Az adatstruktúra a relációs modell - studopediya
E.F.Kodd 1970 fogalmazta a relációs modell adatbázisban. A relációs adatbázis modell felhasználóbarát és a legtöbb szokásos formáját illetően adatokat táblázatos formában. Matematikailag tudományok asztal megfelel a „hozzáállás» (reláció). Innen a neve a modell - relációs.
Az egyik fő előnye a relációs modell az egységesség. Minden adatot minősülnek tárolt táblázatok, amelyekben minden sorban azonos formátumban. Minden sor a táblázat néhány valós tárgy vagy a kapcsolat az objektumok között.
A relációs modell két fő tulajdonsága van:
1) az alaprész az adatok jelentik kapcsolatok (kapcsolatok);
2) műveletek táblázatok csak érinti az arány.
Modell bemutat egy táblázatot a következő követelményeknek:
1. A táblázat adatai sejtek legyen szerkezetileg oszthatatlan. Mindegyik cella tartalmazhat csak egy adat. Ez a tulajdonság gyakran úgy definiálják, mint az elve az oszthatatlan az információkat. Elfogadhatatlan, hogy a relációs modell táblázat cella tartalmazhat egynél több adat, hogy néha egy információs kódolás.
2. Az adatok egyetlen oszlopban legyen azonos típusú.
3. Minden oszlop egyedinek kell lennie (elfogadhatatlan oszlopok átfedés).
4. Az oszlopok kerülnek véletlenszerű sorrendben.
5. A sorok kerülnek egy táblázatot véletlenszerű sorrendben.
6. Az oszlopok egyedi neveket.
Strukturált adatok bemutatását nevezzük adatmodell. Az információ alapegysége egy relációs adatbázis tábla. Relációs adatbázis ispolzuyuttablichnuyu adatmodell. Egy adatbázis áll egy asztal - egy asztalos adatbázis, vagy a különféle, egymással összefüggő táblázatok - többszöri tárol.
A szerkezeti elemek a táblázatban szereplő bejegyzések és mezők.
Egy fontos adatot (a kulcs mező kulcs) olyan elem, amellyel meg lehet határozni az értékeket más területek. A kulcsok épített egy vagy több mezőt. Key mezők létrehozásához használt mezhtablichnyh linkek (kapcsolatok).
Minden relációs adatbázis tábla legyen opredelenglavny kulcs mezője vagy több területen, értékrend, amely egyedileg azonosítja a rekordot. Más szóval, a mester kulcs értékét nem szabad megismételni a különböző rekordokat. Például a nyilvántartási szám lehet a könyvtárban kiválasztott bázis, így kulcsfontosságú adatokat, amely eltérhet a különböző könyveket.
A karakterlánc ábrázolása a táblázat a következő struktúrát formát használjuk:
TABLE_NAME (IMYAPOLYA_1, IMYA_POLYA_2. IMYA_POLYA_M)
Kiemeli a mezőnevek sostavlyayuschieglavny gombot.
Két alapvető szabályok relációs adatbázisok: a integritását a szabály tárgyak és referenciális integritás szabályokat. Az alapvető fogalmak relációs adatbázisok az „elsődleges kulcs”, „idegen kulcs”, „adattípus”, „domain”, „kapcsolat diagram”, „adatbázis sémát”, „sorozat”, „hozzáállás”.
Elsődleges kulcs - egy oszlop vagy egy részét az oszlopok, amely egyedülálló, azaz egyedileg azonosítja a vonalat. A elsődleges kulcs, amely magában foglalja a több mint egy oszlop nevezzük többszörös vagy kombinált vagy kompozit. A többi billentyű, amely szintén lehet használni, mint egy elsődleges, az úgynevezett potenciális vagy alternatív kulcsok.
A külső kulcs - egy oszlop vagy egy részét a tábla, amely szolgálhat az elsődleges kulcs egy másik asztalhoz. Az idegen kulcs a tábla egy hivatkozás az elsődleges kulcs egy másik asztalhoz. Tárgyak integritás szabály kimondja, hogy az elsődleges kulcs nem lehet teljesen, vagy részben üres, azaz null. Referenciális integritás szabály kimondja, hogy az idegen kulcs lehet akár üres, akár egyezik az elsődleges kulcsot, amelyre vonatkozik.
A „adattípus” a relációs adatmodell teljesen megfelelő koncepció „adattípus” a programozási nyelvek. Jellemzően a modern relációs adatbázisok tárolják karakter numerikus adatokat bitsztringekre, speciális számszerű adatok (például a „pénz”), valamint a különleges „időbeli” adatait (dátum, időpont, időtartam).
A „tartomány” konkrétabb az adatbázisba. A legáltalánosabb formája egy domain által meghatározott típusának meghatározásával mögöttes adatokat, amelyekhez a dómén elemeket, és minden logikai kifejezés, amely alkalmazható az elem adattípus. Ha értékelését ezt a kifejezést ad logikus következménye „true”, akkor az adatok elem egy tartomány tagja. A legtöbb helyes intuitív értelmezése „domain” egy tartomány fogalma, hogy miként az megengedett jelölt állítva ezen a területen.
kapcsolatok rendszere - egy megnevezett párok halmaza (attribútum neve, a domain név (vagy típus, ha a domain koncepció nem támogatott)). Diploma vagy „argumentumainak száma” program viszonyok - erejét ez a készlet.
DB séma (a strukturális értelemben) - egy sor nevű rendszerek kapcsolatok.
Tuple. ennek megfelelő rendszert kapcsolatok - egy sor pár „attribútum neve, jelentése”, amely egy bejegyzést minden egyes attribútum neve, tulajdonosa séma kapcsolatok. „Érték” egy érvényes érték az attribútum domén (vagy adattípus, a mértéke vagy a „argumentumainak száma” tuple, azaz az elemek száma az ott egybeesik a „argumentumainak száma” megfelelő kapcsolat áramkör egyszerűen, tuple -. Egy sor nevű értékek adott típusú .
Attitude - azoknak a sorok egyikének megfelelő áramköri kapcsolatok. Néha, hogy a félreértések elkerülése végett, mondjuk „hozzáállás áramkör” és „kapcsolatban fokon.” Előfordul, hogy egy kapcsolat diagram úgynevezett kiemelt kapcsolatot. és az arány, mint egy sor tuple - test kapcsolatot.
Field - ezek a fő elemei az adatbázis szerkezetét. Ezek a tulajdonságai, amelyek meghatározzák, milyen típusú adatokat lehet a területen, és mi nem, és hogy mit lehet csinálni a tárolt adatok a területen. A fő tulajdonsága bármely területén a hossza. Mező hossza fejezik szimbólumok vagy ami ugyanaz, a jelek. A mező hosszának függ, hogy mennyi információt képes tárolni. Mivel karakterek kódolva van egy vagy két bájt, akkor lehet hagyományosan tekinthető, hogy a mező hosszát mérik bájtban. Nyilvánvaló egyedülálló funkció minden mező nevét. Egy adatbázis nem lehet a két területen az azonos nevet. Amellett, hogy a neve a mező van egy aláírás tulajdon. Szöveg - ez az információ, amely megjelenik az oszlop fejlécében. Nem szabad összetéveszteni a mező nevét, akkor is, ha az aláírás nincs megadva, megjeleníti a nevét a területen a fejlécben. Különböző területeken lehet beállítani azonos aláírásokat.
Minden mező a tábla opredelennyytip. Type - az értékrendet, amit a területen el tudja fogadni, és a készlet műveletek hajthatók végre ezeket az értékeket. Négy fő típusú adatbázis mezők: karakter, numerikus, logikai, és a dátumot.
Fontos követelmény, hogy kapcsolatokat (táblázatok), a relációs modell a normalizáció a bemutatott adatok táblázatban. Kezdetben a normalizált táblázat sorokat tartalmazza, amelyben csak egyetlen értéket mindegyik attribútum. Ez megfelel a korábban említett követelménye nem ismétlődő és többszörös adatszerkezeteket.
Normáit asztal általában megfelel egy vagy több normalizált asztalok kapcsolatokat. A normalizálás a kritikus része a tervezés fázisában az információs rendszerek, mert lehetővé teszi az eredeti tábla egy formájához vezetnek a leghatékonyabb kezelés a jövőben. A normalizálás - egy folyamatot lépésről lépésre bontja az eredeti táblát egyszerűbb, amelynek meg kell felelnie két alapvető követelménynek:
§ asztal mezők között ne legyen kívánatos funkcionális függőségek;
§ csoportosítás mezők a táblázatok biztosítania kell a minimum ismétlődő adatok, hatékony (nem okoz nehézséget) kereső, feldolgozása és az adatok frissítése.
Meghatározott számos alapvető formája normál (FN), amelyek mindegyike megszünteti bizonyos függőségeket a mezők között, és megszünteti egyes feldolgozási nehézségek:
I. Azt mondják, hogy a kapcsolat első normál forma. Ha az összes attribútum egyszerű.
II. Azt mondják, hogy a kapcsolat a második normál formában. ha megfelel a követelményeknek, az első normál forma és az egyes nem-kulcs attribútum funkcionálisan teljesen függ a kulcs (egyedileg határozzuk meg őket).
III. Azt mondják, hogy a kapcsolat a harmadik normál forma. ha az megfelel a második normál forma, és ahol bármely nem-kulcs tulajdonság függ intranzitív gombot. Megjegyzendő, hogy ez a függőség az úgynevezett tranzitív, amelyben minden nem kulcs attribútum függ egy másik nem-kulcs attribútum, és hogy viszont függ a kulcs.
Az alapvető kérdés, hogy ahhoz, hogy a táblákat az állam, amely kielégíti a szokásos formáját, vagy ahogy mondják, hogy normalizálja a rajtuk lévő adatok kell végezni a műveletet a relációs algebra.
Ahhoz, hogy az asztal 1NF (ismétlés ugyanazon mezők nem kívánt) kielégítéséhez szükséges az alábbi szabályokat:
1. Minden mezőt kell atomi, azaz tartalmaz egyetlen adat elem.
2. A területen a táblázatban nem szabad megismételni.
Hoz asztal 2NF (minden mező legyen függhet egyetlen elsődleges kulcs) megköveteli a szabályok a következők:
1. Minden egyes táblázat adatait tartalmazza egy alany (tárgy).
2. Minden táblázatnak tartalmaznia kell egy elsődleges kulcs mező, amely egy egyedi azonosítót minden rekordot (sor).
3. A maradék (nem-core) mező tartozik a elsődleges kulcs, azaz a ettől függ.
· Átfedés (redundancia) adatai;
· Végezze el az összeadást anomáliák, törlések és frissítések (változás) adatai szerint.
Szabály: az asztal 3NF, ha az 2NF és nincsenek úgynevezett Tranzitív nem kulcs mező függően az elsődleges kulcsot.
Ellenkező esetben a szabály 3NF van: minden nem kulcs mező kell lennie egymástól függetlenek. azaz változó, nem kulcs mező nem jelentheti változik a többi nem-kulcs területeken.
3. adatműveletek relációs adatmodell
adatfeldolgozási műveletek közé tartozik a műveleteket sorok (tuple) táblák (relációk) és műveletek kapcsolatokról feldolgozást végző több kapcsolatok.
Végrehajtott műveletek a sor szintű kapcsolatok felvétele, törlése, frissítése. Egy új sor (tuple) adunk, ha viszont egy asztalnál. Ehhez a művelethez szeretné beállítani a tábla nevét, és adja meg az értéket egy új sor attribútumok (a kulcs-érték beállítása szükséges). Ha törli a táblázat sor törlésre kerül. Ehhez a művelethez szeretné beállítani a tábla nevét, és adja meg az elsődleges kulcs értékét sorokat törölni. Eltávolítani egy csoportja húrok kell beállítani a másodlagos kulcsot. Amikor frissítést végezni a tulajdonság megváltoztatására értékeket a sorok. Ha frissíteni szeretné beállítani a tábla nevét, elsődleges kulcs értéke azonosítani módosított sorok, és adja meg az attribútum nevét és az új értékeket.
Az üzemeltetők relációs nyelvet kezeljük asztali kapcsolat egyetlen objektumot. Ebben az esetben a feldolgozás eredménye mindig egy új tábla-attitűd, ami szintén lehet feldolgozni. Az alapvető műveletek a relációs adatmodell kapcsolatok hagyományos meg működését: unió, metszet, különbség (kivonás), a Descartes-szorzat, és a különleges műveletek: válogatott vetítés, csatlakozzon, és beállítja a szétválás. A kombináció a műveletek teljes algebra kapcsolatok.
Tekintsük az alapvető piaci relációs algebra nyelvén.
Kombinálása - műveletet végzünk két kompatibilis kapcsolatok (az azonos szerkezetű -). Ennek eredményeként az egyesítés művelet, hogy egy új kapcsolatot. Az arány R ugyanazon összetételű és több attribútum sorok kezdeti kapcsolatok. És ez nem egy sor másolatokat is beleértve.
Metszet - műveletet végzünk két kompatibilis kapcsolatok. A kapott arány tartalmaz azonos tuple, amelyek mindegyike a két forrás. Az eredmény a kereszteződés összetétele azonos tulajdonságokat, mint az eredeti.
Kivonás - műveletet végzünk két kompatibilis kapcsolatok azonos attribútumok. Ennek eredményeként a kivonási művelet van kialakítva egy új kapcsolat azonos attribútumok, csak azokat a tuple tartalmazó első arányt, amely nem ismétlődik egy másik vonatkozásában.
A Descartes-szorzat két kapcsolatok végezzük, amelyek általában különböző összetételű attribútumok () és (), illetve. A művelet a Descartes-szorzat kialakított egy új szemlélet, amely magában foglalja az összes attribútumot kezdeti kapcsolatok (). A kapott kapcsolatban áll az összes lehetséges kombinációját sorok kezdeti kapcsolatok. A sorok száma a Descartes-szorzat a termék sorokat összegek eredeti módon.
Jelölje - egy műveletet végzünk az arány R. Az R arány egy előre meghatározott feltétel (predikátum) hajtjuk végre a minta tuple részhalmaza. A kapott aránya ugyanaz a struktúra, de ez a szám annak tuple kisebb (vagy egyenlő) az eredeti.
Projection - egy műveletet végzünk az arány R. A művelet a kiemelkedés képezi egy új arány (RPR) egy előre meghatározott részhalmazát az attribútumok és a kapcsolatok szekvenciát kiindulási R. Ez tartalmazhat kisebb sorokat, mivel miután a kezdeti csökkenése kapcsolatban R részét attribútumokat (lehetséges kivétel, elsődleges kulcs) lehet kialakított hármas másolni. Ismétlődő tuple eliminálódnak a kapott kapcsolat. Projection segítségével rendezni a tartományok a kapcsolatot.
A kapcsolat jön létre a meghatározott állapot a két logikailag összefüggő kapcsolatot. A kezdeti kapcsolat, és van egy másik szerkezet, amely ugyanazokat a tulajdonságokat - idegen kulcs (kapcsolatok billentyűk). Működés vegyületet képez egy új szemlélet, a szerkezet, amely egy sor minden forrás kapcsolat attribútum. A kapott tuple kombinációjával képződő egyes tuple tuple azokkal, amelyek a feltétel. Ebben az állapotban, mint általában, ugyanazokat az értékeket a forrás idegen kulcs kapcsolatokat.
Felosztása - a művelet a két arány, és amelynek általában különböző szerkezetű és néhány azonos attribútumokat. Az eredmény egy új szemlélet, melynek szerkezetét úgy kapjuk meg, kiküszöbölve a beállított kapcsolat az attribútumok kapcsolat tulajdonságait. A kapott karakterlánc nem tartalmazhat ismétli.
A fenti művelet egyik vagy másik úton végrehajtott adatbázis-kezelő rendszer adatai biztosító eszközt feldolgozását relációs táblák. Ezek az eszközök magukban lekérdező eszközök és egyéb nyelvi konstrukció. Fejlesztése relációs megközelítés létrehozásához vezetett relációs nyelven. SQL nyelv alkalmazása a legtöbb adatbázis-kezelő rendszerek több, mint a relációs teli mint a relációs algebra műveletek kivételével tartalmazza a teljes körű piaci szereplők sorban, és végrehajtja az aritmetikai műveleteket és összehasonlítása műveleteket.
A relációs modell számos előnye van: az adatok egyszerű ábrázolása a relációs modell segítségével táblázatos formában, a minimális adat redundanciát a kapcsolatok normalizálását. A relációs modell adta: független felhasználói alkalmazások az adatokat, amely lehetővé teszi a felvétel vagy eltávolítását kapcsolatok, összetételének megváltoztatásával az attribútum kapcsolatot. A sokoldalúság az adatfeldolgozó eljárások alapján szabványos eszközök a különböző relációs adatbázis-kezelő rendszerek. A hátrányok a relációs modell az a tény, hogy a normalizáció a relációs modell az adatok vezet jelentős töredezettsége adatokat, míg a legtöbb feladatot, hogy egyesítse a töredezett adatokat.