Манипулирование данными

Примерный набор операций может быть следующим:

- Найти конкретную запись в наборе однотипных записей;

- Перейти от предка к первому потомку по некоторой связи

- Перейти к следующему потомку в некоторой связи;

- Перейти от потомка к предку по некоторой связи;

- Создать новую запись;

- Уничтожить запись;

- Модифицировать запись;

- Включить в связь;

- Исключить из связи;

- Переставить в другую связь и т.д.

Ограничения целостности

Их поддержание не требуется, но иногда требуют целостности по ссылкам (как в иерархической модели).

Достоинства и недостатки ранних СУБД:

Достоинства:

- Развитые средства управления данными во внешней памяти на низком уровне;

- Возможность построения вручную эффективных прикладных систем;

- Возможность экономии памяти за счет разделения подобъектов (в сетевых системах).

Недостатки:

- Слишком сложно пользоваться;

- Фактически необходимы знания о физической организации;

- Прикладные системы зависят от этой организации;

- Их логика перегружена деталями организации доступа к БД.

Базовые понятия реляционной модели данных. Ключи. Неопределенные значения. Ссылочная целостность и способы ее поддержания. Атомарность атрибутов и 1НФ.

Базовые понятия реляционных модели данных

Тип данных

В современных реляционных БД допускается хранение символьных, числовых данных, битовых строк, специализированных числовых данных (таких как "деньги"), а также специальных "темпоральных" данных (дата, время, временной интервал), также активно развивается подход к расширению возможностей реляционных систем абстрактными типами данных.

Домен

В самом общем виде домен определяется заданием некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена, и произвольного логического выражения, применяемого к элементу типа данных. Если вычисление этого логического выражения дает результат "истина", то элемент данных является элементом домена.

Схема отношения - это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена (или типа, если понятие домена не поддерживается)}

Степень ("арность") схемы отношения – это мощность этого множества.

Схема БД (в структурном смысле) - это набор именованных схем отношений.

Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, - это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения.

Отношение - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения.

Фундаментальные свойства отношений:

1. Отсутствие кортежей-дубликатов

Из этого свойства вытекает наличие у каждого отношения, так называемого первичного ключа - набора атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отношения.

2. Отсутствие упорядоченности кортежей

3. Отсутствие упорядоченности атрибутов

4. Атомарность значений атрибутов

Реляционная база данных - это набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД.

Реляционная модель данных (РМД) — логическая модель данных, прикладная теория, описывающая структурный аспект, аспект целостности и аспект обработки данных в реляционных базах данных.

- Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.

- Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

- Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Два базовых требования целостности:

а) требование целостности сущностей (любой кортеж любого отношения отличим от любого другого кортежа этого отношения, т.е. любое отношение должно обладать первичным ключом)

б) требование целостности по ссылкам (для каждого значения внешнего ключа, появляющегося в ссылающемся отношении, в отношении, на которое ведет ссылка, должен найтись кортеж с таким же значением первичного ключа, либо значение внешнего ключа должно быть неопределенным)

Внешним ключом называется поле таблицы, предназначенное для хранения значения первичного ключа другой таблицы с целью организации связи между этими таблицами.

Для соблюдения целостности сущности достаточно гарантировать отсутствие в любом отношении кортежей с одним и тем же значением первичного ключа. Для соблюдения целостности по ссылкам существуют три подхода:

Первый подход - запрещается производить удаление кортежа, на который существуют ссылки (т.е. сначала нужно либо удалить ссылающиеся кортежи, либо соответствующим образом изменить значения их внешнего ключа).

Второй подход - при удалении кортежа, на который имеются ссылки, во всех ссылающихся кортежах значение внешнего ключа автоматически становится неопределенным.

Третий подход (каскадное удаление) - при удалении кортежа из отношения, на которое ведет ссылка, из ссылающегося отношения автоматически удаляются все ссылающиеся кортежи.

Первая нормальная форма (1NF) — одна из возможных нормальных форм таблицы реляционной базы данных.

Таблица находится в первой нормальной форме, если каждый её атрибут атомарен. Под выражением «атрибут атомарен» понимается, что атрибут может содержать только одно значение. Таким образом, не существует 1NF таблицы, в полях которых могут храниться списки значений. Для приведения таблицы к 1NF обычно требуется разбить таблицу на несколько отдельных таблиц.