2.1.3 Реляционные базы данных

В настоящее время реляционные БД получили наибольшее распространение. Технология реляционных БД обеспечивает относительно простыми средствами представления данных и манипулирования ими. Для нее существует строгое теоретическое обоснование [1,3,4].

Реляционная теория состоит из трех основных разделов: структуры данных, манипулирование данными и целостность данных.

Основной структурной единицей является двухмерное отношение (таблица). Диапазон значений, которое может принимать атрибут отношения (столбец), называется доменом. Целостность БД основывается на концепции ключей и правил ссылочной целостности. В реляционной БД существует три типа ключей: возможный, первичный и внешний. Понятие ссылочной целостности относится к использованию внешних ключей.

Доступ к данным осуществляется с помощью набора операций реляционной алгебры. Пять основных операций: выборка, проекция, декартово произведение, объединение и вычитание. И три производных: соединение, пересечение, деление.

Вопросы для самопроверки:

1) Опишите основные свойства реляционных баз данных.

2) Приведите примеры выполнения основных операций реляционной алгебры.

3) Дайте объяснение терминам «минимально реляционная», «реляционно полная» и «полностью реляционная».

4) В чем заключается целостность реляционной БД.

2.1.4 Проектирование реляционных баз данных

Первоначально нормализация была предложена в качестве методологии проектирования реляционных баз данных. Но ее семантические возможности достаточно ограничены. Существует только одно семантическое понятие – функциональная зависимость. ER-модели используют простую и понятную форму моделирования с применением диаграмм и имеют более мощные семантические возможности, чем модели нормализации [1,3,4].

С помощью ограниченного числа шагов модель сущность-связь можно преобразовать в реляционную БД. А что бы привести отношение к нормальной форме, необходимо выявить существующие в нем функциональные зависимости. Нормализация – это процесс, позволяющий гарантировать эффективность структур данных.

Доказано, что реляционная БД эффективна, если все ее отношения находятся как минимум в третьей нормальной форме, а предпочтительнее в нормальной форме Бойса-Кодда.

Вопросы для самопроверки:

1) Приведите примеры отношений во всех нормальных формах.

2) Опишите алгоритм приведения отношения к нормальной форме Бойса-Кодда.

3) Охарактеризуйте этапы преобразования ER-модели в реляционную.

2.1.4 Язык sql

Стандартным языком реляционных систем является SQL. Это декларативный язык. В отличии от процедурных языков в SQL составляется описание данных, которые необходимо извлечь посредством оператора [1,2,4,5].

Язык SQL можно использовать не только для извлечения данных. Это функционально полный язык баз данных. С его помощью можно создавать базы данных и обеспечивать их безопасность. Существует три раздела операторов SQL.

1. Язык определения данных. Команды этого раздела определяют содержимое реляционной БД в виде таблиц и представлений (View). Таблица – это эквивалент базового отношения. Оператор определения таблицы представляет собой выражение, задающее атрибуты (столбцы) таблицы. Представления задаются с помощью операторов языка манипулирования данными, которые указывают содержимое этих представлений.

2. Язык манипулирования данными. Используется для вставки, извлечения, обновления и удаления данных, содержащиеся в таблицах и представлениях.

3. Язык управления данными. Этот раздел предназначен для управления доступом к таблицам и представлениям.

Кроме реляционных операторов в SQL присутствуют функции агрегирования, которые помогают обрабатывать хранящиеся в таблицах данные.

Вопросы для самопроверки:

1. Создайте простую реляционную базу данных с помощью SQL.

2. Опишите синтаксис оператора SELECT

3. Выполните модификацию данных с использованием операторов INSERT, UPDATE, DELETE