پایگاه داده های رابطه ای برای آدمک ها. پایگاه داده رابطه ای - مفاهیم پایه

پایگاه داده های رابطه ای داده ها را در جداول دارای ردیف و ستون ذخیره می کنند. هر جدول مجموعه ای از فیلدهای نامگذاری شده خاص خود را دارد. ستون های جدول پایه رابطه ایمی تواند حاوی داده های اسکالر از نوع ثابت باشد، مانند اعداد، رشته ها یا تاریخ ها. جداول در یک پایگاه داده رابطه ای می توانند در روابط یک به یک یا یک به چند مرتبط باشند. تعداد ردیف های رکورد در جدول نامحدود است و هر رکورد مربوط به یک موجودیت جداگانه است.

پایگاه داده های رابطه ای اکنون غالب هستند. ساختارهای سلسله مراتبی و شبکه ای پایگاه های داده متعلق به گذشته است و جای خود را به پایگاه های داده رابطه ای می دهد که تحت آن اکثر DBMS های مدرن ساخته می شوند (MS SQL Server، MS Access، InterBase، FoxPro، PostgreSQL، Paradox و غیره).

جزئیات

مدل رابطه ای بر سازماندهی داده ها در قالب جداول دو بعدی متمرکز است. هر جدول رابطه ای است آرایه دو بعدیو دارای خواص زیر است:

• هر عنصر جدول یک عنصر داده است
• هر ستون نام منحصر به فرد خود را دارد
• هیچ ردیف یکسانی در جدول وجود ندارد
• تمام ستون های یک جدول همگن هستند، به این معنی که تمام عناصر یک ستون از یک نوع هستند
• ترتیب سطرها و ستون ها می تواند دلخواه باشد

DBMS رابطه‌ای که بر پیاده‌سازی سیستم‌های پردازش داده‌های عملیاتی متمرکز است، در کارها کارایی کمتری دارد پردازش تحلیلینسبت به پایگاه داده های چند بعدی این اولاً به دلیل وجود محدودیت های نسبتاً شدید اعمال شده توسط اجرای موجود زبان SQL است. نمونه ای از چنین محدودیت های دنیای واقعی، این فرض است که داده ها در یک پایگاه داده رابطه ای نامرتب هستند (یا به طور دقیق تر، به طور تصادفی مرتب شده اند). در عین حال، سفارش آنها مستلزم صرف زمان اضافی برای مرتب سازی هر بار دسترسی به پایگاه داده است. در سیستم های تحلیلی، ورود داده ها و نمونه برداری در بخش های بزرگ انجام می شود. به نوبه خود، داده ها پس از ورود به پایگاه داده، برای مدت طولانی بدون تغییر باقی می مانند. و در اینجا کارآمدتر است که داده ها را در قالب جداول غیرعادی جزئی ذخیره کنید، که در آن، برای افزایش عملکرد، نه تنها مقادیر انباشته دقیق، بلکه از پیش محاسبه شده نیز می توانند ذخیره شوند. و برای پیمایش و انتخاب می توان از روش های تخصصی آدرس دهی و نمایه سازی بر اساس فرض تنوع کم و تحرک کم داده ها در پایگاه داده استفاده کرد. این روش سازمان‌دهی داده‌ها را گاهی پیش محاسبه‌شده می‌نامند، بنابراین بر تفاوت آن با رویکرد رابطه‌ای نرمال‌شده، که شامل محاسبه دینامیکی است، تأکید می‌کند. نوع متفاوتمجموع (تجمیع) و ایجاد پیوند بین جزئیات از جداول مختلف(عملیات اتصال).

معایب اصلی

علاوه بر راندمان پایین، که قبلا ذکر شد، معایب DBMS های سنتی رابطه ای شامل این واقعیت است که به عنوان اصلی ترین و اغلب تنها مکانیزمی که ارائه می کند جستجوی سریعو برای واکشی ردیف‌های مجزا در یک جدول (یا در جدول‌هایی که از طریق کلیدهای خارجی پیوند داده شده‌اند)، معمولاً از تغییرات مختلف شاخص‌ها بر اساس درختان B استفاده می‌شود. این راه حل تنها در هنگام پردازش گروه های کوچک رکوردها و شدت بالای اصلاح داده ها در پایگاه داده موثر است.

پل کریل، که در سپتامبر 2011 مقاله ای در مورد آن در InfoWorld منتشر کرد، می گوید که DBMS های رابطه ای ممکن است هرگز صحنه را ترک نکنند، اما روزهای تسلط آنها قطعا به شماره افتاده است. او از تحلیلگر رابین بلور نقل قول می کند که استدلال می کند که معماری DBMS رابطه ای از نظر اخلاقی منسوخ شده است، زیرا در دوران گذشته ایجاد شده است و الزامات مدرن را برآورده نمی کند.

RDBMS هنوز بر سیستم های پردازش تراکنش های مالی تسلط دارد، اما امروزه شرکت ها به طور فزاینده ای از RDBMS استفاده می کنند معماری جدید NoSQL - به صورت افقی مقیاس پذیر، توزیع و توسعه یافته در کدهای باز. نمونه هایی از این سیستم ها عبارتند از Hadoop، MapReduce و VoltDB. به گفته تحلیلگران Forrester، حدود 75 درصد از داده ها در شرکت ها یا اطلاعات نیمه ساختار یافته است (XML, پست الکترونیکو EDI) یا بدون ساختار (متن، تصاویر، صدا و تصویر)، و تنها 5 درصد از این داده ها در DBMS رابطه ای و بقیه در انواع دیگر پایگاه های داده یا به صورت فایل ذخیره می شود و مشمول آن نمی شود. پردازش توسط سیستم های رابطه ای

به گفته بلور، DBMS رابطه ای"آنها می توانند به گونه ای بمیرند که هیچ کس متوجه آن نشود" - برای مثال، اگر اوراکل در DBMS خود به سادگی مکانیسم SQL را با NoSQL جایگزین کند. به گفته این تحلیلگر، یکی از DBMS های ستونی موجود می تواند به چنین مکانیزمی تبدیل شود.

ظاهر فناوری رایانهدر دوران مدرن ما، یک انقلاب اطلاعاتی در تمام زمینه های فعالیت انسانی رخ داد. اما برای اینکه همه اطلاعات تبدیل نشوند زباله های غیر ضروری V شبکه جهانیاینترنت، یک سیستم پایگاه داده اختراع شد که در آن مواد مرتب شده، سیستماتیک می شوند، در نتیجه به راحتی پیدا می شوند و به پردازش های بعدی ارسال می شوند. سه نوع اصلی وجود دارد - تخصیص پایگاه داده های رابطه ای، سلسله مراتبی و شبکه.

مدل های بنیادی

با بازگشت به ظهور پایگاه های داده، شایان ذکر است که این فرآیند کاملاً پیچیده بود و همراه با توسعه نرم افزار پردازش اطلاعات سرچشمه می گیرد. بنابراین، تعجب آور نیست که تعداد مدل های آنها در این لحظهبه بیش از 50 می رسد، اما اصلی ترین آنها سلسله مراتبی، رابطه ای و شبکه ای هستند که هنوز هم در عمل به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. آنها چه هستند؟

سلسله مراتبی ساختار درختی دارد و از داده هایی از سطوح مختلف تشکیل شده است که بین آنها پیوندهایی وجود دارد. مدل شبکهپایگاه داده قالب پیچیده تری است. ساختار آن شبیه به یک ساختار سلسله مراتبی است و این طرح گسترش یافته و بهبود یافته است. تفاوت بین آنها در این است که داده های نسل یک مدل سلسله مراتبی می توانند فقط با یک اجداد ارتباط داشته باشند، در حالی که یک شبکه می تواند چندین مورد از آنها را داشته باشد. ساختار یک پایگاه داده رابطه ای بسیار پیچیده تر است. بنابراین، باید با جزئیات بیشتری مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

مفهوم اساسی پایگاه داده رابطه ای

چنین مدلی در دهه 1970 توسط Edgar Codd، Ph.D. این یک جدول با ساختار منطقی با فیلدهایی است که داده ها، روابط آنها با یکدیگر، عملیات انجام شده بر روی آنها و مهمتر از همه، قوانینی که یکپارچگی آنها را تضمین می کند را توصیف می کند. چرا مدل رابطه ای نامیده می شود؟ این بر اساس روابط (از لاتین relatio) بین داده ها است. تعاریف زیادی برای این نوع پایگاه داده وجود دارد. سازماندهی و پردازش جداول رابطه ای با اطلاعات بسیار ساده تر از مدل های شبکه یا سلسله مراتبی است. چگونه انجامش بدهیم؟ کافی است ویژگی ها، ساختار مدل و ویژگی های جداول رابطه ای را بدانید.

فرآیند مدل سازی و ترسیم عناصر اصلی

برای ایجاد DBMS خود، باید از یکی از ابزارهای مدل‌سازی استفاده کنید، به اطلاعاتی که برای کار با آن نیاز دارید فکر کنید، جداول و روابط تک و چندگانه رابطه‌ای بین داده‌ها طراحی کنید، سلول‌های موجود را پر کنید و کلیدهای اولیه و خارجی را تنظیم کنید.

مدل سازی جدول و طراحی پایگاه داده رابطه ای از طریق انجام می شود ابزار رایگانمانند Workbench، PhpMyAdmin، Case Studio، dbForge Studio. پس از طراحی دقیق، باید مدل رابطه ای آماده شده گرافیکی را ذخیره کرده و به کد SQL آماده تبدیل کنید. در این مرحله می توانید کار با مرتب سازی، پردازش و سیستم سازی داده ها را آغاز کنید.

ویژگی ها، ساختار و اصطلاحات مرتبط با مدل رابطه ای

هر منبع عناصر خود را به روش خود توصیف می کند، بنابراین برای سردرگمی کمتر، می خواهم یک اشاره کوچک ارائه کنم:

• صفحه رابطه = موجودیت;
• طرح = ویژگی ها = نام فیلدها = عنوان ستون موجودیت.
• موجودیت نمونه = تاپل = رکورد = رشته جدول;
• مقدار ویژگی = سلول موجود = فیلد.

برای دستیابی به ویژگی های یک پایگاه داده رابطه ای، باید بدانید که از چه مولفه های اساسی تشکیل شده است و برای چیست.

1. ذات. یک جدول پایگاه داده رابطه ای ممکن است یک باشد یا ممکن است مجموعه کاملی از جداول وجود داشته باشد که اشیاء توصیف شده را به دلیل داده های ذخیره شده در آنها مشخص می کند. تعداد فیلدهای ثابتی دارند و عدد متغیرسوابق. جدول مدل رابطه ایپایگاه داده از رشته ها، ویژگی ها و طرح بندی تشکیل شده است.
2. رکورد تعداد متغیری از خطوط است که داده هایی را نشان می دهد که شی توصیف شده را مشخص می کند. سوابق به طور خودکار توسط سیستم شماره گذاری می شوند.
3. ویژگی ها - داده هایی که شرح ستون های یک موجودیت را نشان می دهد.
4. رشته. نشان دهنده یک ستون موجودیت است. تعداد آنها یک مقدار ثابت است که در هنگام ایجاد یا اصلاح جدول تنظیم می شود.

حال با دانستن عناصر تشکیل دهنده جدول، می توانیم به ویژگی های مدل رابطه ای پایگاه داده ادامه دهیم:

• موجودیت های پایگاه داده رابطه ای دو بعدی هستند. به لطف این خاصیت، انجام عملیات های مختلف منطقی و ریاضی با آنها آسان است.
• ترتیب مقادیر ویژگی ها و رکوردها در یک جدول رابطه ای می تواند دلخواه باشد.
• یک ستون در یک جدول رابطه ای یکسان باید نام فردی خود را داشته باشد.
• تمام داده ها در یک ستون موجودیت دارای طول ثابت و از یک نوع هستند.
• هر ورودی در یک موجودیت یک مورد از داده ها در نظر گرفته می شود.
• اجزای تشکیل دهنده رشته ها در نوع خود بی نظیر هستند. هیچ ردیف یکسانی در موجودیت رابطه ای وجود ندارد.

بر اساس ویژگی ها، واضح است که مقادیر ویژگی باید از یک نوع، طول باشند. ویژگی های مقادیر ویژگی را در نظر بگیرید.

ویژگی های اصلی فیلدهای پایگاه داده رابطه ای

نام فیلدها باید در یک موجودیت منحصر به فرد باشد. انواع صفات یا فیلدها در پایگاه داده های رابطه ای توصیف می کنند که کدام دسته از داده ها در فیلدهای موجودیت ذخیره می شوند. یک فیلد پایگاه داده رابطه ای باید اندازه ثابتی داشته باشد که با کاراکتر اندازه گیری می شود. پارامترها و قالب مقادیر مشخصه ها نحوه تصحیح داده ها را در آنها تعیین می کند. همچنین چیزی به عنوان "ماسک" یا "الگوی ورودی" وجود دارد. در نظر گرفته شده است که پیکربندی ورودی برای یک مقدار مشخصه تعریف شود. به هر حال، هنگامی که یک ورودی نادرست در فیلد انجام می شود، باید اعلان خطا صادر شود. همچنین محدودیت هایی بر روی عناصر فیلدها اعمال می شود - شرایط بررسی صحت و بدون خطا ورود داده ها. مقداری ویژگی اجباری وجود دارد که باید به صراحت با داده پر شود. برخی از رشته های ویژگی ممکن است با مقادیر NULL پر شوند. مجاز به وارد کردن داده های خالی در ویژگی های فیلد است. مانند اعلان خطا، مقادیری وجود دارد که به طور خودکار توسط سیستم پر می شوند - اینها داده های پیش فرض هستند. یک فیلد نمایه شده برای سرعت بخشیدن به جستجوی هر داده ای طراحی شده است.

نمودار یک جدول پایگاه داده رابطه ای دو بعدی

برای درک دقیق مدل با استفاده از SQL، بهتر است طرحواره را با یک مثال در نظر بگیرید. ما قبلاً می دانیم که پایگاه داده رابطه ای چیست. یک ورودی در هر جدول یک عنصر داده است. برای جلوگیری از افزونگی داده ها، انجام عملیات عادی سازی ضروری است.

قوانین اساسی برای عادی سازی یک موجودیت رابطه ای

1. مقدار نام فیلد برای یک جدول رابطه‌ای باید منحصربه‌فرد و منحصربه‌فرد باشد (اولین شکل عادی - 1NF).

2. برای جدولی که قبلاً به 1NF فرستاده شده است، نام هر ستون غیر شناسایی باید به شناسه منحصر به فرد جدول (2NF) وابسته باشد.

3. برای کل جدولی که قبلاً در 2NF است، هر فیلد غیر شناسایی نمی تواند به عنصری با مقدار ناشناخته دیگری (موجود 3NF) وابسته باشد.

پایگاه های داده: روابط رابطه ای بین جداول

2 برچسب رابطه ای اصلی وجود دارد:

• "یک - چند". زمانی رخ می دهد که یک رکورد کلیدی جدول شماره 1 با چندین نمونه از موجودیت دوم مطابقت داشته باشد. نماد کلید در یک انتهای خط ترسیم شده نشان می دهد که موجودیت در سمت "یک" قرار دارد، انتهای دوم خط اغلب با نماد بی نهایت مشخص می شود.

• زمانی که یک تعامل منطقی صریح بین چند ردیف از یک موجودیت با تعدادی رکورد در جدول دیگر وجود داشته باشد، یک رابطه چند به چند شکل می گیرد.
• اگر الحاق یک به یک بین دو موجودیت اتفاق بیفتد، به این معنی است که شناسه کلید یک جدول در موجودیت دیگری وجود دارد، پس یکی از جداول باید حذف شود، زائد است. اما گاهی اوقات، صرفاً به دلایل امنیتی، برنامه نویسان عمدا این دو نهاد را از هم جدا می کنند. بنابراین، به طور فرضی، یک رابطه یک به یک می تواند وجود داشته باشد.

وجود کلیدها در پایگاه داده رابطه ای

کلیدهای اولیه و ثانویه روابط بالقوه پایگاه داده را تعریف می کنند. روابط رابطه ای یک مدل داده می تواند تنها یک کلید بالقوه داشته باشد، این کلید اصلی خواهد بود. او چه چیزی را نمایندگی می کند؟ کلید اصلی یک ستون موجودیت یا مجموعه ای از ویژگی ها است که از طریق آن می توان به داده های یک ردیف خاص دسترسی داشت. باید منحصر به فرد، منحصر به فرد باشد و فیلدهای آن نمی توانند شامل شوند مقادیر خالی. اگر کلید اولیه فقط از یک ویژگی تشکیل شده باشد، آن را یک کلید ساده می نامند، در غیر این صورت یک کلید سازنده خواهد بود.

علاوه بر کلید اصلی، یک کلید خارجی نیز وجود دارد. بسیاری تفاوت بین آنها را درک نمی کنند. بیایید با یک مثال آنها را با جزئیات بیشتر تجزیه و تحلیل کنیم. بنابراین، 2 جدول وجود دارد: "دفتر ریاست" و "دانشجویان". نهاد "دفتر ریاست" شامل فیلدهای زیر است: "شناسه دانشجویی"، "نام" و "گروه". جدول "Students" دارای مقادیر مشخصه هایی مانند "Name"، "Group" و "Average" است. از آنجایی که شناسه دانشجویی نمی تواند برای چندین دانشجو یکسان باشد، این فیلد خواهد بود کلید اصلی. "نام" و "گروه" از جدول "دانشجویان" می تواند برای چند نفر یکسان باشد، آنها به شماره شناسه دانشجو از نهاد "دفتر ریاست" مراجعه می کنند، بنابراین می توان از آنها به عنوان کلید خارجی استفاده کرد.

مثال مدل پایگاه داده رابطه ای

برای وضوح، یک مثال ساده از یک مدل پایگاه داده رابطه‌ای متشکل از دو موجودیت ارائه می‌کنیم. یک میز به نام "دینری" وجود دارد.

برای به دست آوردن یک پایگاه داده رابطه ای کامل باید پیوندهایی ترسیم کرد. رکورد "IN-41" و همچنین "IN-72" ممکن است بیش از یک بار در صفحه "دفتر ریاست" وجود داشته باشد، همچنین نام خانوادگی، نام و نام خانوادگی دانشجویان در موارد نادر ممکن است مطابقت داشته باشد، بنابراین این موارد فیلدها را نمی توان کلید اصلی کرد. بیایید موجودیت "دانش آموزان" را نشان دهیم.

همانطور که می بینیم، انواع فیلد پایگاه داده رابطه ای کاملا متفاوت است. ارائه به عنوان سوابق دیجیتالو همچنین نمادها. بنابراین، تنظیمات ویژگی باید عدد صحیح، char، vachar، تاریخ و مقادیر دیگر را مشخص کند. در جدول "دفتر ریاست" ارزش منحصر به فردفقط شناسنامه دانشجویی است این فیلد را می توان به عنوان کلید اصلی در نظر گرفت. نام کامل، گروه و شماره تلفن از نهاد "دانشجویان" را می توان به عنوان یک کلید خارجی با اشاره به شناسه دانشجویی در نظر گرفت. ارتباط برقرار شده است. این نمونه ای از یک مدل با رابطه یک به یک است. به طور فرضی، یکی از جداول اضافی است، آنها را می توان به راحتی در یک موجودیت ترکیب کرد. برای جلوگیری از عمومی شدن شماره شناسه دانشجویی، وجود دو جدول کاملاً واقع بینانه است.

پایگاه داده رابطه ای و ویژگی های آن. انواع روابط بین جداول رابطه ای

پایگاه داده رابطه ای مجموعه ای از جداول مرتبط با یکدیگر است که هر کدام حاوی اطلاعاتی درباره اشیاء از نوع خاصی است. یک ردیف جدول حاوی داده هایی در مورد یک شی (به عنوان مثال، یک محصول، یک مشتری) است و ستون های جدول توصیف می کنند ویژگی های مختلفاین اشیاء - ویژگی ها (به عنوان مثال، نام، کد محصول، اطلاعات مشتری). رکوردها، به عنوان مثال ردیف های جدول، ساختار یکسانی دارند - آنها از فیلدهایی تشکیل شده اند که ویژگی های شی را ذخیره می کنند. هر فیلد، یعنی ستون، تنها یک مشخصه شی را توصیف می کند و یک نوع داده کاملاً تعریف شده دارد. همه رکوردها فیلدهای یکسانی دارند، فقط ویژگی های اطلاعاتی متفاوتی از شی را نشان می دهند.

در یک پایگاه داده رابطه‌ای، هر جدول باید یک کلید اصلی، یک فیلد یا ترکیبی از فیلدها داشته باشد که هر ردیف را در جدول به طور منحصر به فرد شناسایی کند. اگر کلید از چند فیلد تشکیل شده باشد به آن ترکیب می گویند. کلید باید منحصر به فرد باشد و ورودی را به طور منحصر به فرد شناسایی کند. یک ورودی واحد را می توان با مقدار کلید پیدا کرد. همچنین از کلیدها برای سازماندهی اطلاعات در پایگاه داده استفاده می شود.

جداول پایگاه داده رابطه ای باید الزامات عادی سازی رابطه ای را برآورده کنند. عادی سازی روابط یک دستگاه رسمی محدودیت در تشکیل جداول است که به شما امکان می دهد تکراری را از بین ببرید ، از سازگاری موارد ذخیره شده در پایگاه داده اطمینان حاصل کنید و هزینه های نیروی کار برای نگهداری پایگاه داده را کاهش دهید.

اجازه دهید جدول دانشجویی ایجاد شود که حاوی فیلدهای زیر باشد: شماره گروه، نام کامل، شماره سابقه، تاریخ تولد، نام تخصص، نام دانشکده. چنین سازماندهی ذخیره سازی اطلاعات دارای معایبی خواهد بود:

• تکرار اطلاعات (نام رشته و دانشکده برای هر دانشجو تکرار می شود) بنابراین حجم پایگاه داده افزایش می یابد.
• روند به روز رسانی اطلاعات در جدول به دلیل نیاز به ویرایش هر یک دشوار استورودی های جدول

عادی سازی جدول برای رفع این کاستی ها طراحی شده است. در دسترس سه شکل عادی روابط.

اولین فرم معمولییک جدول رابطه‌ای به اولین شکل عادی کاهش می‌یابد اگر و تنها در صورتی که هیچ یک از ردیف‌های آن حاوی بیش از یک مقدار در هیچ یک از فیلدهایش نباشد و هیچ یک از فیلدهای کلیدی آن خالی نباشد. بنابراین، اگر می خواهید اطلاعاتی را از جدول Student با نام دانش آموز دریافت کنید، قسمت Full Name باید به قسمت های نام خانوادگی، نام و نام خانوادگی تقسیم شود.

فرم معمولی دوم. یک جدول رابطه‌ای به شکل نرمال دوم تعریف می‌شود که الزامات فرم عادی اول را برآورده کند و تمام فیلدهای آن که در کلید اصلی گنجانده نشده‌اند، کاملاً از نظر عملکردی به کلید اصلی وابسته باشند. برای رساندن جدول به دومین فرم نرمال، لازم است وابستگی عملکردی فیلدها مشخص شود. وابستگی عملکردی فیلدها وابستگی است که در آن فقط یک مقدار از ویژگی توصیفی با مقدار مشخصی از ویژگی کلید در نمونه شی اطلاعات مطابقت دارد.

فرم سوم عادییک جدول در صورتی به شکل سوم عادی است که الزامات فرم عادی دوم را برآورده کند و هیچ یک از فیلدهای غیرکلیدی آن از نظر عملکردی به هیچ فیلد غیرکلیدی دیگری وابسته نباشد. به عنوان مثال، در جدول دانشجو (شماره گروه، نام کامل، شماره کتاب رکورد، تاریخ تولد، Headman) سه فیلد - شماره کتاب رکورد، شماره گروه، Headman در وابستگی گذرا هستند. شماره گروه به شماره کتاب رکورد و Headman به شماره گروه بستگی دارد. برای حذف وابستگی متعدی، لازم است برخی از فیلدهای جدول Student را به جدول گروه دیگری منتقل کنید. جداول به شکل زیر خواهد بود: دانش آموز (شماره گروه، نام کامل، شماره دفترچه نمرات، تاریخ تولد)، گروه (شماره گروه، سرپرست).

عملیات زیر با جداول رابطه ای امکان پذیر است:

• ادغام جداول با ساختار مشابه. نتیجه یک جدول مشترک است: اول اول، سپس دوم (الحاق).
• تقاطع جداول با ساختار یکسان. نتیجه - آن دسته از رکوردهایی که در هر دو جدول هستند انتخاب می شوند.
• تفریق جداول با ساختار یکسان. نتیجه - آن دسته از رکوردهایی که در زیرمجموعه نیستند انتخاب می شوند.
• نمونه (زیر مجموعه افقی). نتیجه - رکوردهایی که شرایط خاصی را دارند انتخاب می شوند.
• فرافکنی (زیر مجموعه عمودی). نتیجه یک رابطه حاوی برخی از فیلدهای جداول منبع است.
• محصول دکارتی دو جدول ورودی های جدول حاصل از الحاق هر ورودی در جدول اول با هر ورودی در جدول دیگر به دست می آیند.

جداول رابطه ای می توانند به یکدیگر مرتبط باشند، بنابراین داده ها را می توان از چندین جدول به طور همزمان بازیابی کرد. جداول به منظور کاهش حجم پایگاه داده به یکدیگر پیوند داده شده اند. رابطه هر جفت جدول در صورتی ارائه می شود که ستون های یکسانی داشته باشند.

انواع زیر وجود دارد لینک های اطلاعاتی:

• یک به یک؛
• یک به چند؛
• چند به چند

ارتباط یک به یکفرض می کند که یک ویژگی از جدول اول تنها با یک ویژگی از جدول دوم مطابقت دارد و بالعکس.

رابطه یک به چندفرض می کند که یک ویژگی جدول اول با چندین ویژگی جدول دوم مطابقت دارد.

رابطه چند به چندفرض می کند که یک ویژگی جدول اول با چندین ویژگی جدول دوم مطابقت دارد و بالعکس.

پایگاه داده رابطه اییک پایگاه داده مبتنی بر مدل داده های رابطه ای (RMD) است.

RDM بر اساس مفهوم رابطه یا رابطه (رابطه - رابطه، انگلیسی، از این رو اصطلاح پایگاه داده های رابطه ای) است. DBMS های رابطه ای برای کار با پایگاه های داده رابطه ای استفاده می شوند. استفاده از پایگاه های داده رابطه ای توسط دکتر Codd از IBM در سال 1970 پیشنهاد شد. این مدل ها با ساختار داده ساده، نمایش جدولی کاربر پسند و توانایی استفاده از دستگاه رسمی جبر رابطه ای و حساب رابطه ای برای پردازش داده مشخص می شوند.

در RMBD، واحد سازه اصلی است جدول (رابطه).مدل رابطه ای بر سازماندهی داده ها در قالب دو بعدی متمرکز است جداول. هر جدول رابطه ای یک آرایه دو بعدی است و دارای موارد زیر است خواص:

هر عنصر جدول یک عنصر داده است.

تمام ستون های جدول همگن هستند، یعنی. تمام عناصر یک ستون دارای نوع و طول یکسان (عددی، کاراکتر و غیره) هستند.

هر ستون یک نام منحصر به فرد دارد.

هیچ ردیف یکسانی در جدول وجود ندارد.

ترتیب سطرها و ستون ها می تواند دلخواه باشد.

روابط در قالب جداول ارائه شده است که ردیف های آنها مطابقت دارند سوابق، و ستون ها ویژگی هایروابط، حوزه ها، زمینه ها هر خط داده های مربوط به یک شی را ذخیره می کند و هر فیلد یکی از پارامترهای شی را مشخص می کند. هر جدول باید یک نام پایگاه داده منحصر به فرد داشته باشد.

فیلدی که هر مقدار آن به طور منحصر به فرد رکورد مربوطه را مشخص می کند، فراخوانی می شود کلید ساده (فیلد کلید).اگر رکوردها به طور منحصر به فرد توسط مقادیر چندین فیلد تعریف شوند، چنین جدول پایگاه داده دارای یک کلید ترکیبی است. اگر چنین رشته ای وجود ندارد، پس باید به صورت مصنوعی معرفی شود. برای پیوند دادن دو جدول رابطه ای، باید کلید جدول اول را در کلید جدول دوم وارد کنید (کلیدها ممکن است مطابقت داشته باشند). در غیر این صورت، شما باید یک کلید خارجی را به ساختار جدول اول وارد کنید - کلید جدول دوم.

32 مدل پایگاه داده پایه (DB)

DB- مجموعه ای ساختار یافته از اطلاعات مربوط به یک موضوعیا چندین حوزه مرتبط همه پایگاه های داده موجود را می توان بر اساس اصول مختلفی ساخت که با مفهوم مدل پایگاه داده مشخص می شود.

مدل DBروش ارتباط بین اشیاء در پایگاه داده، روش ذخیره اطلاعات در یک رسانه (در حافظه کامپیوتر)، روش استخراج و ارائه داده ها را تعیین می کند. مدل های DB: 1) سلسله مراتبی، 2) شبکه ای، 3) رابطه ای.

1) سلسله مراتبی (فراگیر کف. دهه 60) برای ذخیره سازی پایگاه داده روی کاغذ و نوارهای مغناطیسی در نظر گرفته شده بود. ساختار ارتباطیبین داده های مبتنی بر نظریه گراف و ارائه شده به صورت درختی (معکوس). تفاوت اشیاء ایجاد می کنند گره های درختی، یعنی در متفاوت هستند سطوح سلسله مراتبی اتصالاتدر مقوله های پدر-پسر یا جد- نواد توصیف شده است. هر گره از سطح i-ام سلسله مراتب به گره سطح i-1 (i>1) مرتبط است، زیرا پسر به پدر مربوط می شود، یا پدر به پسر، یعنی پسر می تواند از یک پدر، و پدر یک یا چند پسر، یعنی . شیء سطح i به اشیاء سطح i+1 به صورت 1 به بسیاری (1:N، 1:∞) مرتبط است. ایرادات: 1) کاربر باید ساختار درخت را بداند، در غیر این صورت جستجوی داده ها دشوار است. 2) جستجو مورد نیاز است. داده ها همیشه از ریشه شروع می شوند و سپس پیمایش از طریق شاخه های درخت انجام می شود.

2) شبکه(نیمه دوم دهه 60) برای کاهش تاثیر کاستی های مدل قبلی. اصلی تفاوتاز سلسله مراتب: می تواند یک رابطه بین اشیاء واقع در همان سطح سلسله مراتب و در موارد مختلف وجود داشته باشد. این امر منجر به افزایش سرعت بازیابی اطلاعات شد. با این حال، اسم نقص: کاربر باید ساختار چنین درختی را بداند.

پایه ای عدم وجود دو مدل: پایه ریاضی بسیار ضعیف.

3) رابطه ایکه مبتنی بر دستگاه توسعه یافته دو شاخه از ریاضیات است: نظریه روابط (مجموعه ها) و نظریه محمول. تئوری مجموعه ها با رسمی کردن رویه ها برای تجزیه و تحلیل شرایط منطقی همراه است. در آن یک مجموعه دو بعدی وجود دارد که به آن رابطه (رابطه) می گویند. در این مدل واحد اصلی سازهجدول یاول سیا (رابطه). هر جدول باید یک نام منحصر به فرد برای این پایگاه داده به زبان روسی یا لاتین داشته باشد. نامه ها.

یک پایگاه کامپیوتری رابطه‌ای، مانند هر پایگاه دیگری، یک IS است که به صورت شماتیک نشان داده می‌شود:

DBMS(سیستم مدیریت پایگاه داده) - تخصصی ابزار نرم افزاری(پوسته) یا پلتفرمی که کاربر با آن تمام توابع (عملیات) ارائه شده را روی داده ها پیاده سازی می کند. توابع: ورودی (درج)، اصلاح (تغییر)، استخراج (انتخاب)، حذف داده ها.

ISBD دارد جزء مهم- یک مدیر پایگاه داده که مسئولیت امنیت و ارزش داده ها را بر عهده دارد و دیکامپ را ایجاد می کند. حقوق دسترسی کاربر و غیره

هر جدول از فیلدها و سطرها تشکیل شده است. هر خطداده های مربوط به یک شی را ذخیره می کند و هر زمینهکاراکتر یکی از پارامترهای (ویژگی) این شی است. در یک زمینه جداگانه، م. فقط یک نوع داده یکی از صفات یا فیلدها باید شناسایی کندهر شی در جدول این بدان معنی است که این فیلد نباید مقادیر تکراری داشته باشد (هر مقدار منحصر به فرد است). اگر این شرط رعایت شود، فیلد کلید نامیده می شود(کلید داده های جدول). هر جدول باید یک فیلد کلیدی داشته باشد. چنین کلیدی را کلید اصلی می نامند. اگر کلید از مقادیر بیش از یک فیلد تشکیل شده باشد، آن را ترکیبی می نامند. اولویت داده شده است کلید ساده. اگر وجود نداشته باشد، به طور مصنوعی (مثلاً یک عدد) معرفی می شود.

پایگاه داده (DB) مجموعه ای از اطلاعات است که مطابق با قوانین خاصی سازماندهی شده و در حافظه رایانه در مورد اشیا، فرآیندها، رویدادها یا پدیده های مربوط به یک حوزه موضوعی، موضوع یا وظیفه خاص نگهداری می شود. این سازمان به گونه ای سازماندهی شده است که نیازهای اطلاعاتی کاربران و همچنین ذخیره سازی راحت این مجموعه از داده ها را به طور کلی و هر بخشی از آن تضمین کند.

پایگاه داده رابطه ای مجموعه ای از جداول به هم پیوسته است که هر کدام حاوی اطلاعاتی درباره اشیاء از نوع خاصی است. هر ردیف از جدول حاوی داده هایی در مورد یک شی (به عنوان مثال، یک ماشین، کامپیوتر، مشتری) است و ستون های جدول حاوی ویژگی های مختلف این اشیاء است - ویژگی ها (به عنوان مثال، شماره موتور، نام تجاری پردازنده، شماره تلفن شرکت ها). یا مشتریان).

به سطرهای یک جدول رکورد می گویند. تمام ورودی های جدول ساختار یکسانی دارند - آنها از فیلدهایی (عناصر داده) تشکیل شده اند که ویژگی های شی را ذخیره می کنند (شکل 1). هر فیلد رکورد حاوی یک مشخصه از شی است و یک نوع داده داده شده است (به عنوان مثال، رشته متن، شماره، تاریخ). کلید اصلی برای شناسایی رکوردها استفاده می شود. کلید اصلی مجموعه ای از فیلدها در جدول است که ترکیب مقادیر آن به طور منحصر به فرد هر رکورد در جدول را مشخص می کند.

برنج. 1. نام اشیاء در جدول

سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS) برای کار با داده ها استفاده می شود. وظایف اصلی DBMS:

تعریف داده (شرح ساختار پایگاه داده)؛

پردازش داده ها؛

مدیریت اطلاعات.

توسعه ساختار پایگاه داده مهمترین وظیفه ای است که در طراحی پایگاه داده باید حل شود. ساختار پایگاه داده (مجموعه، فرم و روابط جداول آن) یکی از تصمیمات اصلی طراحی هنگام ایجاد برنامه های کاربردی با استفاده از پایگاه داده است. ساختار پایگاه داده ایجاد شده توسط توسعه دهنده در زبان تعریف داده DBMS توضیح داده شده است.

هر DBMS به شما امکان می دهد عملیات زیر را با داده ها انجام دهید:

اضافه کردن رکوردها به جداول؛

حذف رکوردها از جدول؛

به روز رسانی مقادیر برخی از فیلدها در یک یا چند رکورد در جداول پایگاه داده.

جستجو برای یک یا چند رکورد که با یک شرایط مشخص مطابقت دارند.

برای انجام این عملیات از مکانیزم پرس و جو استفاده می شود. نتیجه اجرای پرس و جو یا مجموعه ای از رکوردها بر اساس معیارهای خاص انتخاب شده است یا تغییر در جداول. درخواست ها به پایگاه داده به زبانی که مخصوصاً برای این کار ایجاد شده است، تشکیل می شود که به آن "زبان" می گویند پرس و جوهای ساخت یافته» (SQL - Structured Query Language).

مدیریت داده معمولاً به عنوان محافظت از داده ها در برابر دسترسی غیرمجاز، پشتیبانی از حالت چند کاربره کار با داده ها و اطمینان از یکپارچگی و سازگاری داده ها درک می شود.