4. Реляционная структура данных

Наименьшей единицей данных в реляционной модели является отдельное значение данных. Такие значения рассматриваются как атомарные, т.е. неразложимые, когда речь идет о данной модели.

Доменом (областью возможных значений) наз. множество подобных значений одного и того же типа.

Например, домен номеров поставщиков – множество допустимых номеров. Домен объемов поставок – множество целых чисел >0, <10000.

Смысл домена: если значения двух атрибутов берутся из одного домена, имеет смысл их сравнение, следовательно, соединение, объединение и т.д. Если значения атрибутов берутся из разных доменов, то всякие их сравнения лишены смысла.

Домены являются в большей степени понятиями концептуальными и могут как храниться, так и не храниться в БД как фактическое множество значений. Они должны специфицироваться как часть определения БД, и определение каждого атрибута должно включать ссылку на соответствующий домен во избежание какой-либо двусмыслицы.

Главный элемент реляционной модели – отношение. Когда мы изображаем отношение в виде таблицы, мы просто испытываем удобный способ представления отношения на бумаге. Таблица и отношение в действительности не одно и тоже. При изображении таблицы мы явно или неявно, но упорядочиваем расположение картежей 9строк) и атрибутов (столбцов), хотя отношение – это математическое множество, не являющееся упорядоченным.

Значение числа атрибутов в отношении называется степенью отношения, а отношение степени 1 называется унарным отношением, степени 2 – бинарным отношением, степени n – n-арным отношением.

Число картежей (строк) в отношении называется кардинальным числом.

Р1 – 3; Р2 – 3; Р3 – 7

Кардинальное число отношения изменяется во времени (картеж может быть добавлен или удален) в отличие от его степени.

5. Целостность реляционных данных

Важным следствием, сделанных выше определений, является то, что каждое отношение имеет первичный ключ, идентифицирующий это отношение. Так как отношение – это множество, а множество по определению не содержит совпадающих элементов, никакие два картежа не могут быть дубликатами друг друга.

Р – некоторое отношение с атрибутами А1, А2…Аn

Множество атрибутов K = {Ai, Aj…An} отношения Р является возможным ключом отношения K тогда и только тогда, когда выполняются два независимых от времени условия: уникальность и минимальность.

1-ое условие указывает на то, что в произвольно заданный момент времени никакие два различных картежа отношения K не имеют одного и того же значения атрибутов {Ai, Aj…An}.

2-ое условие означает, что ни один из атрибутов {Ai, Aj…An} не может быть исключен из набора K без нарушения условия уникальности.

Каждое отношение обладает по крайней мере одним возможным ключом, так как по меньшей мере комбинация всех его атрибутов удовлетворяет условиям уникальности.

Один произвольно выбранный возможный ключ для данного отношения принимается за его первичный ключ, а остальные возможные ключи наз. альтернативными ключами.

Помимо первичных и альтернативных ключей, идентифицирующих отношение, есть еще внешний ключ. В общем случае внешний ключ – атрибут или комбинация атрибутов некоторого отношения K, значение которого обязательно должно обладать значением первичного ключа некоторого другого отношения K’. При этом внешний и первичный ключ должны быть определены на одних и тех же доменах. Внешние ключи в неявном виде связывают отношения.

В рассматриваемом примере внешним ключом является атрибут № ПОСТАВЩИКА в отношении Р3, так как этот атрибут может быть первичным ключом отношения Р1.

ФАМИЛИЯ	ИМЯ	ОТЧЕСТВО	ДАТА РОЖДЕНИЯ	ТАБЕЛЬНЫЙ НОМЕР

Целостность реляционной модели данных определяется двумя общими правилами:

1) целостность по сущностям – не допускается, чтобы какой-либо атрибут, участвующий в первичном ключе базового отношения, принимал неопределенные значения.

Базовым отношением наз. независимо именованное отношение (для БД поставщиков и товаров – отношения Р1 и Р2).

Мотивировка этого правила определяется тем, что базовые отношения соответствуют сущностям в реальном мире, следовательно, отличны, т.е. имеют уникальную идентификацию.

В реляционной модели функцию уникальной идентификации выполняют первичные ключи. Таким образом, ситуация, когда первичный ключ принимает неопределенное значение, является противоречивой и говорит о том, что некоторая сущность не обладает индивидуальностью, следовательно не существует. Отсюда и название.

2) целостность по ссылкам – если базовое отношение K включает в себя некоторый внешний ключ, соответствующий некоторому первичному ключу отношения K’, то каждое значение внешнего ключа отношения K должно быть либо равным значению первичного ключа в некотором картеже отношения K’, либо полностью неопределенным.

Неопределенность внешнего ключа может возникнуть, когда, например, имеется вакансия на должность в некоторый отдел. Для такой должности атрибут ФАМИЛИЯ, являющийся внешним ключом, имеет неопределенное значение в картеже, представляющем эту штатную должность отдела.