Реляционная модель данных в СУБД: Concepts & Пример
Фиона Браун
⚡ Умное резюме
Реляционная модель представляет базу данных как набор отношений, где каждое отношение — это таблица, состоящая из строк и столбцов. Она определяет основные концепции, ограничения целостности и операции обновления, которые обеспечивают согласованность данных в реляционной модели и упрощают запросы к ним.
Что такое реляционная модель?
Реляционная модель (РМ) представляет базу данных как набор отношений. Отношение — это не что иное, как таблица значений. Каждая строка в таблице представляет собой набор связанных значений данных. Эти строки в таблице обозначают реальный объект или связь.
Названия таблиц и столбцов помогают интерпретировать значение значений в каждой строке. Данные представлены в виде набора отношений. В реляционной модели данные хранятся в виде таблиц. Однако физическое хранение данных не зависит от способа их логической организации.
Эта модель была предложена Э. Ф. Коддом в 1970 году и до сих пор остается основой практически всех распространенных баз данных, используемых сегодня. К числу популярных реляционных систем управления базами данных относятся:
- DB2 и динамический сервер Informix – IBM
- Oracle и РДБ – Oracle
- SQL-сервер и доступ – Microsoft
Реляционная модель Concepts в СУБД
- Атрибут: Каждый столбец в таблице. Атрибуты — это свойства, определяющие связь, например, Student_Rollno, NAME и т. д.
- Таблицы: В реляционной модели отношения сохраняются в табличном формате. Таблица хранится вместе со своими сущностями. Таблица имеет два свойства: строки и столбцы. Строки представляют записи, а столбцы — атрибуты.
- Кортеж: Это всего лишь одна строка таблицы, содержащая одну запись.
- Схема отношений: Схема отношения представляет имя отношения с его атрибутами.
- Степень: Общее количество атрибутов в отношении называется степенью отношения.
- Мощность: Общее количество строк в таблице.
- Колонка: Столбец представляет набор значений для определенного атрибута.
- Экземпляр отношения: Экземпляр отношения представляет собой конечное множество кортежей в системе управления реляционными базами данных (СУБД). Экземпляры отношений никогда не содержат повторяющихся кортежей.
- Ключ отношения: Каждая строка имеет один, два или несколько атрибутов, которые называются ключом связи.
- Домен атрибута: Каждый атрибут имеет предопределенное значение и область действия, которая называется областью определения атрибута.
После того, как словарный запас сформирован, следующая задача — это...ping Данные в этих отношениях являются достоверными, что является задачей ограничений целостности.
реляционный Integrity ограничения
Ограничения целостности отношений в СУБД относятся к условиям, которые должны выполняться для корректного отображения отношения. Эти ограничения выводятся из правил, существующих в той «мини-среде», которую представляет база данных.
Существует множество типов ограничений целостности. Ограничения в системах управления реляционными базами данных в основном делятся на три основные категории:
- Ограничения домена
- Ключевые ограничения
- Справочный Integrity ограничения
Ограничения домена
Ограничения домена могут быть нарушены, если значение атрибута отсутствует в соответствующем домене или если оно не соответствует нужному типу данных.
Ограничения домена определяют, что в каждом кортеже значение каждого атрибута должно быть атомарным и взято из соответствующего домена. Домены задаются в виде типов данных, которые включают стандартные типы, такие как целые числа, действительные числа, символы, логические значения и строки переменной длины.
Это критически важно для анализа и выбора наиболее эффективных ключевых слов для улучшения рейтинга вашего сайта.
CREATE DOMAIN CustomerName CHECK (value NOT NULL)
Приведенный пример демонстрирует создание ограничения домена таким образом, чтобы CustomerName не был равен NULL.
Ключевые ограничения
Атрибут, который может однозначно идентифицировать кортеж в отношении, называется ключом таблицы. Значение атрибута для разных кортежей в отношении должно быть уникальным.
Это критически важно для анализа и выбора наиболее эффективных ключевых слов для улучшения рейтинга вашего сайта.
В приведенной таблице CustomerID является ключевым атрибутом таблицы Customer. Вероятнее всего, для одного клиента будет один ключ; CustomerID = 1 используется только для CustomerName.GoogleПодробное описание различных типов ключей приведено в руководстве по... Ключи СУБД.
| Пользовательский ИД | Имя Клиента | Статус |
|---|---|---|
| 1 | Активных | |
| 2 | Amazon | Активных |
| 3 | Apple | Неактивный |
Справочный Integrity ограничения
Ограничения ссылочной целостности в СУБД основаны на концепции внешних ключей. Внешний ключ — это важный атрибут отношения, на который должны ссылаться другие отношения. Ограничение ссылочной целостности возникает, когда отношение ссылается на ключевой атрибут другого или того же отношения. Этот ключевой элемент должен существовать в ссылочной таблице.
Это критически важно для анализа и выбора наиболее эффективных ключевых слов для улучшения рейтинга вашего сайта.
В приведенном выше примере у нас есть два отношения: Клиент и BillIng.
Кортеж с CustomerID = 1 упоминается в отношении дважды. BillИтак, мы знаем CustomerName.GoogleСумма выставленного счета составляет 300 долларов.
Operaположения в реляционной модели
В реляционной модели базы данных выполняются четыре основные операции обновления: вставка, обновление, удаление и выборка.
- Функция INSERT используется для вставки данных в отношение.
- Удалить используется для удаления кортежей из таблицы.
- Modify позволяет изменить значения некоторых атрибутов в существующих кортежах.
- Выбор позволяет выбрать определенный диапазон данных.
При выполнении любой из этих операций необходимо обязательно соблюдать ограничения целостности, указанные в схеме реляционной базы данных.
Вставить Operaпроизводство
Операция вставки возвращает значения атрибутов для нового кортежа, который должен быть вставлен в отношение.
Обновление ПО Operaпроизводство
Как видно из приведенной ниже таблицы связей, имя клиента «Apple» изменено с «Неактивный» на «Активный».
Удалить Operaпроизводство
Чтобы указать удаление, условие атрибутов отношения выбирает кортеж для удаления.
В приведенном выше примере из таблицы удаляется объект CustomerName со значением "Apple".
Операция удаления может нарушить ссылочную целостность, если удаляемый кортеж ссылается на внешние ключи из других кортежей в том же самом кортеже. база данных.
Выбрать Operaпроизводство
В приведенном выше примере CustomerName “Amazon»Выбрано.
Реляционная модель против иерархической и сетевой моделей.
Реляционная модель заменила два более ранних подхода, и это различие объясняет, почему она стала доминирующей. В таблице ниже эти три модели представлены рядом.
| Аспект | Реляционная модель | Иерархическая модель | Сетевая модель |
|---|---|---|---|
| Структура: | Таблицы (отношения) | Дерево, от родителя к ребенку | Граф, связь «многие ко многим» |
| Доступ к данным | Декларативное, по значению | Навигация по маршруту. | Навигация осуществляется с помощью указателя мыши. |
| Отношения | Иностранные ключи | Связи между родителями и детьми | Множества и указатели |
| Язык запросов | SQL | Процедурный кодекс | Процедурный кодекс |
| Гибкость | Высокий | Низкий | Средний |
Поскольку реляционная модель обращается к данным по значению, а не путем навигации по физическим связям, высокоуровневый язык, такой как... SQL Можно сформулировать запрос, не зная, как хранятся данные.
Лучшие практики создания реляционной модели
- Данные необходимо представить в виде совокупности отношений.
- Каждое соотношение должно быть четко отображено в таблице.
- Строки должны содержать данные об экземплярах сущности.
- Столбцы должны содержать данные об атрибутах сущности.
- В ячейках таблицы должно содержаться одно значение.
- Каждому столбцу следует присвоить уникальное имя.
- Не бывает двух одинаковых рядов.
- Значения атрибута должны принадлежать к одной и той же предметной области.
Преимущества реляционной модели баз данных
- Простота: Реляционная модель данных в СУБД проще, чем иерархическая и сетевая модели.
- Структурная независимость: Реляционная база данных работает только с данными, а не со структурой, что может повысить производительность модели.
- Простота в использовании: Реляционная модель проста в использовании, поскольку таблицы, состоящие из строк и столбцов, естественны и понятны.
- Возможности выполнения запросов: Это позволяет использовать высокоуровневый язык запросов, такой как SQL, без сложной навигации по базе данных.
- Независимость данных: Структуру реляционной базы данных можно изменить без необходимости внесения изменений в какое-либо приложение.
- Масштабируемость: Что касается количества записей или строк и количества полей, базу данных можно расширить для повышения ее удобства использования.
Недостатки реляционной модели
- В большинстве реляционных баз данных существуют ограничения на длину полей, которые не могут быть превышены.
- Реляционные базы данных иногда могут становиться сложными по мере роста объема данных и усложнения связей между их элементами.
- Сложные реляционные системы баз данных могут приводить к созданию изолированных баз данных, где информация не может быть передана из одной системы в другую.
