Μοντέλο σχεσιακών δεδομένων στο DBMS | Βάση δεδομένων Concepts & Παράδειγμα

Το όνομα του πίνακα και τα ονόματα στηλών είναι χρήσιμα για την ερμηνεία της σημασίας των τιμών σε κάθε γραμμή. Τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται ως ένα σύνολο σχέσεων. Στο σχεσιακό μοντέλο, τα δεδομένα αποθηκεύονται ως πίνακες. Ωστόσο, η φυσική αποθήκευση των δεδομένων είναι ανεξάρτητη από τον τρόπο που τα δεδομένα είναι λογικά οργανωμένα.

Μερικά δημοφιλή συστήματα διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων είναι:

• DB2 και Informix Dynamic Server – IBM
• Oracle και RDB - Oracle
• SQL Server και Access – Microsoft

Σχεσιακό μοντέλο Concepts στο DBMS

1. Χαρακτηριστικό: Κάθε στήλη σε έναν Πίνακα. Οι ιδιότητες είναι οι ιδιότητες που ορίζουν μια σχέση. π.χ. Student_Rollno, NAME, κ.λπ.
2. πίνακες – Στο Σχεσιακό μοντέλο οι σχέσεις αποθηκεύονται σε μορφή πίνακα. Αποθηκεύεται μαζί με τις οντότητες του. Ένας πίνακας έχει δύο γραμμές και στήλες ιδιοτήτων. Οι γραμμές αντιπροσωπεύουν εγγραφές και οι στήλες αντιπροσωπεύουν χαρακτηριστικά.
3. Πλειάδα – Δεν είναι παρά μια μεμονωμένη γραμμή ενός πίνακα, η οποία περιέχει μια μόνο εγγραφή.
4. Σχήμα Σχέσεων: Ένα σχήμα σχέσης αντιπροσωπεύει το όνομα της σχέσης με τα χαρακτηριστικά της.
5. Βαθμός: Ο συνολικός αριθμός των χαρακτηριστικών που στη σχέση ονομάζεται βαθμός της σχέσης.
6. Καρδιοτητα: Συνολικός αριθμός σειρών που υπάρχουν στον Πίνακα.
7. Στήλη: Η στήλη αντιπροσωπεύει το σύνολο των τιμών για ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό.
8. Παράδειγμα σχέσης – Το παράδειγμα σχέσης είναι ένα πεπερασμένο σύνολο πλειάδων στο σύστημα RDBMS. Οι περιπτώσεις σχέσεων δεν έχουν ποτέ διπλότυπες πλειάδες.
9. Κλειδί σχέσης – Κάθε σειρά έχει ένα, δύο ή πολλαπλά χαρακτηριστικά, το οποίο ονομάζεται κλειδί σχέσης.
10. Τομέας χαρακτηριστικών – Κάθε χαρακτηριστικό έχει κάποια προκαθορισμένη τιμή και εύρος που είναι γνωστό ως τομέας χαρακτηριστικών

Σχετικός Integrity Περιορισμοί

Σχετικός Integrity Οι περιορισμοί στο DBMS αναφέρονται σε συνθήκες που πρέπει να υπάρχουν για μια έγκυρη σχέση. Αυτοί οι σχεσικοί περιορισμοί στο DBMS προέρχονται από τους κανόνες του μίνι-κόσμου που αντιπροσωπεύει η βάση δεδομένων.

Υπάρχουν πολλοί τύποι Integrity Περιορισμοί στο DBMS. Οι περιορισμοί στο σύστημα διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων χωρίζονται κυρίως σε τρεις κύριες κατηγορίες:

1. Περιορισμοί Τομέα
2. Βασικοί περιορισμοί
3. Αναφορικός Integrity Περιορισμοί

Περιορισμοί Τομέα

Οι περιορισμοί τομέα μπορεί να παραβιαστούν εάν μια τιμή χαρακτηριστικού δεν εμφανίζεται στον αντίστοιχο τομέα ή δεν είναι του κατάλληλου τύπου δεδομένων.

Οι περιορισμοί τομέα καθορίζουν ότι μέσα σε κάθε πλειάδα, και η τιμή κάθε χαρακτηριστικού πρέπει να είναι μοναδική. Αυτό καθορίζεται ως τύποι δεδομένων που περιλαμβάνουν τυπικούς τύπους δεδομένων ακέραιους αριθμούς, πραγματικούς αριθμούς, χαρακτήρες, Booleans, συμβολοσειρές μεταβλητού μήκους κ.λπ.

Παράδειγμα:

Create DOMAIN CustomerName
CHECK (value not NULL)

Το παράδειγμα που εμφανίζεται δείχνει τη δημιουργία ενός περιορισμού τομέα έτσι ώστε το CustomerName να μην είναι NULL

Βασικοί περιορισμοί

Ένα χαρακτηριστικό που μπορεί να προσδιορίσει μοναδικά μια πλειάδα σε μια σχέση ονομάζεται κλειδί του πίνακα. Η τιμή του χαρακτηριστικού για διαφορετικές πλειάδες στη σχέση πρέπει να είναι μοναδική.

Παράδειγμα:

Στον πίνακα που δίνεται, το CustomerID είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό του Πίνακα πελατών. Το πιο πιθανό είναι να υπάρχει ένα μόνο κλειδί για έναν πελάτη, το CustomerID =1 είναι μόνο για το CustomerName = "Google".

Κωδικός πελάτη	Ονομα πελάτη	Κατάσταση
1	Google	Ενεργή
2	Amazon	Ενεργή
3	Apple	Αδρανής

Αναφορικός Integrity Περιορισμοί

Αναφορικός Integrity Οι περιορισμοί στο DBMS βασίζονται στην έννοια των ξένων κλειδιών. Ένα ξένο κλειδί είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό μιας σχέσης που θα πρέπει να αναφέρεται σε άλλες σχέσεις. Η κατάσταση περιορισμού ακεραιότητας αναφοράς συμβαίνει όταν η σχέση αναφέρεται σε ένα βασικό χαρακτηριστικό μιας διαφορετικής ή ίδιας σχέσης. Ωστόσο, αυτό το βασικό στοιχείο πρέπει να υπάρχει στον πίνακα.

Παράδειγμα:

Στο παραπάνω παράδειγμα, έχουμε 2 σχέσεις, Πελάτη και BillING.

Η πλειάδα για το CustomerID =1 αναφέρεται δύο φορές στη σχέση Billing. Επομένως, γνωρίζουμε ότι το CustomerName=Η Google έχει ποσό χρέωσης 300 $

Operaθέσεις στο Σχεσιακό Μοντέλο

Τέσσερις βασικές λειτουργίες ενημέρωσης που εκτελούνται στο μοντέλο σχεσιακής βάσης δεδομένων είναι

Εισαγωγή, ενημέρωση, διαγραφή και επιλογή.

• Το Insert χρησιμοποιείται για την εισαγωγή δεδομένων στη σχέση
• Το Delete χρησιμοποιείται για τη διαγραφή πλειάδων από τον πίνακα.
• Το Modify σάς επιτρέπει να αλλάξετε τις τιμές ορισμένων χαρακτηριστικών σε υπάρχουσες πλειάδες.
• Επιλογή σας επιτρέπει να επιλέξετε ένα συγκεκριμένο εύρος δεδομένων.

Κάθε φορά που εφαρμόζεται μία από αυτές τις λειτουργίες, οι περιορισμοί ακεραιότητας που καθορίζονται στο σχήμα της σχεσιακής βάσης δεδομένων δεν πρέπει ποτέ να παραβιάζονται.

Κύριο θέμα Operaσμού

Η λειτουργία εισαγωγής δίνει τιμές του χαρακτηριστικού για μια νέα πλειάδα που πρέπει να εισαχθεί σε μια σχέση.

Ενημέρωση Operaσμού

Μπορείτε να δείτε ότι στον παρακάτω πίνακα σχέσεων CustomerName= Το 'Apple' ενημερώνεται από Ανενεργό σε Ενεργό.

Διαγραφή Operaσμού

Για να καθορίσετε τη διαγραφή, μια συνθήκη για τα χαρακτηριστικά της σχέσης επιλέγει την πλειάδα που θα διαγραφεί.

Στο παραπάνω παράδειγμα, το CustomerName= "Apple" διαγράφεται από τον πίνακα.

Η λειτουργία Διαγραφή θα μπορούσε να παραβιάσει την ακεραιότητα αναφοράς εάν η πλειάδα που διαγράφεται αναφέρεται από ξένα κλειδιά από άλλες πλειάδες στο ίδιο βάσεις δεδομένων.

Αγορά Operaσμού

Στο παραπάνω παράδειγμα, CustomerName=”Amazon" επιλέγεται

καλυτερα Πρακτικές δημιουργίας Σχεσιακού Μοντέλου

• Τα δεδομένα πρέπει να παρουσιάζονται ως μια συλλογή σχέσεων
• Κάθε σχέση πρέπει να απεικονίζεται καθαρά στον πίνακα
• Οι σειρές πρέπει να περιέχουν δεδομένα σχετικά με παρουσίες μιας οντότητας
• Οι στήλες πρέπει να περιέχουν δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά της οντότητας
• Τα κελιά του πίνακα πρέπει να έχουν μια ενιαία τιμή
• Κάθε στήλη πρέπει να έχει ένα μοναδικό όνομα
• Δεν μπορούν να είναι ίδιες δύο σειρές
• Οι τιμές ενός χαρακτηριστικού πρέπει να προέρχονται από τον ίδιο τομέα

Πλεονεκτήματα του Μοντέλου Σχεσιακής Βάσης Δεδομένων

• Απλότητα: Ένα μοντέλο σχεσιακών δεδομένων στο DBMS είναι απλούστερο από το ιεραρχικό μοντέλο και το μοντέλο δικτύου.
• Διαρθρωτική Ανεξαρτησία: Η σχεσιακή βάση δεδομένων ασχολείται μόνο με δεδομένα και όχι με μια δομή. Αυτό μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του μοντέλου.
• Εύχρηστος: Το σχεσιακό μοντέλο στο DBMS είναι εύκολο καθώς οι πίνακες που αποτελούνται από γραμμές και στήλες είναι αρκετά φυσικοί και απλοί στην κατανόηση
• Δυνατότητα αναζήτησης: Καθιστά δυνατή μια γλώσσα ερωτημάτων υψηλού επιπέδου όπως SQL για να αποφευχθεί η πολύπλοκη πλοήγηση στη βάση δεδομένων.
• Ανεξαρτησία δεδομένων: Η Δομή της Σχεσιακής βάσης δεδομένων μπορεί να αλλάξει χωρίς να χρειάζεται να αλλάξετε καμία εφαρμογή.
• Επεκτάσιμα: Όσον αφορά έναν αριθμό εγγραφών ή σειρών και τον αριθμό των πεδίων, μια βάση δεδομένων θα πρέπει να μεγεθύνεται για να βελτιωθεί η χρηστικότητά της.

Μειονεκτήματα του Σχεσιακού Μοντέλου

• Λίγες σχεσιακές βάσεις δεδομένων έχουν όρια στα μήκη πεδίων που δεν μπορούν να ξεπεραστούν.
• Οι σχεσιακές βάσεις δεδομένων μπορεί μερικές φορές να γίνουν πολύπλοκες καθώς αυξάνεται ο όγκος των δεδομένων και οι σχέσεις μεταξύ τμημάτων δεδομένων γίνονται πιο περίπλοκες.
• Πολύπλοκα σχεσιακά συστήματα βάσεων δεδομένων μπορεί να οδηγήσουν σε απομονωμένες βάσεις δεδομένων όπου οι πληροφορίες δεν μπορούν να κοινοποιηθούν από το ένα σύστημα στο άλλο.

Σύνοψη

• Η σχεσιακή μοντελοποίηση βάσης δεδομένων αντιπροσωπεύει τη βάση δεδομένων ως μια συλλογή σχέσεων (πίνακες)
• Χαρακτηριστικό, Πίνακες, Πλειάδα, Σχήμα Σχέσεων, Πτυχίο, Κυριότητα, Στήλη, Σχέση, είναι μερικά σημαντικά στοιχεία του Σχεσιακού Μοντέλου
• Σχετικός Integrity Οι περιορισμοί αναφέρονται σε συνθήκες που πρέπει να υπάρχουν για μια έγκυρη προσέγγιση Σχέσεων στο DBMS
• Οι περιορισμοί τομέα μπορεί να παραβιαστούν εάν μια τιμή χαρακτηριστικού δεν εμφανίζεται στον αντίστοιχο τομέα ή δεν είναι του κατάλληλου τύπου δεδομένων
• Εισαγωγή, Επιλογή, Τροποποίηση και Διαγραφή είναι οι πράξεις που εκτελούνται στους περιορισμούς Σχεσιακού Μοντέλου
• Η σχεσιακή βάση δεδομένων ασχολείται μόνο με δεδομένα και όχι με μια δομή που μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του μοντέλου
• Πλεονεκτήματα της Σχεσιακό μοντέλο στο DBMS είναι η απλότητα, η δομική ανεξαρτησία, η ευκολία χρήσης, η δυνατότητα αναζήτησης, η ανεξαρτησία δεδομένων, η επεκτασιμότητα κ.λπ.
• Λίγες σχεσιακές βάσεις δεδομένων έχουν όρια στα μήκη πεδίων που δεν μπορούν να ξεπεραστούν.