Шановні українці! Матеріал був перекладений з російської мови. Тому можуть бути незначні помикли...
Основні поняття теорії реляційних баз даних
База даних - сукупність пов'язаних даних, організованих за певними правилами, які передбачають загальні принципи опису, зберігання і маніпулювання, незалежна від прикладних програм. Реляційна база даних - це база даних, в якій інформація представлена у вигляді двовимірних таблиць, які зберігаються у файлах. Таблиця складається з рядків, званих записами, запису складаються з стовпчиків, званих полями.
Система управління базами даних (СУБД) - це сукупність мовних і програмних засобів, призначених для створення, ведення та спільного використання БД багатьма користувачами. Користувачів СУБД можна розділити на три великі групи:
розробники бази даних відповідають за написання прикладних програм, що використовують базу даних;
кінцеві користувачі працюють з базою даних або через деяку інформаційну систему, або користувальницький інтерфейс системи управління базами даних;
адміністратори бази даних забезпечують підтримку працездатності бази даних, збереження і безпеку даних, настроювання роботи бази даних.
Базової архітектурою СУБД трирівнева модель, в рамках якої СУБД видається що складається із зовнішнього, концептуального і внутрішнього рівня. На зовнішньому рівні вміст СУБД видається так, як його бачить окремий користувач. На концептуальному рівні дані СУБД описуються в узагальненої моделі предметної області, для якої створюється інформаційна система. Внутрішній рівень - це власне дані, розташовані у файлах. У веденні СУБД також знаходиться словник даних, що містить відомості про все, що зберігається в базі даних (імена всіх таблиць і подань, збережених процедур і тригерів, облікові записи користувачів СУБД і т.п.). Відомості такого роду прийнято називати метаданими.
Реляційна модель ґрунтується на математичних принципи теорії множин і математичної логіки. Ці принципи були вперше використані для моделювання даних в 60-х роках минулого століття Коддом. Реляційна модель визначає, яким чином дані можуть бути представлені (структура даних), яким чином дані можуть бути захищені від некоректних змін (цілісність даних) і які операції можуть бути виконані з даними (операції з даними). Основні поняття реляційної моделі:
всі дані концептуально представляються як впорядковане набір рядків і стовпчиків, званих ставленням;
всі дані є скалярними;
рядок даних називається кортежем, кількість кортежів називається кардинальним числом;
кожен стовпчик у кортежі називається атрибутом, кількість атрибутів називається ступенем відносини;
відсутність інформації описується значенням NULL;
потенційний ключ K для відносини R - це набір безлічі атрибутів R, завжди володіє властивістю унікальності (тобто немає двох кортежів відносно R з однаковим значення K) і властивістю не надмірності (тобто ніякий підмножин K не має властивість унікальності). Потенційний ключ, що складається з більш ніж одного атрибута, називається складовим, а з одного - простим. Первинний ключ - це потенційний ключ, за яким фізично впорядковані кортежі відносно.
зовнішній ключ визначається наступним чином. Нехай R2 - деяке відношення. Тоді зовнішній ключ FK відносно R2 - це таке підмножина безлічі атрибутів R2, що існує відношення R1 з потенційним ключем K і значення FK в будь-якому кортежі R2 завжди збігається зі значенням K деякого кортежу в R1. Обмеження, за яким значення ключа повинні бути адекватні значень відповідного потенційного ключа, називають ссылочным обмеженням. Відповідно під посилальної цілісністю розуміють вимога того, щоб в базі даних не було порушень посилальних обмежень.
Наступні операції допустимими над даними в реляційної моделі:
вибірка возвращает ставлення, що містять всі кортежі заданого відносини, які відповідають певним умовам;
проекція возвращает ставлення, що містять всі кортежі заданого відносини після виключення з нього деяких атрибутів;
твір возвращает ставлення, що містять кортежі, які є всіма можливими комбінаціями кортежів, що належать двом вихідним відносин;
об'єднання возвращает ставлення, що містять всі кортежі, що належать двом вихідним відносин;
з'єднання возвращает ставлення, кортежі якого є з'єднанням двох кортежів, що належать вихідним відносин і мають загальне значення для одного або більше атрибутів вихідних відносин; при цьому загальне значення атрибутів зустрічається в результуючому кортежі тільки один раз.
