Введение в дисциплину «Безопасность систем баз данных». Теоретические основы построения реляционных баз данных. Верификация баз данных и проведение аудита в СБД. Распределенные базы данных, страница 4

Используются в тех случаях, когда для информационной системы существенны не только свойства объектов, но и их поведение (объектно-ориентированные и объектно-реляционные БД), или же когда структурировать информацию целиком затруднительно («полуструктурированные» данные – мультимедийная, геопространственная информация, гипертекст).

Физический уровень абстрагирования данных

Для этого уровня абстрагирования существенно физическое размещение записей в файлах на диске и их физическая обработка. Говоря о физическом представлении данных, пользуются такими терминами, как страницы данных, файлы, записи; в конечном итоге, под данными здесь понимаются последовательности битов.

2. Теоретические основы построения реляционных баз данных

2.1. Понятия и определения реляционной модели

Слово «реляционная» происходит от англ. “relation” - «отношение». Рассматриваемая модель названа реляционной, поскольку она базируется на математической теории отношений. В чем ее суть? Пусть имеются множества:

A = {a₁, a₂, …, a_n};

B = {b₁, b₂, …, b_m}.

В теории множеств известна такая операция, как декартово произведение множеств. Декартово произведение множеств A и B – это множество всех пар элементов исходных множеств:

A × B = {(a₁, b₁), (a₁, b₂), …, (a₁, b_m), (a₂, b₁), …, (a₂, b_m), …, (a_n, b₁), …, (a_n, b_m)}.

Отношением множеств A и B называется любое подмножество их декартова произведения. Например:

R₁(A, B) = {(a₁, b₁), (a₁, b_m), (a₂, b_m), (a₄, b₉)}.

Элемент отношения называется кортежем, а каждое исходное множество – простым атрибутом отношения. Количество кортежей называется кардиальным числом, а количество простых атрибутов – степенью (или арностью) отношения. Несколько простых атрибутов одного отношения могут рассматриваться в совокупности, как один составной атрибут; можно утверждать, что рассмотренное ранее отношение R₁ включает один составной атрибут (обозначаемый за X), построенный на двух простых атрибутах A и B. Тогда и каждую пару a_n, b_m можно обозначить за x_k, понимая, что x_k – это значения составного атрибута X.

Известно, что теория множеств допускает существование не только числовых множеств. Можно описать множество существующих на земле фамилий и инициалов людей, множество дат рождения, множество номеров студенческого билета и т. п. На рис. 2.1 в табличной форме представлено отношение перечисленных множеств.

Рисунок 2.1 – Пример отношения, состоящего из четырех нечисловых атрибутов

Очевидно, что все кортежи отношения, представленного на рис. 1.2, служат для описания экземпляров сущности СТУДЕНТ, а атрибуты отношения соответствуют атрибутам этой сущности. Таким образом, теория отношений находит практическое применение: если атрибуты сущностей и связей предметной области отображать на атрибуты отношений, а экземпляры сущностей – на кортежи, то и обрабатывать информацию можно, применяя специальные математические действия, называемые операциями реляционной алгебры. В этом и заключается смысл реляционной модели данных. Предложенная Э. Ф. Коддом в 1970 году реляционная модель не утратила популярности и по сей день.

Из рисунка видно, что отношения удобно представлять в виде прямоугольных таблиц. Строки таблиц соответствуют кортежам отношений, а столбцы – атрибутам.

Значения, хранимые в реляционной таблице, строго типизированы: тип данных определяется для каждого атрибута.