Л. Партыка, И. И. Попов системы управления базами данных
жүктеу/скачать 4,64 Mb.
|
Голицына О Л Партыка Т Л Попов И И Системы
| Основные элементы РМД
Основными понятиями, с помощью которых определяется реляционная модель, являются следующие: домен, отношение, кортеж, кардинальность, атрибуты, степень, первичный ключ. Соотношение этих понятий иллюстрируется рис. 2.6. Эти понятия представляют специальную терминологию, введенную авторами теоретических основ, однако они имеют и более привычные аналоги, соответствие которых приведено в табл. 2.1. Домен — это совокупность значений, из которой берутся значения соответствующих атрибутов определенного отношения. С точки зрения программирования домен — это тип данных, определяемый системой (стандартный) или пользователем. Рис. 2.6. Основные понятия реляционной модели Первичный ключ — это столбец или некоторое подмножество столбцов, значения которых уникальны, т. е. единственным Таблица 2.1. Основные понятия, связанные с РМД
образом определяют строки. Первичный ключ, который включает более одного столбца, называется множественным, или комбинированным, или составным. Правило целостности объектов утверждает, что первичный ключ не может быть полностью или частично пустым, т. е. иметь значение null. Остальные ключи, которые можно также использовать в качестве первичных, называются потенциальными или альтернативными ключами. Внешний ключ — это столбец или подмножество одной таблицы, которые могут служить в качестве первичного ключа для другой таблицы. Внешний ключ (FK — foreign key) таблицы является ссылкой на первичный ключ другой таблицы. Правило ссылочной целостности гласит, что внешний ключ может быть либо пустым, либо соответствовать значению первичного ключа, на который он ссылается. Внешние ключи являются неотъемлемой частью реляционной модели, поскольку реализуют связи между таблицами базы данных. Внешний ключ, как и первичный, тоже может представлять собой комбинацию столбцов. На практике внешний ключ всегда будет составным (состоящим из нескольких столбцов), если ссылается на составной первичный ключ в другой таблице. Очевидно, что количество столбцов и их типы данных в первичном и внешнем ключах совпадают. Если таблица связана с несколькими другими таблицами, она может иметь несколько внешних ключей. Модель предъявляет к таблицам следующие требования: данные в ячейках таблицы должны быть структурно неделимыми; данные в одном столбце должны быть одного типа; каждый столбец должен быть уникальным (недопустимо дублирование столбцов); столбцы размещаются в произвольном порядке; строки размещаются в таблице также в произвольном порядке; столбцы имеют уникальные наименования. В целом концепция реляционной модели определяется следующими двенадцатью правилами Кодда [1]: 1. Правило информации. Вся информация в базе данных должна быть представлена исключительно на логическом уровне и только одним способом — в виде значений, содержащихся в таблицах. 2. Правило гарантированного доступа. Логический доступ ко всем и каждому элементу данных (атомарному значению) в реляционной базе данных должен обеспечиваться путем использования комбинации имени таблицы, первичного ключа и имени столбца. 3. Правило поддержки недействительных значений. В реляционной базе данных должна быть реализована поддержка недействительных значений, которые отличаются от строки символов нулевой длины, строки пробельных символов, от нуля или любого другого числа и используются для представления отсутствующих данных независимо от типа этих данных. 4. Правило динамического каталога, основанного на реляционной модели. Описание базы данных на логическом уровне должно быть представлено в том же виде, что и основные данные, чтобы пользователи, обладающие соответствующими правами, могли работать с ним с помощью того же реляционного языка, который они применяют для работы с основными данными. 5. Правило исчерпывающего подъязыка данных. Реляционная система может поддерживать различные языки и режимы взаимодействия с пользователем (например, режим вопросов и ответов). Однако должен существовать по крайней мере один язык, операторы которого можно представить в виде строк символов в соответствии с некоторым четко определенным синтаксисом и который в полной мере поддерживает определение данных; определение представлений; обработку данных (интерактивную и программную); условия целостности; идентификацию прав доступа; границы транзакций (начало, завершение и отмена). 6. Правило обновления представлений. Все представления, которые теоретически можно обновить, должны быть доступны для обновления. 7. Правило добавления, обновления и удаления. Возможность работать с отношением как с одним операндом должна существовать не только при чтении данных, но и при добавлении, обновлении и удалении данных. 8 Правило независимости физических данных. Прикладные программы и утилиты для работы с данными должны на логическом уровне оставаться нетронутыми при любых изменениях способов хранения данных или методов доступа к ним. 9. Правило независимости логических данных. Прикладные программы и утилиты для работы с данными должны на логическом уровне оставаться нетронутыми при внесении в базовые таблицы любых изменений, которые теоретически позволяют сохранить нетронутыми содержащиеся в этих таблицах данные. 10. Правило независимости условий целостности. Должна существовать возможность определять условия целостности, специфические для конкретной реляционной базы данных, на подъязыке реляционной базы данных и хранить их в каталоге, а не в прикладной программе. 11. Правило независимости распространения. Реляционная СУБД не должна зависеть от потребностей конкретного клиента. 12. Правило единственности. Если в реляционной системе есть низкоуровневый язык (обрабатывающий одну запись за один раз), то должна отсутствовать возможность использования его для того, чтобы обойти правила и условия целостности, выраженные на реляционном языке высокого уровня (обрабатывающем несколько записей за один раз). Правило 2. Указывает на роль первичных ключей при поиске информации в базе данных. Имя таблицы позволяет найти требуемую таблицу, имя столбца — требуемый столбец, а первичный ключ — строку, содержащую искомый элемент данных. Правило 3. Требует, чтобы отсутствующие данные можно было представить с помощью недействительных (пустых) значений (NULL). Правило 4. Гласит, что реляционная база данных должна сама себя описывать. Другими словами, база данных должна содержать набор системных таблиц, описывающих структуру самой базы данных. Правило 5. Требует, чтобы СУБД использовала язык реляционной базы данных, например SQL. Такой язык должен поддерживать все основные функции СУБД: создание базы данных, чтение и ввод данных, реализацию защиты базы данных и т. д. Правило 6. Касается представлений, которые являются виртуальными таблицами, позволяющими показывать различным пользователям различные фрагменты структуры базы данных. Это одно из правил, которое сложнее всего реализовать на практике. Правило 7. Акцентирует внимание на том, что базы данных по своей природе ориентированы на множества. Оно требует, чтобы операции добавления, удаления и обновления можно было выполнять над множествами строк. Это правило предназначено для того, чтобы запретить реализации, в которых поддерживаются только операции над одной строкой. Правила 8 и 9. Означают отделение пользователя и прикладной программы от низкоуровневой реализации базы данных. Они утверждают, что конкретные способы реализации хранения или доступа, используемые в СУБД, и даже изменения структуры таблиц базы данных не должны влиять на возможность пользователя работать с данными. Правило 10. Гласит, что язык базы данных должен поддерживать ограничительные условия, налагаемые на вводимые данные и действия, которые могут быть выполнены над данными. Правило 11. Гласит, что язык базы данных должен обеспечивать возможность работы с распределенными данными, расположенными на других компьютерных системах. Правило 12. Предотвращает использование других возможностей для работы с базой данных помимо языка базы данных, поскольку это может нарушить ее целостность.
жүктеу/скачать 4,64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|