ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 38
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Алгеброю відношень називають систему операцій маніпулювання відношеннями, кожний оператор якого в якості операнда (операндів) використовує одне чи більше відношень і утворює нове відношення по попередньо обумовленому правилу.
Реляційне обчислення дозволяє шляхом використання обчислення предикатів та кванторів змінних описувати відношення та операції над ними в вигляді аналітичного виразу або формули.
В реляційній алгебрі використовують п'ять основних операцій: об'єднання, різниця, декартовий добуток, проекція і селекція.
В деяких випадках при ієрархічному і мережному представлені зростання бази даних може привести до порушення логічної організації даних. Такі ситуації виникають при появі нових користувачів, нових застосувань та видів запитів, при обліку інших логічних зв'язків між елементами даних.
Недоліки ієрархічної і мережної моделей привели до появи нової, реляційної моделі даних, створеної Коддом у 1970 році .Реляційна модель була спробою спростити структуру бази даних. У ній були відсутні явні покажчики на предків і нащадків, а всі дані були представлені у виді простих таблиць, розбитих на рядки і стовпці.
Реляційною називається база даних, у якій усі дані, доступні користувачу, організовані у виді таблиць, а всі операції над даними зводяться до операцій над цими таблицями. Для представлення реляційних баз даних розроблена формальна теорія баз даних, теоретичну основу якої складає алгебра та математична логіка.
У реляційної базі даних інформація організована у виді таблиць, розділених на рядки і стовпці, на перетині яких містяться значення даних. У кожної таблиці є унікальне ім'я, що описує її вміст. Масив значень, що можуть міститися в стовпці, називається доменом цього стовпця.
Двохвимірні таблиць в математиці отримали назву відношення .
У кожного стовпця в таблиці є своє ім'я, що звичайно служить заголовком стовпця. Усі стовпці в одній таблиці повинні мати унікальні імена, однак дозволяється привласнювати однакові імена стовпцям, розташованим в різних таблицях.
Стовпці таблиці упорядковані зліва направо і їхній порядок визначається при формуванні таблиці. У будь-якій таблиці завжди є як мінімум один стовпець.
Як правило, не вказується максимально допустиме число стовпців у таблиці, однак майже у всіх комерційних СКБД ця межа існує і , як правило, складає приблизно 255 стовпців.
На відміну від стовпців, рядки таблиці не мають визначеного порядку. Це значить, що якщо послідовно виконати два однакових запити для відображення вмісту таблиці, то немає гарантії, що обидва рази рядка будуть перераховані в тому самому порядку.
Рядки таблиці утворюють данні різного формату і різного типу, тобто можна стверджувати, що рядки таблиці є кортежами.
У таблиці може міститися будь-як кількість рядків. Цілком припустиме існування таблиці з нульовою кількістю рядків. Така таблиця називається порожньою. Порожня таблиця зберігає структуру, визначену її стовпцями, просто в ній не містяться дані. Стандарти реляційних баз даних не накладають обмежень на кількість рядків у таблиці, і в багатьох СКБД розмір таблиць обмежений лише вільним дисковим простором комп'ютера.
Як правило, в сучасних реляційних БД допускається збереження символьних, числових даних, бітових рядків, спеціалізованих числових даних (таких як "гроші"), а також спеціальних "темпоральных" даних (дата, час, часовий інтервал).
Найменша одиниця даних реляційної моделі - це окреме атомарне (неподільне) для даної моделі значення даних. Так, в одній предметній області прізвище, ім'я і по-батькові можуть розглядатися як єдине значення, а в інший - як три різноманітних значення.
В реляційній моделі зв'язок "багатьох до багатьох" (В:В) указує на те, що декільком значенням елементів даних А відповідає декілька значені елементів даних В. Наприклад, поміж елементами даних "код операції технологічного процесу" і "табельний номер працівника" існує зазначені взаємозв'язок, так як багато операцій технологічного процесу можуть виконувати різні працівники (табельні номери) і навпаки. Реляційна модель даних являє собою набір двомірних плоских таблиць, що складаються з рядків і стовпців. Первинний документ або лінійний масив являє собою плоску двомірну таблицю. Така таблиця називається відношенням, кожний стовбець-атрибутом, сукупність значень одного типу (стовпця) –доменом, а рядка – кортежем. Таким чином, стовпці таблиці являються традиційними елементами даних, а рядки – записами. Таблиці (відношення) мають імена. Імена також присвоюються і стовпцям таблиці. Кожний кортеж (запис ) відношення має ключ. Ключі є прості і складні. Простий ключ-це ключ, який складається з одного атомарного атрибуту, значення якого унікальне (яке не повторюються).Складний ключ складається з двох і більше атрибутів. Для зв’язків відношень друг з другом в базі даних є зовнішні ключі. Атрибут або комбінація атрибута відношення є зовнішнім ключем, якщо він не є основним (первинним) ключем цього відношення, але являється первинним ключем для другого відношення. Основні принципи створення БД: цілісність, вірогідність, контроль, захист від несанкціонованого доступу, єдність і гнучкість, стандартизація та уніфікація, адаптивність, мінімізація введення і виведення інформації (однократність введення інформації, принцип введення - виведення тільки змін).
Цілісність бази даних
Цілісність бази даних [database integrity] — стан бази даних, коли всі значення даних правильні в тому сенсі, що відображають стан реального світу (в межах заданих обмежень по точності та часовій узгодженості) і підпорядковуються правилам взаємної не суперечливості. Підтримка цілісності бази даних включає перевірку цілісності і відновлення з будь-якого неправильного стану, яке може бути виявлено; це входить у функції адміністратора бази даних.
Цілісність – розуміється як правильність даних у будь-який момент часу. Але ця мета може бути досягнута лише в певних межах: СУБД не може контролювати правильність кожного окремого значення, що вводиться в базу даних (хоча кожне значення можна перевірити на правдоподібність).
Підтримка цілісності бази даних може розглядатися як захист даних від невірних змін або руйнувань. Сучасні СУБД мають ряд засобів для забезпечення підтримки цілісності (так само, як і засобів забезпечення підтримки безпеки).
Не допускається, щоб який-небудь атрибут, що бере участь в первинному ключі, приймав невизначене значення.
Значення зовнішнього ключа повинне або:
1. бути рівним значенню первинного ключа цілі;
2. бути повністю невизначеним, тобто кожне значення атрибута, що бере участь в зовнішньому ключі повинне бути невизначеним.
Для будь-якої конкретної бази даних існує ряд додаткових специфічних правил, які відносяться до неї однієї і визначаються розробником. Частіше за все контролюється:
1. унікальність тих або інших атрибутів;
2. діапазон значень ;
3. приналежність набору значень.
Встановити цілісність даних можна, якщо виконані такі умови:
- зв'язане поле головної таблиці є ключовим полем або має унікальний індекс.
- зв'язані поля мають однаковий тип даних. Тут є й винятки. Так, поле типу Счетчик може бути зв'язане з числовим полем, властивість якого Размер поля (FieldSize) має значення Длинное целое;
- обидві таблиці належать до однієї бази даних MS Access; для визначення цілісності даних ця БД має бути відкрита.
Для встановлення цілісності слід:
-
установити покажчик миші на графічному зображенні одного із зв'язків між таблицями на Схеме данных; -
виконати пункти меню Связи\Изменить связь;
За встановлення цілісності даних неможливо:
-
ввести до поля зовнішнього ключа зв'язаної таблиці значення, якого немає в ключовому полі головної таблиці; -
вилучити запис з головної таблиці, якщо існують зв'язані з ним записи у підпорядкованій таблиці з боку «много». -
змінити значення первинного ключа в головній таблиці, якщо існують записи, зв'язані з цим записом.
Надлишковість
База даних може характеризуватись надлишковістю даних, тобто коли при вирішенні різних задач запам'ятовування елементів даних призводило до збереження одної і тої ж інформації в різних модифікаціях. Правильна організація БД дозволяє в значній мірі зменшити надлишковість. Загалом базу даних іноді визначають як ненадлишкову сукупність елементів даних. Однак надлишковість даних завжди в незначній кількості присутня для прискорення доступу до БД та пошуку інформації, адресації даних тощо. Часто надлишковість даних необхідна для швидкого відновлення БД у випадках втрат інформації, згідно з принципом надійності. Щоб БД була не надлишковою і задовольняла іншим вимогам необхідно йти на компроміс. В цьому випадку кажуть про керовану або мінімальну надлишковість. Тобто добре зпроектована БД вільна від лишньої надлишковості.
Однією чи не з найважливіших характеристик БД є постійна її модифікація та розширення. У випадках появи нових типів даних або прикладних програм для рішення нових задач повинна забезпечуватись можливість швидкої зміни структури БД. Модифікація та розширення БД, в ідеалі, не повинна призводити до зміни програмного забезпечення або ж до мінімальних змін. Незалежність даних є одною із основних властивостей БД. Під цим розуміється незалежність даних в БД від програм які їх використовують, тобто зміна одних не призводить до зміни других і навпаки. В дійсності повністю незалежні дані зустрічаються настільки рідко, як і повна надлишковість.
Сучасна база даних характеризується встановленням багато сторонніх зв 'язків, адже один набір елементів даних може одночасно використовуватись великою кількістю користувачів і відповідно оброблятись відповідними прикладними програмами. Вданому випадку організація БД залежить від реалізації зв'язків між елементами даних і записами. При використанні БД багатьма користувачами, мають бути встановлені численні проміжні взаємозв'язки між даними. Таким чином це забезпечує таку організацію БД в системі, при якій доступ до них забезпечується різними шляхами, причому одні і тіж дані можуть бути використані для відповіді на зовсім різні запити.
Щоб позбутися від інформаційної надмірності, а разом з тим вирішити проблему модифікації, видалення і додавання даних вам не потрібно будь-яких спеціальних програм, досить буде представляти структуру проектованого об'єкта (зауважте, поки що не структуру бази даних), мати під рукою кілька чистих аркушів паперу, олівець чи ручку. Але, щоб почати від чогось позбавлятися, потрібно знати суть самої проблеми, через що ця проблема виникає і так вона для вас критична.
