Реляционная модель данных. Интуитивная основа РМД. Реляционная целостность

 Реляционная модель данных

1 Общая характеристика модели

Реляционной базой данных (РБД) называется БД, которая на концептуальном уровне представлена совокупностью взаимосвязанных простых таблиц. Эта БД управляется реляционной СУБД (РСУБД). Реляционные СУБД появились на рынке программных продуктов в конце 70-х годов ХХ века и быстро вытеснили господствовавшие там иерархические и сетевые СУБД. И это несмотря на то, что они существенно уступали (по крайней мере, вначале) своим конкурентам в производительности.

РСУБД и РБД базируются на реляционной модели данных (РМД). РМД предложена в 1970 году американским математиком Эдгаром Ф. Коддом. Кодд в то время был занят в экспериментальном проекте фирмы IBM, известном под названием System/R. Проект был направлен на создание СУБД нового поколения, в которой обобщался бы опыт создания и эксплуатации систем с базами данных, накопленный в течение предшествующего десятилетия. Создаваемая СУБД должна была иметь входной язык, доступный пользователю-непрограммисту. Все СУБД, представленные к тому времени на рынке программного обеспечения, имели только интерфейс прикладного программиста. Конечный пользователь мог обращаться к БД только через посредство прикладной программы. Если у него возникали какие-то потребности в данных, не предусмотренные разработчиком ПП, он вынужден был обращаться к программистам. СУБД, предоставляющая конечному пользователю доступ к БД, минуя программиста, сильно укрепила бы позиции фирмы IBM на рынке. Оказалось, что РМД является хорошей основой для входного языка такой СУБД. Экспериментальная РСУБД System/R была создана в начале 70-х годов ХХ века. Она не избавила пользователя от программиста, но зато существенно облегчила задачи создания приложений и снизила требования к уровню квалификации прикладного программиста. Многие решения, найденные в ходе разработки System/R, до сих пор служат ориентиром для разработчиков СУБД.

Первая промышленная РСУБД DB2 также создана фирмой IBM. Она появилась на рынке в конце 70-х годов и до настоящего времени успешно эксплуатируется во многих организациях. Входной язык DB2, известный ныне под названием SQL (Structured Query Language), стандартизован и поддерживается всеми современными РСУБД.

Причиной популярности РСУБД среди разработчиков СБД является простота входного языка этих систем. Входной язык РСУБД содержит средства определения объектов РБД (таблиц, ограничений целостности и т.п.) – реляционный ЯОД и декларативные (непроцедурные) средства описания операций манипулирования данными – реляционный ЯМД. Структуры данных РБД – таблицы – просты для понимания. Каждая таблица представляет в БД какой-то объект ПО. Связи объектов в концептуальной схеме РБД определяются явно. Поэтому схема БД оказывается понятной конечному пользователю на интуитивном уровне. Операторы манипулирования данными (выборка/обновление) являются, по сути дела, описаниями требуемых наборов значений данных и не содержат каких-либо указаний на то, как эти значения извлечь из БД или поместить на хранение. Например, запрос на выборку сведений о студентах может выглядеть (в неформальной записи) так:

«Получить значения полей Фамилия, Имя, Отчество, НомерСтудбилета из тех строк таблицы СТУДЕНТ, в которых значение поля НомерГруппы = 10801».

Формальная запись этого запроса ничуть не сложнее:

SELECT Фамилия, Имя, Отчество, НомерСтудбилета

FROM СТУДЕНТ

WHERE НомерГруппы = ‘10801’;

Средствами реляционного ЯМД можно сформулировать любой запрос к данным, без какого бы то ни было программирования. Для этого достаточно знать концептуальную схему БД и синтаксис деклараций ЯМД.

Опытные конечные пользователи могут взаимодействовать с реляционной системой без посредства программистов, что полностью исключено для систем других типов, как более ранних, так и новомодных, обладающих теми же недостатками, что и ранние.

Она формализует интуитивные представления о таблицах и операциях