Введение в системы БД (542480), страница 36
Текст из файла (страница 36)
В этой части книги обсуждается каждый из трех указанных аспектов по очереди: в главе 5 — структура данных, в главах б и 7 — манипулирование данными и в главе 8 — целостность данных. (Обработке данных посвяшено две главы, поскольку эта часть реляционной модели может быть реализована двумя разными, но эквивалентными способами, известными как реляционная алгебра и реляционное исчисление соответственно.) Наконец, предметом обсуждения в главе 9 будут представления. Важно понимать, что реляционная модель не статична, она изменялась с течением времени и, конечно же, продолжает изменяться'. Определения, описания и объяснения в следуюших главах отвечают современным взглядам автора книги и лругих специалистов в этой области (в частности, как упоминалось в предисловии, большое влияние на содержание настоящей книги оказали идеи другой выпущенной автором книги — ТЬе Тэна Матуезго ~3.3]).
Автор не считает, что обсуждаемая тема освещена здесь достаточно полно, а определения и выволы совершенны, хотя изложение материала выдержано в педагогическом стиле. Поэтому читатель не должен воспринимать последующий материал как последнее слово в данной области. Как было отмечено выше, реляционная модель не очень сложна для понимания. Но она является теорией, а в большинстве теорий используется собственная специальная терминология. И реляционная модель не является исключением (по причинам, указанным в разделе З.З). В настояшей части книги мы, конечно же, будем использовать имен- о этом отношении она напоминает.математику ~математика также не статична и постоянно развивается на протяжении многих веков). Фактически сачу реляционную модель можно рассматривать как раздел математики.
149 но эту специальную терминологию. Нельзя отрицать, что она может поначалу сбивать читателя с толку, но наберитесь терпения: освоив терминологию, вы сразу же обнаружите, что все понятия очень просты и ясны. Как можно видеть, главы этой части имеют довольно большой объем (данная часть — практически книга в книге). Однако такой объем соответствует важности обсуждаемого материала и необходимости предоставить его расширенное (или даже исчерпывающее) изложение. Возможно, читатель предпочтет читать по одному разделу за раз, а не по одной главе.
Конечно, можно было представить обзор реляционной модели на одной или двух страницах. В действительности основная сила реляционного подхода состоит в том, что ее главные идеи можно легко объяснить и понять. Однако одно- или двухстраничное изложение не позволит полностью раскрыть все стороны предмета и проиллюстрировать обширные возможности его применения. Значительный объем этой части не следует считать следствием сложности модели; скорее, это дань важности излагаемого материала и тому, что он является основой для многочисленных перспективных разработок. И наконец, несколько слов относительно языка БЯЬ.
Как мы уже говорили в части Ь язык БОЬ вЂ” это стандартный "реляционный" язык баз данных и практически все имеющиеся сегодня на рынке СУБД его поддерживают, а точнее — некоторый его диалект (см. (4.2)]). И поэтому ни один современный учебник по базам данных нельзя назвать полным, если в нем отсутствует достаточно пространное изложение основ языка БЯЬ. В следующих главах, раскрывающих различные аспекты реляционной модели, одновременно будут рассмотрены соответствующие возможности языка ЯЯЬ (основные его понятия уже приводились в главе 4).
150 Часть 11 Реляционная модель Глава 5 5.1. Введение Как упоминалось в главе 3, реляционная модель состоит из трех основных частей, касающихся структуры, целостности данных и манипулирования ими соответственно. Каждая часть имеет свою терминологию. Наиболее важные термины описания структуры данных представлены на рис. 5.! (на нем показано отношение поставщиков для базы данных поставщиков н деталей (см.
рис, 3.8), расширенное таким образом, чтобы были видны используемые типы данных и домены). Терминами здесь являются отношение, картеле, кардиначьнасть (количество записей), атрибут, степень, долвен и первичный «люч. ХАМЕ ЯТАТЬБ С!ТУ Ьопдоп Домены Рапв и др. ! ! Первичный ключ й Е о Рис. 5, Ь Термины, используемые для описания структуры данных Термины отношение и первичный ключ уже должны быть вам знакомы из главы 3. Сейчас мы объясним значения остальных терминов на понятийном уровне, а затем в соответствующих разделах дадим их более формальные определения.
Итак, если рассмат- Глава 5. Домены, отношения и базовые переменные-отношения 151 Домены, отношения и базовые переменные- отношения ~~ ! ~~1 ривать отношение как таблицу, то кар~ежам будут соответствовать строки этой таблицы, а атрибутам — ее столбцы. Количество кортежей в таблице называется ее кардинальностью, а количество атрибутов — с~слепые. Домен — это совокупность значений, нз которой берутся значения для определенных атрибутов определенного отношения. Например, домен, обозначенный на рис. 5,1 как 8$„— это множество всех допустимых номеров поставщиков, и каждое значение, принимаемое атрибутом 8$, принадлежит этому множеству (аналогично каждое значение атрибута 8$ в отношении поставок (см.
рнс. 3.8) также принадлежит этому множеству). Все сказанное ранее подытожено на рнс. 5.2. Однако следует отметить, что эти понятия "эквивалентны" показанным на рисунке только приблизительно (и каждый из терминов имеет точное определение). Так, "отношение" и "таблица" — это не одно и то же, хотя, как вы знаете нз части!, на практике данные понятия часто отождествляются. Фо мальный ляционный те мин Не о мальный эквивалент таблица строка нли запись количество строк столбец яли поле количество столбцов уникальный идентификатор совок пность оп стимых значений отношение кортеж кардинальность атрибут степень первичный ключ домен Рис.
5.2. Термины, использующиеся для описания структуры таблиц баз данных 5.2. Домены ° Для сравнения целых чисел системой предоставляются операторы "="„"<" и т.д. ° Арифметические действия над целыми числами выполняются с помощью операторов "Ф", "*" н т.д. 152 Часть 11. Реляционная модель Домен — это не что иное, как тип данных !или, для краткости, — просто тин); в частности, возможно, простой, определяемый системой, подобно типам 1НТЕ6ЕН и СНйН. В общем случае этот тип определяется пользователем, как, например, типы 88, Р$, НЕ16НТ и 6Т1 в базе поставщиков и деталей.
В действительности термины домен и тин данных взаимозаменяемы, и в этой книге будут использоваться оба термина (хотя нам больше нравится термин тин; термин домен будет употребляться, в основном, как дань истории). Итак, что же такое тнп? Прежде всего, это множество значений — всех возможных значений рассматриваемого типа. Например, тип 1НТЕ6ЕН вЂ” это множество всех целых чисел, тип 8$ — множество всех номеров поставщиков и т.д. Говоря о каком-либо типе данных, мы не должны также забывать о допустимых операторах, которые могут корректно применяться к значениям этого типа. Другими словами, значениями заданного типа можно манипулировать только с помощью операторов, определенных для этого типа.
Рассмотрим, например, тнп 1НТЕ6ЕН !который для простоты будем считать определяемым системой). ° Этот тип данных не поддерживает такие операторы, как "~ (" (конкатенация), БУВБТН (выделение подстроки) и т.д. Другими словами, операторы манипулирования строками к целым числам неприменимы. Многие системы позволяют определять собственные типы, как, например, тип Бз. Возможно, нам понадобится определить операторы "=" и "<" для сравнения номеров поставщиков. С другой стороны, для данного типа наверняка не потребуется определять операторы "ч" и ""'. Это означает, что выполнение арифметических действий над номерами поставщиков поддерживаться не будет (действительно, зачем может потребоваться складывать или перемножать номера поставшиков?).
Тем не менее следует различать типы данных сами по себе и физическое представление значений этих типов внутри системыз, (Фактически типы являются люделяии, в то время как физическое представление значений — это их реализация.) Например, номера поставщиков физически могут быть представлены как символьные строки, однако это не значит, что над ними можно выполнять те же операции, что и над строками. Выполнение любых операций возможно лишь в том случае, если для заданного типа были определены соответствующие операторы.
И безусловно, определяемые для заданного типа операторы должны зависеть от реального смысла или семантики рассматриваемого типа и ни в коем случае не от его физической реализации. Более того, физическое представление типа должно быть скрыто настолько, насколько в этом заинтересован пользователь. К настоящему моменту вы, должно быть, уже догадались, что предметом нашего обсуждения является то, что в программировании называется строгим контролем типов или строгой типизацией. Разные авторы определяют этот термин несколько поразному.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
