Основні поняття реляційної бази даних - Студопедія

Хоча електронна таблиця Excel може виступати як бази даних, не варто думати, що це повноцінна БД. У ній немає тих численних можливостей, які є у реляційних баз даних.

На відміну від плоских баз даних, реляційні бази даних складаються з кількох таблиць, зв'язок між якими встановлюється за допомогою відповідних значень однойменних полів.

Реляційні бази даних Таблиця БД - це двовимірний масив, що містить інформацію про один клас об'єктів. Теоретично реляційної алгебри таблицю називають ставленням. Таблиця складається з наступних елементів: поля, записи, комірки.

Поле (стовпець) містить значення однієї з ознак, що характеризують об'єкти. Якщо як об'єкт розглядати паспорт людини, то назвою поля може бути "Прізвище". Об'єкт теоретично реляційної алгебри називається сутністю, а опис конкретного об'єкта - екземпляром. Теоретично реляційної алгебри поле називається атрибутом. Число полів у таблиці відповідає числу ознак, що характеризують об'єкти.

Запис – це рядок таблиці. Вона містить значення всіх ознак, що характеризують один об'єкт (примірник). Число записів відповідає кількості об'єктів, дані про які містяться в таблиці. Теоретично реляційна алгебра поняття запису відповідає поняття кортеж - послідовність атрибутів, пов'язаних між собою ставленням And (І).

Осередок містить конкретне значення відповідного поля (ознака одного об'єкта).

Коротко особливості реляційної бази даних можна описати так:

дані зберігаються у таблицях, які з стовпців і рядків;
на перетині кожного стовпця і рядки стоїть точно одне значення;
у кожного стовпця єсвоє ім'я, яке служить його назвою, і всі значення в одному стовпці мають один тип (наприклад, текстовий чи числовий, чи дата/час, чи грошовий);
стовпці розташовуються у порядку, що визначається під час створення таблиці, на відміну рядків, які розташовуються у довільному порядку.

Однією з важливих понять, необхідні побудови оптимальної структури реляційних баз даних, є поняття ключа, чи ключового поля. Ключем вважається поле, значення якого однозначно визначають значення решти всіх полів у таблиці.

Для однозначного визначення (ідентифікації) кожного запису таблиця має мати унікальний первинний ключ. Значення ключа не можуть повторюватися у кількох записах. Прикладом первинного ключа може бути лічильник записів (1, 2, 3, n). За значенням ключа знаходиться єдина запис у таблиці.

Логічні зв'язки між таблицями дозволяють об'єднувати дані з різних таблиць. Зв'язок кожної пари таблиць забезпечується однаковими в них полями - ключем зв'язку. У першій (головній, батьківській) таблиці ключ називається первинним ключем. Ключ у другій (підлеглій, дочірній) таблиці ключ називається зовнішнім ключем. Таким чином, зовнішні ключі використовуються для організації зв'язків між таблицями бази даних і підтримки обмежень цілісності даних.

Таким чином гарантується раціональне зберігання недубльованих даних та їх об'єднання відповідно до вимог розв'язуваних завдань.

Первинний ключ - мінімальний набір полів, що унікально ідентифікує запис у таблиці. Отже, первинний ключ - це насамперед набір полів таблиці, по-друге, кожен набір значень цих полів повинен визначати єдину запис (рядок) у таблиці і, по-третє, цей набір полівповинен бути мінімальним з усіх, хто має таку ж властивість. Оскільки первинний ключ визначає лише один унікальний запис, то жодні два записи таблиці не можуть мати однакових значень первинного ключа. Первинний ключ може складатися з єдиного поля таблиці, значення якого є унікальними для кожного запису. Такий первинний ключ називають простим ключем.

Якщо таблиця немає єдиного унікального поля, первинний ключ може бути складений із кількох полів, сукупність значень яких гарантує унікальність. Так, ім'я, прізвище, по батькові, номер паспорта, серія паспорта не можуть бути первинними ключами окремо, оскільки можуть бути однаковими у двох і більше людей. Але не буває двох особистих документів одного типу з однаковими серією та номером. Тому в таблиці, що містить записи про людей, первинним ключем може бути набір полів, що складається з типу особистого документа, його серії та номера. Такий первинний ключ називають складовим ключем.

Сурогатний ключ - це додаткове службове поле, додане до вже наявних інформаційних полів таблиці, єдине призначення якого служити первинним ключем. Значення цього поля не утворюється на основі будь-яких інших даних з БД, а штучно генеруються СУБД. Поле лічильника є чотирибайтовим цілим числом і автоматично збільшується на одиницю при додаванні користувачем нового запису в таблицю.

Зовнішній (вторинний) ключ - це одне або кілька полів (стовпців) у таблиці, що містять посилання на поле чи поля первинного ключа в іншій таблиці. Зовнішній ключ визначає спосіб поєднання таблиць. З двох логічно пов'язаних таблиць одну називають таблицею первинного ключа чи головною таблицею, іншу таблицею вторинного (зовнішнього) ключа чи підлеглоютаблицею.

СУБД дозволяють зіставити родинні записи з обох таблиць і вивести їх у формі, звіті чи запиті.

Ключі двох таблиць встановлюють логічні зв'язки з-поміж них.

Види логічного зв'язку. Зв'язок встановлюється між двома загальними полями (стовпцями) двох таблиць. Існують зв'язки зі ставленням "один-до-одного", "один-до-багатьом" і "багато-до-багатьох".

Відносини, які можуть існувати між записами двох таблиць:

один-до-одному, кожному запису з однієї таблиці відповідає один запис в іншій таблиці;
один-багатьом, кожному запису з однієї таблиці відповідає кілька записів інший таблиці;
багато-до-одному, безлічі записів з однієї таблиці відповідає один запис в іншій таблиці;
багато-багатьом, безлічі записів з однієї таблиці відповідає кілька записів в іншій таблиці.

Тип відносини у створюваному зв'язку залежить від способу визначення полів, що зв'язуються:

Ставлення одним-багатьом створюється в тому випадку, коли тільки одне з полів є полем первинного ключа або унікального індексу (приклад відношення: в одній групі багато студентів).
Ставлення "один до одного" створюється в тому випадку, коли обидва зв'язувані поля є ключовими або мають унікальні індекси (приклад відносини: в одного студента одна залікова книжка).
Ставлення "багатьом-багатьом" фактично є двома відносинами "один-ко-многим" з третьою таблицею, первинний ключ якої складається з полів зовнішнього ключа двох інших таблиць (приклад відношення: у багатьох груп багато іспитів).

Індексування. Одне з основних завдань, що виникають під час роботи з базами даних, - це завдання пошуку. При цьому найважливішим елементом будь-якого СУБД є наявність засобів прискореногопошуку даних, тобто. пошуку за порівняно короткий час та з достатньою точністю. Для цього (для оптимізації продуктивності запитів) здійснюють індексування деяких полів таблиці.

Нормалізація - це розбиття таблиці на дві або більше, які мають кращі властивості при включенні, зміні та видаленні даних. Остаточна мета нормалізації зводиться отримання такого проекту бази даних, у якому кожен факт виникає лише одному місці, тобто. виключено надмірність інформації. Це робиться не стільки з метою економії пам'яті, скільки для виключення можливої суперечливості даних, що зберігаються.

Існує кілька нормальних форм реляційної моделі, які вводять обмеження та дозволяють мінімізувати дублювання даних, забезпечити підтримку цілісності, одноразовість введення даних.

Таблиця знаходиться в першій нормальній формі (1НФ) тоді і тільки тоді, коли жодна з її рядків не містить у будь-якому своєму полі більше одного значення і жодне з її ключових полів не порожнє.

Таблиця знаходиться у другій нормальній формі (2НФ), якщо вона задовольняє визначенню 1НФ і всі її поля, що не входять до первинного ключа, пов'язані повною функціональною залежністю з первинним ключем (одному значенню ключа відповідає одне значення неключового поля).

Таблиця знаходиться у третій нормальній формі (3НФ), якщо вона задовольняє визначенню 2НФ і жодне з її неключових полів не залежить функціонально від будь-якого іншого неключового поля (не залежать один від одного).

Для реалізації бази даних у СУБД достатньо, щоб реляційні таблиці перебували у третій нормальній формі. Таким чином, кожна нормальна форма є в певному сенсі більш обмеженою, але й бажанішою, ніж попередня.

На практиці третянормальна форма достатня в більшості випадків, і приведенням до третьої нормальної форми процес проектування реляційної бази даних зазвичай закінчується, хоча теоретично всього нормальних форм - шість.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: