Relacioni model podataka je jedinstven pristup upravljanju parametrima koristeći strukturu i jezik prema logici predikata jednog reda. Prvi put ga je opisao engleski naučnik Codd 1969. godine. U ovom projektu, svi parametri su predstavljeni kao tuple grupirani u određenim odnosima.
Svrha relacionog modela podataka…
…je pružanje deklarativne metode za određivanje modela i upita.
Korisnici direktno primjećuju koje informacije baza podataka sadrži i koju teoriju žele od nje. I također neka se softver za upravljanje bazom podataka pobrine za opisivanje struktura za pohranjivanje. Važna je i procedura preuzimanja informacija za odgovaranje na zahtjeve.
Većina RDB-ova koristi definicije SQL podataka i jezik pretraživanja. Ovi sistemi implementiraju ono što se može smatrati inženjerskom aproksimacijomrelacijski model.
Tabela u šemi SQL baze podataka odgovara predikatnoj varijabli. Ključna ograničenja i SQL upiti odgovaraju predikatima.
Međutim, takve baze podataka odstupaju od relacionog modela u mnogim detaljima, a Codd se oštro protivio promjenama koje kompromituju originalne principe.
Pregled
Glavna ideja relacionog modela podataka je opis cijele baze podataka kao skupa predikata za završnu komponentu varijabli, opisujući ograničenja na moguće vrijednosti i njihove kombinacije. Sadržaj u svakom trenutku je konačni (logički) model. To jest, skup relacija, jedan po predikatnoj varijabli, tako da su sve komponente zadovoljene. Ovo je relacijski model podataka.
Alternative
Drugi modeli su hijerarhijski i mrežni sistemi. Neki od njih, koristeći starije arhitekture, još uvijek su popularni u podatkovnim centrima velikog kapaciteta. Ili u slučajevima kada su postojeći sistemi toliko složeni i apstraktni da bi prelazak na njih koristeći relacioni model bio izuzetno skup. Također je važno napomenuti nove objektno orijentirane baze podataka.
Implementacija
Bilo je nekoliko pokušaja da se dobije prava materijalizacija RMD-a, originalno definirana od strane Codd-a i objašnjena od strane drugihnaučnici.
Relacijski model predstavljanja podataka bio je glavni te vrste, koji je opisan u formalnim matematičkim terminima. Hijerarhijske i mrežne baze postojale su prije relacijskih sistema, ali su njihove specifikacije bile relativno neformalne. Kada je RMD definisan, učinjeno je mnogo pokušaja da se uporede i uporede različiti modeli - i to je dovelo do rigoroznijih opisa ranih sistema. Iako je proceduralna priroda interfejsa za manipulaciju podacima za hijerarhijske i mrežne baze podataka ograničila mogućnosti za formalizaciju.
Teme
Osnovna pretpostavka o konceptu relacionog modela podataka je da su svi oni predstavljeni kao matematički "p" - tipični odnosi, "Cn" - odnos u paru, koji je podskup u kartezijanskom proizvodu nekoliko domene. U matematičkom modelu, rasuđivanje o takvim podacima se provodi u dvovrijednoj predikatskoj logici, što znači da za svaku rečenicu postoje dvije moguće procjene: ili istinito ili netačno (i ne postoji treća vrijednost, kao što je nepoznato ili neprimjenjivo, od kojih se svaki često povezuje s konceptom 0). Podaci se obrađuju pomoću računice ili algebre, koji su ekvivalentni po izražajnoj snazi.
Vrste modela podataka, relacijski model podataka
RMD omogućava programeru da kreira konzistentan, logičan pogled na informacije. Ovo se sve postiže inkorporiranjem navedenih ograničenja u dizajn baze podataka, koji se obično naziva logička šema. Teorija je razviti procesnormalizacija modela, pri čemu se dizajn sa određenim željenim svojstvima može odabrati iz skupa logički ekvivalentnih alternativa. U planovima pristupa i drugim implementacijama i operacijama, detaljima rukuje DBMS mehanizam i ne odražavaju se u logičkom modelu. Ovo je u suprotnosti sa uobičajenom praksom u kojoj podešavanje performansi često zahtijeva promjene logičke funkcije.
Osnovni relacijski model podataka predstavlja građevni blok - to je domena ili vrsta informacija, obično svedena na minimum. Tuple je uređeni skup vrijednosti atributa. A oni su, zauzvrat, zajednički par imena i tipa. Može biti ili skalarna ili složenija vrijednost.
Relacija se sastoji od zaglavlja i tijela
Prvi je skup atributa.
Tijelo (sa n-tom relacijom) je skup tuple.
Tancijsko zaglavlje je također predmet svake strukture.
Relacioni model podataka je definisan kao skup n-torki. I u matematici i u MRD-u, skup je neuređena kolekcija jedinstvenih nedupliciranih elemenata, iako neki DBMS nameću niz svojim podacima. U matematici, tuple ima red i dozvoljava dupliciranje. E. F. Codd je prvobitno postavio tuple koristeći ovu matematičku definiciju.
Kasnije jedna od sjajnih ideja E. F. Codd-a bila je da bi korištenje imena atributa umjesto redosljeda bilo mnogo zgodnije (općenitocase) u kompjuterskom jeziku zasnovanom na odnosima. Ova izjava je i danas korisna. Iako je koncept promijenjen, naziv "torka" nije transformiran. Neposredna i važna posljedica ove razlike je da u relacijskom modelu kartezijanski proizvod postaje komutativan.
Tabela je uobičajeni vizuelni prikaz odnosa. Tuple je sličan konceptu niza.
Relvar je imenovana varijabla nekog određenog tipa tangente kojoj je u svakom trenutku dodijeljen neki odnos tog tipa, iako pogled može sadržavati nulte tuple.
Osnove relacionog modela podataka: sve informacije su predstavljene vrijednostima informacija u relacijama. U skladu sa ovim principom, relaciona baza je skup relvara, a rezultat svakog upita je predstavljen kao tangencija.
Dosljednost relacijske baze podataka nije nametnuta pravilima ugrađenim u aplikacije koje je koriste, već ograničenjima koja su deklarirana kao dio logičke šeme i nametnuta od strane DBMS-a za sve aplikacije. Ograničenja su izražena u upotrebi operatora relacionog poređenja, od kojih je samo jedan podskup (⊆), teoretski dovoljan. U praksi se očekuje da će biti dostupno nekoliko korisnih prečica, od kojih su ključevi kandidata i ograničenja eksternog izvora najvažniji. Ovo je ono o čemu se radi u modelu relacijskih podataka.
Tumačenje
Da biste u potpunosti cijenili RMD, potrebno je razumjeti namjeravanu interpretacijukao odnos.
Tijelo dodira se ponekad naziva njegovim produžetkom. To je zato što ga treba tumačiti kao povećanje nekog predikata. Ovo je skup istinitih rečenica koje se mogu formirati zamjenom svake slobodne varijable imenom.
Postoji korespondencija jedan-na-jedan između objekata-relacionih modela podataka. Svaki skup tijela relacije daje vrijednosti atributa za instanciranje predikata zamjenom svake od njegovih slobodnih varijabli. Rezultat je izjava koja se smatra istinitom zbog pojave tuple u tijelu relacije. Suprotno tome, svaki proces čiji naslov odgovara imenu veze, ali se ne pojavljuje u tijelu smatra se lažnim.
Ova pretpostavka je poznata kao hipoteza zatvorenog svijeta. Često se krši u praktičnim bazama podataka, gdje odsustvo tuple može značiti da je istinitost odgovarajuće rečenice nepoznata. Na primjer, odsustvo određenih izraza ("Jovan", "španski") u tabeli jezičkih vještina ne mora nužno biti dokaz da dječak po imenu John ne govori španski.
Primjena na baze podataka, teorija normalizacije
Informacijski subjekt koji se koristi u tipičnom relacijskom RDM-u može biti skup cijelih brojeva, skup znakovnih nizova koji čine datume, ili dva logička vrijednost true i false, itd. Odgovarajući nazivi predmeta za ove figure mogu biti nizovi sa nazivima "Indeks", "Uradite neophodan posao","Vrijeme", "Boolean" i tako dalje i tako dalje.
Međutim, važno je shvatiti da teorija relacija ne precizira koje tipove treba podržavati. I zaista je tačno, trenutno se očekuje da će odredbe biti dostupne prilagođenim entitetima pored onih ugrađenih koje pruža sistem.
Atribut
Ovo je termin koji se u teoriji koristi za ono što se obično naziva kolona. Slično, tablica se obično koristi umjesto teoretskog termina tangencija (iako to nikako nije sinonim za relaciju u SQL-u). Struktura podataka tabele je navedena kao lista definicija kolone, svaka sa jedinstvenim imenom kolone i tipom vrednosti koje su dozvoljene za to.
Vrijednost atributa je unos na određenoj lokaciji, kao što su John Doe i 35.
Tuple je u osnovi isti kao red, osim što u SQL RDBMS-u, gdje su značenja kolona u redu poređana, torke nisu odvojene. Umjesto toga, svaka vrijednost definicije je identificirana isključivo svojim imenom, a ne svojim rednim položajem u tuple. Naziv atributa može biti Ime ili Starost.
Stav
To je tabela definicije strukture zajedno sa izgledom podataka u toj strukturi. Definicija je zaglavlje, a podaci u njemu tijelo, skup redova. Varijabla odnosa se obično naziva glavna tabela. Naslov vrijednosti koja mu je dodijeljena ubilo koje vrijeme odgovara onom navedenom u datoj ćeliji, a njegovo tijelo se poklapa s onim kojem je zadnji put dodijeljeno, pozivajući neku naredbu ažuriranja (obično INSERT, UPDATE ili DELETE).
Teoretska formulacija
Osnovni koncepti u relacionom modelu odnosa su imena i nazivi atributa. Oni moraju biti predstavljeni kao stringovi kao što su "Person" i "Name" i obično će morati koristiti varijable da ih obuhvate. Drugi osnovni koncept je skup atomskih vrijednosti koji sadrži neophodna i važna značenja kao što su brojevi i nizovi.
