Aloqa ma'lumotlar bazasi va uning xususiyatlari. Aloqa jadvallari o'rtasidagi munosabatlar turlari

Ma'lumotlar bazasi elementlari. Relyatsion ma'lumotlar bazasining asosiy tushunchalari. Relyatsion ma'lumotlar bazasining asosiy tushunchalari
Aloqa ma'lumotlar bazasi va uning xususiyatlari. Aloqa jadvallari o'rtasidagi munosabatlar turlari
Aloqador ma'lumotlar bazasi bu o'zaro bog'langan jadvallar to'plami bo'lib, ularning har birida ma'lum turdagi ob'ektlar haqidagi ma'lumotlar mavjud. Jadval qatorida bitta ob'ekt (masalan, mahsulot, xaridor) haqidagi ma'lumotlar mavjud va jadval ustunlari tasvirlangan har xil xususiyatlar bu ob'ektlar - atributlar (masalan, ism, mahsulot kodi, xaridor ma'lumoti). Yozuvlar, ya'ni jadval satrlari bir xil tuzilishga ega - ular ob'ekt atributlarini saqlaydigan maydonlardan iborat. Har bir maydon, ya'ni ustun ob'ektning faqat bitta xususiyatini tavsiflaydi va ma'lumotlar turiga qat'iy belgilangan. Barcha yozuvlar bir xil maydonlarga ega, faqat ular boshqacha ko'rsatiladi axborot xususiyatlari ob'ekt
Relyatsion ma'lumotlar bazasida har bir jadvalda asosiy kalit bo'lishi kerak - bu jadvalning har bir satrini o'ziga xos tarzda aniqlaydigan maydon yoki maydonlar kombinatsiyasi. Agar kalit bir nechta maydonlardan iborat bo'lsa, u kompozit kalit deb ataladi. Kalit noyob bo'lishi kerak va yozuvni o'ziga xos tarzda aniqlab berishi kerak. Kalit qiymati bitta yozuvni topish uchun ishlatilishi mumkin. Ma'lumotlar bazasida ma'lumotlarni tartibga solish uchun ham kalitlardan foydalaniladi.
Ma'lumotlar bazasi jadvallari munosabatlarni normallashtirish talablariga javob berishi kerak. O'zaro munosabatlarni normallashtirish - bu jadvallarni tuzish bo'yicha cheklovlarning rasmiy apparati bo'lib, u takrorlanishni yo'q qiladi, ma'lumotlar bazasida saqlanadiganlarning izchilligini ta'minlaydi va ma'lumotlar bazasini yuritishda mehnat xarajatlarini kamaytiradi.
Jadval tuzilsin, u quyidagi maydonlarni o'z ichiga oladi: guruh raqami, to'liq ismi, talaba raqami, tug'ilgan sana, mutaxassislik aralashuvi, fakultet nomi. Axborotni saqlashning bunday tashkil etilishi bir qator kamchiliklarga ega bo'ladi:

• 
  ma'lumotlarning takrorlanishi (har bir talaba uchun mutaxassislik va fakultet nomi takrorlanadi), shuning uchun ma'lumotlar bazasi hajmi oshadi;
  
• 
  jadvaldagi ma'lumotlarni yangilash tartibi har birini tahrir qilish zarurati tufayli qiyin jadval yozuvlari.
  

Jadvalni normallashtirish bu kamchiliklarni bartaraf etish uchun mo'ljallangan. U yerda munosabatlarning uchta oddiy shakli.
Birinchi oddiy shakl. Aloqalar jadvali birinchi oddiy shaklga tushiriladi, agar uning satrlarining hech birida o'z maydonlarida bir nechta qiymat bo'lmasa va uning asosiy maydonlarining hech biri bo'sh bo'lmasa. Shunday qilib, agar talabalar jadvalidan talabaning ismi bo'yicha ma'lumot olish talab qilinsa, To'liq ism maydonini Familiya, Ism, Otaning ismi qismlariga bo'lish kerak.
Ikkinchi oddiy shakl... Relyatsion jadval ikkinchi oddiy shaklda ko'rsatiladi, agar u birinchi normal shakl talablariga javob bersa va uning asosiy kalitiga kiritilmagan barcha maydonlari asosiy kalit bilan to'liq bog'liq bo'lsa. Jadvalni ikkinchi normal shaklga keltirish uchun maydonlarning funktsional bog'liqligini aniqlash kerak. Maydonlarning funktsional bog'liqligi - bu axborot ob'ekti misolida tavsiflovchi atributning faqat bitta qiymati kalit atributining ma'lum bir qiymatiga to'g'ri keladigan bog'liqlik.
Uchinchi oddiy shakl. Jadval uchinchi oddiy shaklda bo'ladi, agar u ikkinchi oddiy shakl talablariga javob bersa, uning asosiy bo'lmagan maydonlarining hech biri funktsional jihatdan boshqa kalit bo'lmagan maydonga bog'liq emas. Masalan, Talabalar jadvalida (guruh raqami, to'liq ismi, sinf kitobi, tug'ilgan sanasi, Starosta) uchta maydon - sinf kitobi, guruh raqami, Starosta o'tish munosabatlarida. Guruh raqami sinf kitobi raqamiga, sardor esa guruh raqamiga bog'liq. O'tish qaramligini bartaraf etish uchun Studentlar jadvalining bir qismini boshqa jadvalga, Guruhga o'tkazish kerak. Jadvallar quyidagi shaklda bo'ladi: talaba (guruh raqami, to'liq ismi, sinf kitobi raqami, tug'ilgan sana), guruh (guruh raqami, boshliq).
Relyatsion jadvallarda quyidagi operatsiyalarni bajarish mumkin:

• 
  Xuddi shu tuzilishga ega jadvallarni birlashtirish. Natijada umumiy jadval paydo bo'ladi: birinchi navbatda, keyin ikkinchi (birlashma).
  
• 
  Xuddi shu tuzilishga ega jadvallarning kesishishi. Natija - bu ikkala jadvaldagi yozuvlar tanlangan.
  
• 
  Xuddi shu tuzilishga ega jadvallarni ayirish. Natija - olib tashlanmagan yozuvlar tanlanadi.
  
• 
  Namuna (gorizontal qism). Natija - ma'lum shartlarga javob beradigan yozuvlar tanlanadi.
  
• 
  Proektsiya (vertikal kichik to'plam). Natijada, dastlabki jadvallardan ba'zi maydonlarni o'z ichiga olgan munosabatlar paydo bo'ladi.
  
• 
  Ikkita jadvalning kartezian mahsuloti Hosil bo'lgan jadval yozuvlari birinchi jadvalning har bir yozuvini boshqa jadvalning har bir yozuvi bilan birlashtirib olinadi.
  

Relyatsion jadvallar bir -biri bilan bog'liq bo'lishi mumkin, shuning uchun ma'lumotlarni bir vaqtning o'zida bir nechta jadvallardan olish mumkin. Ma'lumotlar bazasi hajmini kamaytirish uchun jadvallar bir -biriga bog'langan. Har bir juftlik jadvalining o'zaro bog'liqligi, agar ular bir xil ustunlarga ega bo'lsa.
Quyidagi turlari bor axborot havolalari:

• 
  bittadan bittaga;
  
• 
  birdan ko'pga;
  
• 
  ko'pdan-ko'pgacha.
  

Birma-bir muloqot birinchi jadvalning bitta atributi ikkinchi jadvalning faqat bitta atributiga mos keladi deb taxmin qiladi va aksincha.
Ko'pdan-ko'p munosabat birinchi jadvalning bir atributi ikkinchi jadvalning bir nechta atributlariga mos kelishini taxmin qiladi.
Ko'pdan-ko'pga munosabatlar birinchi jadvalning bir atributi ikkinchi jadvalning bir nechta atributlariga mos keladi deb faraz qiladi va aksincha.
Hozirgi vaqtda relyatsion ma'lumotlar bazalari eng keng tarqalgan bo'lib, garchi ular umumiy e'tirof etilgan afzalliklari bilan bir qatorda bir qator kamchiliklarga ham ega. O'zaro munosabatlarning afzalliklari quyidagilardan iborat:
Mavzu maydonlarining ko'pini modellashtirishni osonlashtiradigan va aniq rasmiy ta'riflarni berishga imkon beradigan, intuitiv bo'lib qoladigan kichik mavhumliklar to'plamining mavjudligi;
Oddiy va ayni paytda kuchli matematik apparatning mavjudligi, asosan to'plamlar nazariyasi va matematik mantiq va ma'lumotlar bazalarini tashkil etishga munosabatlarning nazariy asosini ta'minlash;
Ma'lumotlar bazasini tashqi xotirada aniq tashkil etishni bilmasdan, navigatsion bo'lmagan ma'lumotlarni boshqarish imkoniyati.
Aloqaviy tizimlar keng tarqalishi uchun uzoq vaqt kerak bo'ldi. Bu sohadagi asosiy nazariy natijalar 70 -yillarda olingan bo'lsa -da, va shu bilan birga relyatsion DBMSning birinchi prototiplari paydo bo'lgan, uzoq vaqt bunday tizimlarni samarali joriy etishga erishish imkonsiz deb topildi. Biroq, yuqorida qayd etilgan afzalliklar va o'zaro bog'liq ma'lumotlar bazalarini tashkil etish va boshqarish usullari va algoritmlarining bosqichma-bosqich to'planishi 80-yillarning o'rtalarida munosabat tizimlari amalda erta DBMSni jahon bozoridan chiqarib yuborishiga olib keldi.
Hozirgi vaqtda munosabatlarning DBMSlarini tanqid qilishning asosiy mavzusi ularning samaradorligi emas, balki bu tizimlarga xos bo'lgan ba'zi cheklovlar (soddalikning bevosita oqibati) an'anaviy bo'lmagan sohalarda ishlatilganda (eng keng tarqalgan misollar dizaynni avtomatlashtirish tizimlari. ), bu juda murakkab ma'lumotlar tuzilmalarini talab qiladi. Ma'lumotlar bazasining tez -tez qayd qilinadigan yana bir kamchiligi - bu domen semantikasini etarli darajada aks ettira olmaslikdir. Boshqacha aytganda, relyatsion tizimlarda domenning semantik o'ziga xosligi haqidagi bilimlarni ifodalash imkoniyatlari juda cheklangan. Postrelyatsion tizimlar sohasidagi zamonaviy tadqiqotlar asosan bu kamchiliklarni aniq bartaraf etishga bag'ishlangan.
Relyatsion ma'lumotlar bazasining asosiy tushunchalari ma'lumotlar turi, domen, atribut, tuple, asosiy kalit va munosabatlar.
Kontseptsiya ma'lumotlar turi Relyatsion ma'lumotlar modelida dasturlash tillarida ma'lumotlar turi tushunchasiga to'liq mos keladi. Odatda, zamonaviy relyatsion ma'lumotlar bazalari belgilar, raqamli ma'lumotlar, bitli satrlar, maxsus raqamli ma'lumotlarni (masalan, "pul"), shuningdek maxsus "vaqtinchalik" ma'lumotlarni (sana, vaqt, vaqt oralig'i) saqlashga imkon beradi. Ma'lumotlarning mavhum turlari bilan relyatsion tizimlarning imkoniyatlarini kengaytirish yondashuvi faol ishlab chiqilmoqda (masalan, Ingres / Postgres oilasi tizimlari bunday imkoniyatlarga ega).