Основные понятия и определения
Основные понятия реляционных баз данных
Основой современных систем, применяющих базы данных, является реляционная модель данных. В этой модели данные, представляющие информацию о предметной области, организованы в виде двухмерных таблиц, называемых отношениями. На рисунке 1 приведен пример такой таблицы-отношения и поясняются основные термины реляционной модели.
Рис. 1. Пример таблицы-отношения реляционной базы данных
Отношение — это таблица, подобная приведенной на рисунке 1 и состоящая из строк и столбцов. Верхняя строка таблицы-отношения называется заголовком отношения. Термины отношение и таблица обычно употребляются как синонимы, однако в языке SQL используется термин таблица.
Строки таблицы-отношения называются кортежами, или записями. Столбцы называются атрибутами. Термины — ат рибут, столбец, колонка, поле — обычно используются как синонимы. Каждый атрибут имеет имя, которое должно быть уникальным в конкретной таблице-отношении, однако в разных таблицах имена атрибутов могут совпадать.
Количество кортежей в таблице-отношении называется кар динальным числом отношения, а количество атрибутов — сте пенью отношения.
Ключ, или первичный ключ отношения — это уникальный идентификатор строк (кортежей), то есть такой атрибут (на бор атрибутов), для которого в любой момент времени в от ношении не существует строк с одинаковыми значениями этого атрибута (набора атрибутов). На приведенном рисунке таблицы ячейка с именем ключевого атрибута имеет ниж нюю границу в виде двойной черты.
Домен отношения — это совокупность значений, из которых могут выбираться значения конкретного атрибута. То есть конкретный набор имеющихся в таблице значений атрибута в любой момент времени должен быть подмножеством мно жества значений домена, на котором определен этот атрибут. В общем случае на одном и том же домене могут быть опре делены значения разных атрибутов. Важным является то, что домены вводят ограничения на операции сравнения значе ний различных атрибутов. Эти ограничения состоят в том, что корректным образом можно сравнивать между собой только значения атрибутов, определенных на одном и том же домене.
Отношения реляционной базы данных обладают следующими свойствами:
в отношениях не должно быть кортежей-дубликатов,
кортежи отношений не упорядочены,
атрибуты отношений также не упорядочены.
Из этих свойств отношения вытекают важные следствия.
• Уникальность кортежей определяет, что в отношении всегда имеется атрибут или набор атрибутов, позволяющих иденти фицировать кортеж, другими словами, в отношении всегда есть первичный ключ.
Неупорядоченность кортежей приводит к тому, что, во-пер вых, в отношении не существует другого способа адресации кортежей, кроме адресации по ключу, а во-вторых — в отно шении не существует таких понятий, как первый кортеж, последний, предыдущий, следующий и т.д.Неупорядоченность атрибутов определяет, что единствен ным способом их адресации в запросах является использова ние наименования атрибута.
Относительно свойства реляционного отношения, касающегося отсутствия кортежей-дубликатов, следует сделать важное замечание. В этом пункте SQL не полностью соответствует реляционной модели. А именно: в отношениях, являющихся результатами запросов, SQL допускает наличие одинаковых строк. Для их устранения в запросе используется ключевое слово DISTINCT (см. ниже).
Информация в реляционных базах данных, как правило, хранится не в одной таблице-отношении, а в нескольких. При создании нескольких таблиц взаимосвязанной информации появляется возможность выполнения более сложных операций с данными, то есть более сложной их обработки. Для работы со связанными данными из нескольких таблиц важным является понятие так называемых внешних ключей.
Внешним ключом таблицы называется атрибут (набор атрибутов) этой таблицы, каждое значение которого в текущем состоянии таблицы всегда совпадает со значением атрибутов, являющихся ключом, в другой таблице. Внешние ключи используются для связывания значений атрибутов из разных таблиц. С помощью внешних ключей обеспечивается так называемая ссылочная целостность базы данных, то есть согласованность данных, описывающих одни и те же объекты, но хранящихся в разных таблицах.