1IT Relační datový model Ing. Jiří Šilhán

Relační datový model Relační datový model (RDM) má počátky v roce 1969. Autorem prvních prací byl E.F.Codd, matematik z laboratoře IBM v San José, a prvním prakticky používaným relačním databázovým systémem byl produkt DB2 firmy IBM.

Relační datový model (RDM) má počátky v roce 1969 Relační datový model (RDM) má počátky v roce 1969. Autorem prvních prací byl E.F.Codd, matematik z laboratoře IBM v San José, a prvním prakticky používaným relačním databázovým systémem byl produkt DB2 firmy IBM.

Rozšíření relačního datového modelu po řadu let bránil nízký výkon tehdejších počítačů, neboť tento model je řádově pomalejší při provádění dotazů než síťový datový model. Z tohoto důvodu se také v určitých typech aplikací dodnes síťový datový model používá. Větší rozšíření RDM nastalo koncem 80. let a nejvíce se o něj zasloužila firma Oracle se stejnojmenným databázovým systémem.

Dnes má Oracle dominantní postavení na trhu, za ním následují: DB2 firmy IBM, dále produkty Sybase, Informix, Progress a také Microsoft SQL Server. Kromě těchto velkých serverových databázových systémů existuje i řada software menšího rozsahu pro PC, především produkty firmy Microsoft jako např. Access nebo FoxPro, které také respektují většinu vlastností relačního datového modelu.

Relační datový model lze charakterizovat následujícími způsobem: 1. Hodnoty v tabulkách musejí být atomické - nesmějí se tedy skládat z dalších hodnot 2. Hodnoty musejí být skalární - nesmějí mít tedy více než jeden rozměr 3. Hodnoty v tabulkách existují jako prvky jednotlivých domén. Všechny prvky dané domény musejí být mezi sebou porovnatelné a musejí náležet jednomu datovému typu. 4. Pro práci s tabulkami se používá operací výrokové logiky.

5. V každé tabulce hodnoty v jednom nebo více sloupcích (doménách) slouží k jednoznačné identifikaci řádek mezi sebou. Tyto hodnoty jsou označovány jako primární klíče tabulky. 6. V některých tabulkách hodnoty v jednom nebo více sloupcích (doménách) mají vztah k hodnotám v jiných tabulkách (nebo ve zvláštním případě i k hodnotám vlastní tabulky). Tyto hodnoty jsou označovány jako cizí klíče. 7. V tabulkách lze definovat podmnožiny řádek a nebo podmnožiny sloupců. Operace vybírající podmnožinu řádek jako výběr řádek z tabulky je označována jako selekce tabulky. Operace vybírající podmnožinu sloupců jako výběr sloupců z tabulky je označována jako projekce tabulky. 8. Více tabulek lze kombinovat mezi sebou jako běžné množiny pomocí operací sjednocení, rozdílu, průniku množin a kartézského součinu množin. Kombinace kartézského součinu a selekce se nazývá spojení tabulek.

Základním pojmem teorie relačních datových bází je tedy relace, která je neformálně prezentována jako tabulka. V relační bázi dat jsou datové soubory chápány jako množiny. Z uživatelského hlediska jsou data v relačním datovém modelu uspořádána v dvourozměrných tabulkách . Každá samostatná tabulka je označována termínem relace, která je tvořena záhlavím, kde jsou specifikována jména sloupců (nazývaných též atributy tabulky) a řádky (označovanými jako n-tice podle toho, že sdružují hodnoty z n sloupců tabulky). Každý sloupec obsahuje hodnoty určitého datového typu, přičemž obor těchto hodnot, které se v daném sloupci mohou vyskytovat, se nazývá doména sloupce nebo atributu.

12 Pravidel E.F.CODDA Pravidlo SŘBD. DB systém musí spravovat všechna data pouze pomocí relačních operací Informační pravidlo. Všechna data musejí být reprezentována na logické úrovni pouze jako hodnoty v relačních tabulkách. Pravidlo zajišťující přístup. Každý údaj v databázi musí být logicky dosažitelný pomocí kombinace názvu tabulky, názvu sloupce a hodnoty primárního klíče. Pravidlo zpracovatelnosti neznámých hodnot. Ke každé neznámé hodnotě se musí dojít prostřednictvím jiných známých hodnot. Pravidlo relačního katalogu. Popis celé databáze musí být na logické úrovni reprezentován také relačním způsobem jako tzv. systémový katalog - tedy také jako tabulka. Pravidlo pro jazyk. Pro komunikaci se SŘBD musí existovat min. 1 počítačový jazyk a musí umožňovat: definici dat (DDL), integritní omezení, manipulaci s daty (DML), práci s transakcemi a autorizační pravidla.

Pravidlo pohledů. SŘBD musí poskytovat možnost práce s pohledy do databáze včetně případné aktualizace obsažených dat. Pravidlo operací. Všechny relační operace s daty musejí pracovat s tabulkami jako s celky. Pravidlo fyzické a logické nezávislosti dat. Výsledky operací nesmějí být ovlivněny změnami struktury tabulek a konkrétní implementací databázového systému. (Pravidlo nezávislosti dat na integritních omezeních. Výsledky operací nesmějí být ovlivněny změnami v integritních omezeních, pokud nedošlo ke změně dat. Pravidlo nezávislosti dat na distribuci. Výsledky operací nesmějí být ovlivněny konkrétním rozmístěním dat v distribuované databázi. Pravidlo nenarušitelnosti SŘBD. Žádný uživatel ani aplikace nesmí obcházet ani narušovat rozhraní SŘBD.

DB Tabulka Každá tabulka představuje jeden databázový soubor a může být propojena s dalšími tabulkami. Jednotlivé položky takto propojených tabulek jsou přístupné v libovolné aplikaci. Aby tabulka mohla být označována jako relační, musí splňovat následující podmínky: všechny hodnoty v tabulce musí být elementární, tj. dále nedělitelné na další údaje; v tabulce je 1 až n sloupců, přičemž jejich pozice je nevýznamná, tj. pořadí těchto sloupců lze libovolně měnit; v tabulce je 0 až m řádků, jejichž pozice je rovněž nevýznamná, tj. pořadí řádků lze libovolně měnit; sloupec musí být homogenní, tj. obor hodnoty tohoto sloupce musí být stejný (údaje stejného druhu); každý sloupec musí být jednoznačně pojmenován, toto jméno je tzv. atribut; každý řádek tabulky musí být jednoznačně rozlišitelný, v tabulce nesní existovat dva stejné řádky shodující se ve všech sloupcích.

Zhodnocení relačního db modelu Výhody: Existence kvalitního formálního matematického aparátu SQL - více méně existující, uznávaný a používaný standard všeobecná znalost práce uživatelů s relačními databázemi včetně programová kvalita většiny relačních SŘBD (úspěšné techniky transakčního řízení, indexování a používání cache pamětí pro zrychlení databáze atd.) Nevýhody: nízká výkonnost systému při manipulaci se složitými datovými strukturami, které nelze transformovat do záznamů jedné tabulky, a které je třeba rozkládat a skládat předpoklad, že databáze je normalizovaná minimálně do první normální formy není hierarchický - databáze je tvořena jen jedním seznamem tabulek