Теоретические основы реляционных баз данных

На персональных компьютерах наибольшее применение нашли СУБД, поддерживающие реляционную модель данных. Реляционная модель позволяет построить базу данных из отношений. Понятие отношения (relation) удобно описывается обычной таблицей. Реляционная база данных — это совокупность взаимосвязанных отношений. Отношение — это совокупность записей одинаковой структуры, организованная в логически обособленный набор данных. Отношение имеет всего два измерения и состоит из фиксированного числа столбцов и произвольного числа строк. Столбцы отношения называются атрибутами. Атрибуты имеют имена — заголовки. Каждая отдельная запись отношения называется кортежем. В табличном представлении картежи отношения имеют одинаковую структуру. Это означает, что составляющие кортеж отдельные атрибуты имеют одинаковые тип и длину и занимают одно и то же положение во всех кортежах отношения. Каждый атрибут имеет имя, которое должно быть уникальным в отношении.

Отношения РБД хранятся независимо друг от друга, а их взаимосвязь задается извне и выявляется СУБД во время манипулирования данными или выполнения других функций СУБД. Связь между отношениями РБД задается через их атрибуты. Один и тот же атрибут может принадлежать нескольким отношениям РБД, тогда их взаимосвязь устанавливается по его значениям. Таким образом, реляционный подход позволяет образовать новые отношения из уже существующих. При этом допустимо формирование одного отношения — результата из нескольких отношений — источников.

Реляционная модель легко корректируется и дополняется в случае появления новых данных о взаимодействии металлических конструкций и агрессивной среды.

Базу данных можно представить в виде упорядоченного хранилища информации типа картотеки. Хорошим примером базы данных может служить телефонный справочник организации. Он содержит фамилии, номера телефонов и номера комнат всех сотрудников организации, а каждая колонка — полю. Каждое поле имеет наименование и характеристики информации для хранения которой оно предназначено: тип, длина, точность. Содержимое поля для конкретной записи называется значением поля. Отрывок телефонного справочника, приведенный ниже, иллюстрирует вышесказанное:

Весь справочник целиком в терминах баз данных называется таблицей. Состав входящих в таблицу полей определяет структуру таблицы, а состав входящих в таблицу записей — ее содержание. Каждая запись в таблице состоит из того же набора полей, что и таблица целиком, поэтому иногда употребляется термин структура записи. Это понятие адекватно структуре таблицы, хотя употребление первого термина представляется более корректным, т.к. таблица имеет структуру независимо от того, имеется ли в ней хотя бы одна запись.

Реализация баз данных подразумевает, что каждая таблица хранится в отдельном файле. Поэтому применяется термин «файл базы данных» или «файл БД», имея в виду таблицу базы данных.

Для организации упорядочивания содержимого файла БД и поиска в ней по значению одного или нескольких полей применяется механизм индексов. Его применение можно сравнить с сортировкой картотеки по определенному признаку (совокупности признаков). Однако, в отличие от картотеки, файл БД может иметь сразу несколько индексов, и, соответственно, являться упорядоченным одновременно по нескольким признакам. Каждый индекс имеет наименование, признак уникальности, выражение индекса и фильтр. Наименование индекса используется для идентификации индекса. Выражение индекса и фильтр представляют собой написанные на специальном языке выражения, вычисление значения которых для каждой записи позволяет определить ее место при упорядочивании и необходимость помещения ее в упорядоченный список (индекс может содержать упоминание не обо всех записях таблицы, а только об удовлетворяющих выражению фильтра). Уникальный индекс (имеющий установленный признак уникальности) позволяет иметь в индексе ссылки на записи только с различным значением индексного выражения.

Индексы хранятся в индексном файле. Индексный файл может содержать информацию более чем об одном индексе.