Табличные (реляционные) базы данных
Табличные (реляционные) базы данных — это базы данных, которые основаны на реляционной модели, то есть представляют собой набор операций с данными, представленными в виде отношений. Такую базу данных можно представить в виде набора таблиц[1].
Основные понятия
- База данных (БД) — это совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отражающих состояние и взаимодействие объектов в определённой предметной области.
- Модель данных — описание структуры данных, хранимых в БД[2].
- набор операций с данными, представленными в виде отношений.
- Сущности — в теории баз данных название классов, на которые делятся объекты.
- Атрибут — это свойство некоторого объекта. Все объекты одного класса имеют одинаковый набор свойств.
- Кортеж — набор данных, описывающий свойства одного объекта. Порядок перечисления свойств в кортеже не имеет значения.
- Отношение (от англ. relation) — множество кортежей, описывающих объекты одного класса. В отношении нет двух одинаковых кортежей. Порядок кортежей в отношении не определён.
- Реляционная модель данных — это набор операций с данными, представленными в виде отношений[3].
- Поле — столбец реляционной таблицы, который содержит конкретное свойство (атрибут) описываемого информационного объекта.
- Запись — одна горизонтальная строка таблицы, содержащая набор значений атрибутов (полей) для конкретного объекта, человека или события
- Первичный ключ — уникальный идентификатор записи (строки) в таблице реляционной базы данных.
Таблицы
Основным объектом реляционной базы данных является таблица.
Основными структурными элементами реляционной таблицы являются поле и запись.
Каждое поле имеет свой тип: целые числа; вещественные числа; денежные суммы; логические значения (битовые поля); текстовые данные; время, дата; произвольные двоичные данные, например, закодированный звук, видео и т. д..
Ключ — это поле или комбинация полей, однозначно определяющие запись. Ключ обладает свойством уникальности: в таблице не может быть двух записей, у которых одинаковое значение ключа. Ключ, состоящий из одного поля, называется простым ключом. Ключ называется составным, если он включает в себя несколько полей.
Внешний ключ — это неключевое поле таблицы, связанное с первичным ключом другой таблицы. Внешний ключ должен совпадать с одним из значений первичного ключа в другой таблице.
- Все столбцы в таблице однородные, то есть все элементы в одном столбце имеют одинаковый тип и максимально допустимый размер;
- каждый столбец имеет уникальное имя;
- одинаковые строки в таблице отсутствуют;
- порядок следования строк и столбцов в таблице не имеет значения[4].
- Устранена избыточность (повторно хранятся только числовые коды);
- все изменения нужно выполнять только в одном месте;
- есть некоторая защита от ошибок при вводе данных.
- базами данных, в которых более 40-50 таблиц, сложно управлять с точки зрения разработчика;
- при поиске приходится «собирать» нужные данные из нескольких таблиц.
Система управления базами данных (СУБД)
Комплекс языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования базы данных многими пользователями.
Для управления данными в большинстве современных информационных систем используется язык SQL, в который включены команды для: создания новых таблиц; добавления новых записей; изменения записей; удаления записей; выборки записей из одной или нескольких таблиц в соответствии с заданным условием и некоторые другие. Команды языка SQL позволяют управлять данными, не «привязываясь» к формату их хранения, а также к порядку расположения столбцов и строк в таблицах. Для выполнения операций (выборки, вставки, удаления, изменения) используются только названия столбцов и таблиц. С помощью команд SQL можно выполнить все основные операции, поэтому СУБД (и соответствующие системы баз данных), которые используют язык SQL, традиционно называют реляционными.
Заключение
Табличные (реляционные) базы данных представляют собой универсальный и широко применяемый способ организации и хранения информации. Основанные на реляционной модели, они используют таблицы, состоящие из полей и записей, а также систему ключей, обеспечивающих целостность и однозначность данных. Чёткое разделение данных на сущности, атрибуты и отношения позволяет эффективно описывать объекты предметной области и связи между ними.
Использование систем управления базами данных и языка SQL значительно упрощает работу с информацией, обеспечивая удобные средства для создания, изменения, удаления и выборки данных независимо от физического способа их хранения. Несмотря на определённые недостатки, такие как сложность управления большими по структуре базами данных и необходимость объединения данных из нескольких таблиц, реляционные базы данных остаются надёжным и эффективным инструментом. Благодаря своим преимуществам — снижению избыточности, удобству сопровождения и защите от ошибок — они продолжают занимать ключевое место в современных информационных системах.
Примечания
Литература
- Богомолова О. Б. Информатика: Новый полный справочник для подготовки к ЕГЭ. — М.: Издательство АСТ, 2020. — С. 491. — 64-66 с.
- Поляков К. Ю., Ерёмин Е. А. Информатика. Углублённый уровень: учебник для 10 класса в 2ч. Ч.1. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. — С. 109—116. — 344 с.
- Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 10 класс. Базовый уровень. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. — С. 146—159. — 288 с.