Реляционная модель базы данных «чемпионат авто»

Выбор логической модели

 

Хранимые в базе данные имеют определённую логическую структуру, то есть модель. Различают следующие основные модели представления данных в базе данных:

- иерархическую

- сетевую

- реляционную

- объектно-ориентированную

В иерархической модели данные представляются в виде древовидной иерархической структуры. Достоинством данной модели является возможность реализовать очень быстрый поиск, когда условия запроса соответствуют иерархии в схеме БД, однако при работе с данными со сложными логическими связями иерархическая модель оказывается слишком громоздкой.

В сетевой модели данные организуются в виде произвольного графа. Достоинством этой модели является высокая скорость поиска и возможность адекватно представлять данные для решения множества задач в самых различных предметных областях. Высокая скорость поиска основывается на классическом способе реализации сетевой модели - на основе списков. Недостатком сетевой модели является жесткость структуры и высокая сложность ее организации.

Кроме того, существенным недостатком иерархической и сетевой моделей является то, что структура данных задается на этапе проектирования БД и не может быть изменена при организации доступа к данным.

Реляционная модель получила свое название от английского термина relation (отношение) и была предложена в 1970-х годах сотрудником фирмы IBM Эдгаром Коддом. Реляционная БД представляет собой совокупность таблиц, связанных отношениями. Разница между таблицей в привычном смысле и понятием отношения заключается в том, что в отношении нет порядка - это неупорядоченное множество записей. Порядок определяется не отношением, а конкретной выборкой из отношения. Связь между таблицами существует на логическом уровне и определяется предметной областью. Практически связь между таблицами устанавливается путем использования логически связанных данных в разных таблицах.

Для работы с реляционными СУБД используется стандартизированный язык структурированных запросов SQL.

Достоинствами реляционной модели данных являются простота, гибкость структуры, удобство реализации на компьютере, высокая стандартизованность и использование математического аппарата реляционной алгебры и реляционного исчисления.

К недостаткам можно отнести атомарность, ограниченность и предопределенность набора возможных типов данных. Это затрудняет использование реляционных моделей для некоторых современных приложений. Названная проблема решается расширением реляционных моделей в объектно-реляционные.

В объектно-реляционной модели отдельные записи база данных представляются в виде объектов. Между записями базы данных и функциями их обработки устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования. Объектно-ориентированные модели сочетают особенности сетевой и реляционной моделей и используются для создания крупных БД со сложными структурами данных.

Перейти к иерархической модели данных сложно, ввиду сложности реализации сложных связей через древовидные структуры (хотя реализация части сущностей и связей иерархии через данную логическую модель достаточно просто). Гораздо больше подходит сетевая модель данных, однако мы выбираем реляционную модель, потому что:

· представление данных в виде двухмерных таблиц проще, чем виде списков;

· реляционная модель проста, обладает гибкой структурой, удобна для реализации на компьютере.

 

· 2.2 Основные понятия

Реляционная модель данных – это представление данных в виде совокупности двумерных таблиц:

1) каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных, т.е. список не может быть значением;

2) все столбцы в таблице однородные, т.е. элементы столбца одной природы;

3) столбцам однозначно присвоены имена;

4) в таблице нет двух одинаковых строк;

5) строки и столбцы таблиц могут просматриваться в любом порядке, без учета их содержания и смысла.

Для математического описания реляционной модели нам понадобятся следующие понятия

Атомарные данные – это наименьшие единицы данных неразложимые с точки зрения модели.

Домен – это множество атомарных значений одного и того же типа.

Атрибут – это некоторое подмножество домена, имеющее уникальное имя.

Отношение на доменах D₁, D₂,..D_n состоит из заголовка и тела.

 

R (A₁, A₂,..A_n) Í D₁´D₂´D₃

Заголовок состоит из такого фиксированного множества атрибутов

А₁, A_2, ..A_n, что существует отношение между атрибутами и их доменами.

Тело состоит из меняющихся во времени множества кортежей.

Кортеж состоит из значений каждого атрибута по одному значению на атрибут.

Таблица в реляционной теории соответствует отношению.

Строке соответствует кортеж.

Столбцу – атрибут.

Введем понятие ключа отношения.

Пусть А – множество атрибутов отношения

 

А = {A₁, A₂,..A_n} и пусть k – это подмножество А

k Í A

 

Возможным ключом отношения R является такое подмножество k, которое удовлетворяет следующему условию:

1) в произвольный момент времени никакие два различных картежа не имеют одного и того же значения для k

2) ни один из атрибутов не может быть исключен из k без нарушения первого условия.