Реляционная модель данных

Материал из Энциклопедия о программировании
(перенаправлено с «РМД»)
Перейти к: навигация, поиск

Реляционная модель данных (аббр. РМД) — логическая МД, прикладная теория построения БД, что явл. приложением к задачам обр-ки данных таких разделов математики, как теория множеств и логика (п)1-го порядка.

Этимология и принцип работы

Реляционная (от анг. relation — связь, отношение) МД, т.е. основанная на отношениях — табл., множествах, совокупностях.

Термин «реляционный» означает, что теория РМД основана на математич. понятии "отношение" (анг. relation) из теории множеств, где оно означает множество, т.е. совокупность чего-либо, а именно структуру, которая формально определяет св-ва различн. объектов и их взаимосвязи. В РМД это сводится к неточн. понятию "табл.". В терминологии РМД отношение — табл. Т.о. неформально РМД может быть названа табличной МД (ТМД).

В РМД отношение это табл., это первично. Связи таблиц вторичны. Т.о. название МД происходит именно из понятия табл., а не их связи. Неправильно акцентировать внимание на связях данных табл.

Ошибочно считать, что основополагающим принципом в РМД явл. логич. связь знач. атрибутов кортежей (данные в ячейках) одних отношений (табл.) со знач. атрибутов кортежей др. отношений. В РМД эти связи тех. реализуются с помощью т.н. внешних ключей и синтаксич. описываются опред. обр. в соотв. ЯП описания и управления данными, таких как, напр., SQL.

Неточности популярной аппроксимации

В качестве неформального синонима термину «отношение» часто встречается слово табл. Необходимо помнить, что «табл.» — понятие нестрогое и неформальное, и часто означает не «отношение» как абстрактное понятие, а визуальное представление отношения на бумаге или экране. Некорректное и нестрогое использование термина «табл.» вместо термина «отношение» нередко приводит к недопониманию. Наиболее частая ошибка состоит в рассуждениях о том, что РМД имеет дело с «плоскими», или «двумерными» табл., тогда как таковыми могут быть только визуальные представления табл. Отношения же явл. абстракциями и не могут быть ни «плоскими», ни «неплоскими».

Использование, применение

На теории РМД прежде всего строятся реляционные БД, что явл. самыми распространёнными видами БД.

Состав

РМД включ. след. комп-ты:

  • Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.
  • Аспект (составляющая) целостности — отношения отвечают определённым условиям целостности. РМД поддерж. декларативные ограничения целостности ур. домена (типа данных), ур. отношения и ур. БД.
  • Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерж. операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

К.т., в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.

Особенности

Для лучшего понимания РМД следует отметить 3 важных обстоятельства:

  • модель явл. логической, т.е. отношения явл. логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;
  • для реляционных БД верен информационный принцип: всё информационное наполнение БД представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;
  • наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

История

Принципы реляционной МД были сформулированы в 1969-1970 гг. Э. Ф. Коддом (E. F. Codd). Идеи Кодда были впервые публично изложены в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks», ставшей классической.

Строгое изложение теории реляционных БД (РМД) в современном понимании можно найти в книге К. Дж. Дейта «C. J. Date. An Introduction to Database Systems» («Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных»).

Альтернативы

Наиболее известными альтернативами реляционной модели являются иерархическая модель, и сетевая модель.

Некоторые системы, использующие эти старые архитектуры, используются до сих пор. К.т., можно упомянуть об объектно-ориентированной модели, на которой строятся т.н. объектно-ориентированные СУБД, хотя однозначного и общепринятого определения такой модели нет.