Дерекқорлар реляциялық. Реляциялық деректер базасының тұжырымдамасы

Қазіргі уақытта компьютерлік технологияның пайда болуы адам қызметінің барлық салаларында ақпараттық революцияны атап өтті. Бірақ барлық ақпарат ғаламдық интернетте қажетсіз қоқыс болмайтындығын қамтамасыз ету үшін материалдарды сұрыптап, жүйеленген дерекқор жүйесі ойлап тапты, нәтижесінде олар оңай табылып, кейінгі өңдеуге жіберілді. Үш негізгі түрі бар - дерекқорларды реляциялық, иерархиялық, желіге бөлу.

Негізгі модельдер

Деректер базасының пайда болуына оралсақ, бұл үдерістің өте күрделі екендігін айта кету керек, ол бағдарламаланатын ақпараттық өңдеу құралдарын әзірлеуден басталады. Сондықтан олардың модельдер саны қазірдің өзінде 50-ден асады, бірақ бастысы иерархиялық, реляциялық және желілік болып табылады, олар әлі де практикада кеңінен қолданылады. Олар қандай?

Иерархиялық дерекқорда ағаш құрылымы бар және сілтемелер бар арасындағы түрлі деңгейлердегі деректерден құрастырылады. Дерекқордың желілік моделі күрделі үлгі болып табылады. Оның құрылымы иерархиялық құрылымға ұқсайды және схема кеңейтіліп, тазартылады. Олардың арасындағы айырмашылық иерархиялық үлгідегі мұрагерлік деректер тек бір бабамен байланысты болуы мүмкін және желі бірнеше болуы мүмкін. Реляциялық дерекқордың құрылымы әлдеқайда күрделі. Сондықтан оны бөлшектеу керек.

Реляциялық дерекқордың негізгі тұжырымдамасы

Бұл модель 1970 жылы доктор Эдгар Кодтың көмегімен жасалды. Бұл деректерді сипаттайтын өрістермен, олардың арасындағы өзара қарым-қатынастармен, олармен жасалатын әрекеттермен және ең бастысы тұтастығын қамтамасыз ететін ережелермен логикалық құрылымдалған кесте. Неліктен үлгі реляциялық деп аталады? Ол деректер арасындағы қатынастарда (латынша қатысты). Бұл дерекқордың көптеген анықтамалары бар . Ақпаратпен байланысы бар кестелер желіні немесе иерархиялық модельді емес, өңдеуді ұйымдастыруға және беруге мүмкіндік береді. Мұны қалай жасауға болады? Реляциялық кестелердің ерекшеліктерін, модель құрылымын және қасиеттерін білу жеткілікті.

Негізгі элементтерді модельдеу және құру процесі

Өзіңіздің ДҚБЖ құру үшін сіз модельдік құралдардың бірін қолданыңыз, қандай ақпаратпен жұмыс істеуіңіз керек екенін ойлаңыз, дизайн кестелерін және деректер арасындағы байланыстылықты бір және бірнеше қатынастарды жасаңыз, жасырын элементтерді толтырыңыз және бастапқы, шетелдік кілттерді орнатыңыз.

Кестелерді модельдеу және реляциялық деректер қорын жобалау Workbench, PhpMyAdmin, Case Studio, dbForge студиясы сияқты тегін құралдар арқылы жасалады. Егжей-тегжейлі дизайннан кейін графикалық түрде дайын реляциялық үлгіні сақтап, оны аяқталған SQL-кодқа аудару керек. Бұл кезеңде деректерді сұрыптау, өңдеу және жүйелеу жұмысын бастауға болады.

Реляциялық модельге байланысты ерекшеліктер, құрылым және терминдер

Әрбір дереккөз өзінің элементтерін өз-өзімен сипаттайды, сондықтан аздаған шатасуға кішкене түйсік бергім келеді:

• Relational label = субъект;
• Орналасу = атрибуттар = өріс атаулары = субъектінің бағандарының атауы;
• Субъектінің данасы = tuple = record = таңбаның жолы;
• Атрибут мәні = ұялы ұяшық = өріс.

Реляциялық дерекқордың қасиеттеріне өту үшін, оның қандай негізгі компоненттері және олар қандай мақсатқа арналған екенін білуіңіз керек.

1. Мағынасы. Реляциялық дерекқордың кестесі бір болуы мүмкін және оларда сақталған деректердің арқасында сипатталған нысандарды сипаттайтын кестелер жиынтығы болуы мүмкін. Оларда өрістердің тіркелген саны және жазбалардың айнымалы саны бар. Реляциялық деректер базасының үлгісі кесте жолдар, атрибуттар және орналасудан тұрады.
2. Жазба сипатталған нысанды сипаттайтын деректерді көрсететін жолдардың ауыспалы санын білдіреді. Жазбалар жүйе арқылы автоматты түрде нөмірленеді.
3. Атрибуттар - бұл бағанның сипаттамасын көрсететін деректер.
4. Өріс. Ұйымның бағанын білдіреді. Олардың саны кесте жасалған немесе өзгертілген кезде орнатылған белгіленген мән болып табылады.

Енді кестенің құрамдас элементтерін біліп, relational model дерекқорының қасиеттеріне баруға болады:

• Реляциялық ДБ субъектілері екі өлшемді болып табылады. Олармен бірге осы қасиеттің арқасында әр түрлі логикалық және математикалық операцияларды жасау оңай.
• Реляциялық кестеде атрибуттар мен жазбалар мәндерінің тәртібі ерікті болуы мүмкін.
• Бір реляциялық кестедегі баған өзінің жеке атауы болуы керек.
• Ұйымның бағанындағы барлық деректер тіркелген ұзындыққа және сол түріне ие.
• Мәні бойынша кез келген жазбалар бір деректер элементі ретінде қарастырылады.
• Желілердің құрамдас бөліктері өздерінің бірегей түрлерімен ерекшеленеді. Реляциялық ұйымда бірдей жолдар жоқ.

Реляциялық ДҚБЖ қасиеттеріне сүйене отырып, төлсипат мәндері бірдей типтегі, ұзындығы болуы керек. Атрибуттардың мәндерінің ерекшеліктерін қарастырайық.

Реляциялық дерекқор өрістерінің негізгі сипаттамалары

Өріс атаулары бір ұйым ішінде бірегей болуы керек. Атрибут түрлеріне немесе салыстырмалы дерекқор өрістеріне қайсы санат деректерінің нысан өрістерінде сақталатынын сипаттайды. Реляциялық дерекқор өрісі таңбалармен саналатын тіркелген өлшемге ие болуы керек. Төлсипат мәндерінің параметрлері мен пішімі деректерді түзететін әдісті анықтайды. Әлі де «маска» немесе «енгізудің үлгісі» сияқты ұғым бар. Ол атрибут мәніне деректерді енгізу конфигурациясын анықтауға арналған. Қате деректер түрі жазылған кезде өріс қате туралы хабарлау қажет. Сондай-ақ, өріс элементтеріне кейбір шектеулер енгізілді - деректерді енгізу дәлдігі мен дәлдігін тексеру шарттары. Деректермен бірдей толтырылуы тиіс атрибуттың кейбір міндетті мәні бар. Кейбір атрибут сызықтары NULL мәндерімен толтырылуы мүмкін. Өріс атрибуттарында бос деректерді енгізуге рұқсат етіледі. Қате туралы хабарландыру сияқты жүйе автоматты түрде толтыратын мәндер бар - бұл әдепкі деректер. Кез келген деректерді іздеуді жеделдету үшін индекстелген өріс көзделген.

Екі өлшемді реляциялық дерекқордың кесте схемасы

SQL көмегімен модельді басқару жүйесін толық түсіну үшін мысалды қолдана отырып схеманы қарастырған дұрыс. Біз реляциялық дерекқордың не екенін білеміз. Әрбір кестедегі жазбалар бір деректер элементі болып табылады. Деректердің артық болуын болдырмау үшін қалыпқа келтіру операцияларын орындау қажет.

Реляциялық субъектіні қалыпқа келтірудің негізгі ережелері

1. Реляциялық кесте үшін өріс атауының мәні бірегей, ерекше (бірінші қалыпты пішін 1NF) болуы керек.

2. 1НФ-ға дейін төмендетілген кесте үшін кез келген сәйкестендірмейтін бағанның атауы кестенің бірегей идентификаторына байланысты болуы керек (2NF).

3. 2NF-да болған бүкіл кесте үшін белгісіз өріс басқа бір белгісіз мәннің элементіне (3NF субъектісіне) байланысты болмайды.

Дерекқорлар: кестелер арасындағы қарым-қатынас

Реляциялық кестелер арасындағы қатынастардың 2 негізгі түрі бар :

• «Бір-көп». 1-кестенің бір негізгі енгізуі екінші инстанцияның бірнеше данасына сәйкес келгенде орын алады. Жолдың бір жағындағы негізгі белгіше ұйымның «бір» жағында екенін көрсетеді, сызықтың екінші соңында жиі шексіздік символы бар.

• «Көп-лот» қатынасы басқа бір кестедегі жазбалардың қатарымен бір бірліктің бірнеше қатарының арасында айқын логикалық өзара әрекеттесу болған кезде пайда болады.
• Егер екі бірлікте бір-бір біріктіру болса, онда бір кестенің негізгі идентификаторы басқа субъектіде болғандығын білдіреді, содан кейін кестелердің бірі жойылуы керек, бұл артық емес. Бірақ кейде, қауіпсіздік мақсатында, бағдарламашылар бұл екі бөлікті қасақана бөледі. Сондықтан гипотетикалық тұрғыда өзара қарым-қатынас болуы мүмкін.

Реляциялық дерекқордағы кілттердің болуы

Бастапқы және қайталама кілттер дерекқордың әлеуетін анықтайды. Байланысты деректер үлгілік байланыстары тек бір әлеуетті кілт болуы мүмкін, бұл бастапқы кілт. Ол не ұсынады? Бастапқы кілт - субъекттің бағаны немесе атрибуттардың жиынтығы, ол арқылы белгілі бір жолдың деректеріне қол жеткізуге болады. Ол бірегей, бірегей болуы керек және оның өрістері бос мәндер болмауы керек. Егер бастапқы кілт тек бір атрибуттан тұрса, ол қарапайым деп аталады, әйтпесе ол құрамдас болады.

Бастапқы кілтке қосымша сыртқы кілт бар. Көптеген адамдар олардың арасындағы айырмашылықты түсінбейді. Оларды мысалға қарай егжей-тегжейлі талдап көрейік. Сонымен, 2 кесте бар: «Деканат» және «Студенттер». «Деканның» мәні «Студенттің жеке куәлігі», «Аты» және «Топ» өрістерінен тұрады. «Студенттер» кестесінде «Аты», «Топ» және «Орташа баға» сияқты атрибут мәндері бар. Оқушы идентификаторы бірнеше студент үшін бірдей болмағандықтан, бұл өріс бастапқы кілт болады. «Студенттер» кестесінен «Аты» және «Топ» бірнеше адамдар үшін бірдей болуы мүмкін, олар «Deccan» ұйымының студенттік ID нөміріне сілтеме жасайды, сондықтан оларды шетелдік кілт ретінде қолдануға болады.

Реляциялық деректер базасының үлгісі

Түсінікті болу үшін біз екі нысаннан тұратын реляциялық деректер базасының үлгісін қарапайым мысалмен келтіреміз. «Deccan» деп аталатын үстел бар.

Толық реляциялық дерекқорды алу үшін байланыстар жасауыңыз қажет. «IN-72» жазбасы, мысалы, «IN-72» деканат тақтасында бірнеше рет болуы мүмкін, сонымен қатар студенттердің тегі, аты және әкесінің аты сирек кездесетін жағдайларда сәйкес келуі мүмкін, сондықтан бұл өрістер ешқандай жағдайда бастапқы кілт болмайды. «Студенттердің» мәнін көрсетейік.

Көріп отырғаныңыздай, салыстырмалы дерекқор өрістерінің түрлері мүлдем басқаша. Сандық және символикалық жазбалар да бар. Сондықтан, төлсипат параметрлерінде бүтін, char, vachar, күн және т.б. мәндерін көрсету керек. «Deccan» кестесінде тек студенттік ID - бұл бірегей мән. Бұл өрісті бастапқы кілт ретінде алуға болады. Студенттің жеке куәлігіне сілтеме жасайтын шетел кілті ретінде «Студенттер» ұйымының атауы, топтары және телефон нөмірлері қабылданады. Байланыс орнатылды. Бұл жеке-жеке модельдің үлгісі. Гипотетикалық кестелердің бірі артық емес, оларды бір біріктіру оңай болады. Оқушылар ID-леріне жалпыға танымал болмады, бұл екі кестенің бар екендігін дәлелдейді.