem je sada atomových hodnot, která obsahuje nezbytné a důležité významy, jako jsou čísla a řetězce.