Τι είναι το Σχεσιακό Μοντέλο;
Το Relational Model (RM) αντιπροσωπεύει τη βάση δεδομένων ως συλλογή σχέσεων. Μια σχέση δεν είναι παρά ένας πίνακας τιμών. Κάθε σειρά στον πίνακα αντιπροσωπεύει μια συλλογή σχετικών τιμών δεδομένων. Αυτές οι σειρές στον πίνακα δηλώνουν μια πραγματική οντότητα ή σχέση.
Το όνομα πίνακα και τα ονόματα στηλών είναι χρήσιμα για την ερμηνεία της έννοιας των τιμών σε κάθε σειρά. Τα δεδομένα παρουσιάζονται ως σύνολο σχέσεων. Στο σχεσιακό μοντέλο, τα δεδομένα αποθηκεύονται ως πίνακες. Ωστόσο, η φυσική αποθήκευση των δεδομένων είναι ανεξάρτητη από τον τρόπο οργάνωσης των δεδομένων.
Μερικά δημοφιλή συστήματα διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων είναι:
- DB2 και Informix Dynamic Server - IBM
- Oracle και RDB - Oracle
- Διακομιστής SQL και Πρόσβαση - Microsoft
Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε
- Σχέσεις σχεσιακών μοντέλων
- Περιορισμοί σχεσιακής ακεραιότητας
- Λειτουργίες σε Σχεσιακό Μοντέλο
- Βέλτιστες πρακτικές για τη δημιουργία ενός Σχεσιακού Μοντέλου
- Πλεονεκτήματα της χρήσης Σχεσιακού Μοντέλου
- Μειονεκτήματα της χρήσης του Σχεσιακού Μοντέλου
Σχέσεις σχεσιακών μοντέλων
- Χαρακτηριστικό: Κάθε στήλη σε έναν πίνακα. Τα χαρακτηριστικά είναι οι ιδιότητες που ορίζουν μια σχέση. π.χ. Student_Rollno, NAME, κ.λπ.
- Πίνακες - Στο σχεσιακό μοντέλο, οι σχέσεις αποθηκεύονται σε μορφή πίνακα. Αποθηκεύεται μαζί με τις οντότητες του. Ένας πίνακας έχει δύο σειρές και στήλες ιδιοτήτων. Οι σειρές αντιπροσωπεύουν εγγραφές και οι στήλες αντιπροσωπεύουν χαρακτηριστικά.
- Tuple - Δεν είναι τίποτα άλλο από μία μόνο σειρά πίνακα, η οποία περιέχει μία μόνο εγγραφή.
- Σχέδιο σχέσης: Ένα σχήμα σχέσης αντιπροσωπεύει το όνομα της σχέσης με τα χαρακτηριστικά του.
- Βαθμός: Ο συνολικός αριθμός χαρακτηριστικών που στη σχέση ονομάζεται βαθμός της σχέσης.
- Cardinality: Συνολικός αριθμός σειρών που υπάρχουν στον πίνακα.
- Στήλη: Η στήλη αντιπροσωπεύει το σύνολο τιμών για ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό.
- Instance Relation - Το Relation instance είναι ένα πεπερασμένο σύνολο πλειάδων στο σύστημα RDBMS. Οι παρουσίες συσχέτισης δεν έχουν ποτέ διπλές πλειάδες.
- Πλήκτρο σχέσης - Κάθε σειρά έχει ένα, δύο ή πολλαπλά χαρακτηριστικά, το οποίο ονομάζεται κλειδί σχέσης.
- Domain χαρακτηριστικών - Κάθε χαρακτηριστικό έχει κάποια προκαθορισμένη τιμή και πεδίο που είναι γνωστό ως domain χαρακτηριστικών
Περιορισμοί σχεσιακής ακεραιότητας
Οι περιορισμοί σχεσιακής ακεραιότητας στο DBMS αναφέρονται σε συνθήκες που πρέπει να υπάρχουν για μια έγκυρη σχέση. Αυτοί οι σχεσιακοί περιορισμοί στο DBMS προέρχονται από τους κανόνες του μίνι-κόσμου που αντιπροσωπεύει η βάση δεδομένων.
Υπάρχουν πολλοί τύποι περιορισμών ακεραιότητας στο DBMS. Οι περιορισμοί στο σχεσιακό σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων χωρίζονται κυρίως σε τρεις κύριες κατηγορίες είναι:
- Περιορισμοί τομέα
- Βασικοί περιορισμοί
- Περιορισμοί ακεραιότητας αναφοράς
Περιορισμοί τομέα
Οι περιορισμοί τομέα μπορούν να παραβιαστούν εάν μια τιμή χαρακτηριστικού δεν εμφανίζεται στον αντίστοιχο τομέα ή δεν είναι του κατάλληλου τύπου δεδομένων.
Οι περιορισμοί τομέα καθορίζουν ότι σε κάθε πλειάδα και η τιμή κάθε χαρακτηριστικού πρέπει να είναι μοναδική Αυτό προσδιορίζεται ως τύποι δεδομένων που περιλαμβάνουν τυπικούς ακέραιους τύπους δεδομένων, πραγματικούς αριθμούς, χαρακτήρες, Booleans, συμβολοσειρές μεταβλητού μήκους κ.λπ.
Παράδειγμα:
Create DOMAIN CustomerNameCHECK (value not NULL)
Το παράδειγμα που παρουσιάζεται δείχνει τη δημιουργία ενός περιορισμού τομέα έτσι ώστε το Όνομα πελάτη να μην είναι NULL
Βασικοί περιορισμοί
Ένα χαρακτηριστικό που μπορεί να αναγνωρίσει μοναδικά μια πλειάδα σε μια σχέση ονομάζεται το κλειδί του πίνακα. Η τιμή του χαρακτηριστικού για διαφορετικές πλειάδες στη σχέση πρέπει να είναι μοναδική.
Παράδειγμα:
Στον δεδομένο πίνακα, το CustomerID είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό του πίνακα πελατών. Είναι πολύ πιθανό να έχει ένα μόνο κλειδί για έναν πελάτη, το CustomerID = 1 είναι μόνο για το Όνομα πελάτη = "Google".
| Κωδικός πελάτη | Ονομα πελάτη | Κατάσταση |
| 1 | Ενεργός | |
| 2 | Αμαζόνα | Ενεργός |
| 3 | μήλο | Αδρανής |
Περιορισμοί ακεραιότητας αναφοράς
Οι περιορισμοί ακεραιότητας αναφοράς στο DBMS βασίζονται στην έννοια των ξένων κλειδιών. Ένα ξένο κλειδί είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό μιας σχέσης που πρέπει να αναφέρεται σε άλλες σχέσεις. Η κατάσταση περιορισμού ακεραιότητας αναφοράς αναφέρεται όταν η σχέση αναφέρεται σε ένα βασικό χαρακτηριστικό μιας διαφορετικής ή ίδιας σχέσης. Ωστόσο, αυτό το βασικό στοιχείο πρέπει να υπάρχει στον πίνακα.
Παράδειγμα:
Στο παραπάνω παράδειγμα, έχουμε 2 σχέσεις, πελάτη και χρέωση.
Το Tuple for CustomerID = 1 αναφέρεται δύο φορές στη σχέση Χρέωση. Γνωρίζουμε λοιπόν το CustomerName = Το Google έχει ποσό χρέωσης 300 $
Λειτουργίες σε Σχεσιακό Μοντέλο
Τέσσερις βασικές λειτουργίες ενημέρωσης που εκτελούνται σε σχεσιακό μοντέλο βάσης δεδομένων είναι
Εισαγωγή, ενημέρωση, διαγραφή και επιλογή.
- Το Insert χρησιμοποιείται για την εισαγωγή δεδομένων στη σχέση
- Το Delete χρησιμοποιείται για τη διαγραφή πλειάδων από τον πίνακα.
- Η τροποποίηση σάς επιτρέπει να αλλάξετε τις τιμές ορισμένων χαρακτηριστικών στις υπάρχουσες πλειάδες.
- Η επιλογή σας επιτρέπει να επιλέξετε ένα συγκεκριμένο εύρος δεδομένων.
Κάθε φορά που εφαρμόζεται μία από αυτές τις λειτουργίες, οι περιορισμοί ακεραιότητας που καθορίζονται στο σχεσιακό σχήμα βάσης δεδομένων δεν πρέπει ποτέ να παραβιάζονται.
Εισαγωγή λειτουργίας
Η λειτουργία εισαγωγής δίνει τιμές του χαρακτηριστικού για μια νέα πλειάδα που πρέπει να εισαχθεί σε μια σχέση.
Ενημέρωση λειτουργίας
Μπορείτε να δείτε ότι στον παρακάτω πίνακα σχέσεων CustomerName = "Apple" ενημερώνεται από το Inactive σε Active.
Διαγραφή λειτουργίας
Για να καθορίσετε τη διαγραφή, μια συνθήκη στα χαρακτηριστικά της σχέσης επιλέγει την πλειάδα που θα διαγραφεί.
Στο παραπάνω παράδειγμα, το CustomerName = "Apple" διαγράφεται από τον πίνακα.
Η λειτουργία Διαγραφή θα μπορούσε να παραβιάσει την ακεραιότητα αναφοράς, εάν η πλειάδα που διαγράφεται αναφέρεται από ξένα κλειδιά από άλλες πλειάδες στην ίδια βάση δεδομένων.
Επιλέξτε Λειτουργία
Στο παραπάνω παράδειγμα, επιλέγεται το CustomerName = "Amazon"
Βέλτιστες πρακτικές για τη δημιουργία ενός Σχεσιακού Μοντέλου
- Τα δεδομένα πρέπει να παρουσιάζονται ως συλλογή σχέσεων
- Κάθε σχέση πρέπει να απεικονίζεται με σαφήνεια στον πίνακα
- Οι σειρές πρέπει να περιέχουν δεδομένα σχετικά με τις παρουσίες μιας οντότητας
- Οι στήλες πρέπει να περιέχουν δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά της οντότητας
- Τα κελιά του πίνακα πρέπει να έχουν μία μόνο τιμή
- Κάθε στήλη πρέπει να έχει ένα μοναδικό όνομα
- Δεν μπορούν να είναι ίδιες δύο σειρές
- Οι τιμές ενός χαρακτηριστικού πρέπει να προέρχονται από τον ίδιο τομέα
Πλεονεκτήματα της χρήσης Σχεσιακού Μοντέλου
- Απλότητα : Ένα σχεσιακό μοντέλο δεδομένων στο DBMS είναι απλούστερο από το ιεραρχικό και το δίκτυο μοντέλο.
- Δομική ανεξαρτησία : Η σχεσιακή βάση δεδομένων αφορά μόνο τα δεδομένα και όχι τη δομή. Αυτό μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του μοντέλου.
- Εύκολο στη χρήση : Το σχεσιακό μοντέλο στο DBMS είναι εύκολο καθώς οι πίνακες που αποτελούνται από σειρές και στήλες είναι αρκετά φυσικοί και απλοί στην κατανόηση
- Δυνατότητα ερωτήματος : Επιτρέπει σε μια γλώσσα ερωτήματος υψηλού επιπέδου όπως η SQL να αποφεύγει την περίπλοκη πλοήγηση βάσης δεδομένων.
- Ανεξαρτησία δεδομένων : Η δομή της σχεσιακής βάσης δεδομένων μπορεί να αλλάξει χωρίς να χρειάζεται να αλλάξει καμία εφαρμογή.
- Επεκτάσιμη : Όσον αφορά έναν αριθμό εγγραφών, ή σειρών, και τον αριθμό των πεδίων, μια βάση δεδομένων θα πρέπει να διευρυνθεί για να βελτιώσει τη χρηστικότητα της.
Μειονεκτήματα της χρήσης του Σχεσιακού Μοντέλου
- Λίγες σχεσιακές βάσεις δεδομένων έχουν όρια στα μήκη πεδίου που δεν μπορούν να ξεπεραστούν.
- Οι σχεσιακές βάσεις δεδομένων μπορεί μερικές φορές να γίνουν περίπλοκες καθώς αυξάνεται η ποσότητα των δεδομένων και οι σχέσεις μεταξύ των τεμαχίων δεδομένων γίνονται πιο περίπλοκες.
- Τα σύνθετα συστήματα σχεσιακών βάσεων δεδομένων μπορούν να οδηγήσουν σε απομονωμένες βάσεις δεδομένων όπου οι πληροφορίες δεν μπορούν να κοινοποιηθούν από το ένα σύστημα στο άλλο.
Περίληψη
- Η σχεσιακή μοντελοποίηση βάσεων δεδομένων αντιπροσωπεύει τη βάση δεδομένων ως συλλογή σχέσεων (πίνακες)
- Χαρακτηριστικό, πίνακες, Tuple, Σχέδιο συσχέτισης, βαθμός, καρδινιλότητα, στήλη, παράδειγμα σχέσης, είναι μερικά σημαντικά στοιχεία του σχεσιακού μοντέλου
- Οι περιορισμοί σχετικά με την ακεραιότητα αναφέρονται σε συνθήκες που πρέπει να υπάρχουν για μια έγκυρη προσέγγιση συσχέτισης στο DBMS
- Οι περιορισμοί τομέα μπορούν να παραβιαστούν εάν μια τιμή χαρακτηριστικού δεν εμφανίζεται στον αντίστοιχο τομέα ή δεν είναι του κατάλληλου τύπου δεδομένων
- Εισαγωγή, Επιλογή, Τροποποίηση και Διαγραφή είναι οι λειτουργίες που εκτελούνται στους περιορισμούς του Σχεσιακού Μοντέλου
- Η σχεσιακή βάση δεδομένων αφορά μόνο τα δεδομένα και όχι μια δομή που μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του μοντέλου
- Τα πλεονεκτήματα του σχεσιακού μοντέλου στο DBMS είναι η απλότητα, η δομική ανεξαρτησία, η ευκολία στη χρήση, η ικανότητα ερωτήματος, η ανεξαρτησία των δεδομένων, η επεκτασιμότητα κ.λπ.
- Λίγες σχεσιακές βάσεις δεδομένων έχουν όρια στα μήκη πεδίου που δεν μπορούν να ξεπεραστούν.