Общая теория баз данных

Общая теория баз данных

Тема: Общая теория баз данных

(На примере системыуТема: Общая теория баз данных

(На примере системыуправления базами данных Microsoft Access)

Цель:познакомить с основными понятиями баз данных и получить общие сведения о СУБД Microsoft Access.

Ключевые понятия: данные, база данных, СУБД, структура базы данных, древовидная, сетевая, табличная или реляционная структуры БД, записи, поля, таблицы, формы, отчёты, запросы, макросы, модули, конструкторы, конструкторские объекты, поля, кнопки, диаграммы, рамки.

Термин«база данных»появился в 60-х годах ХХ века.База данных(БД) – это любая совокупность связанной информации, объединённой вместе по определённому признаку. Например, в качестве базы данных можно рассматривать расписание движения поездов или книгу регистрации данных о заказах покупателей и выполнении заказов.

Компьютерная база данных–это реализованная с помощью компьютера информационная модель, отражающая состояние объектов и их отношения. Информационной моделью (или структурой данных) называют совокупность взаимосвязанных данных.

Основным назначением БД является быстрый поиск содержащейся в них информации. Ручные или бумажные БД имеют существенный недостаток – их очень трудно модифицировать. Компьютерные БД позволяют устранить многие проблемы, свойственные ручным (бумажным) БД, обладают большой компактностью.

При этом в качестве базы данных рассматриваются только набор данных, организованных определённым образом. Для того, чтобы создать свою собственную базу данных, надо прежде всего решить, из каких элементов она будет состоять (например: фамилия, имя, национальность, год рождения, адрес и т. д.) Из этих элементов можно составить записи, т. е. объединить их. Объединяя элементы в запись, мы устанавливаем между ними определённую связь. Наличие таких связей и определяетструктурубазы данных.

Базы данных, соответственно типам информационных структур, делят на три класса:

табличные (реляционные);

сетевые;

иерархические.

С понятием базы данных тесно связано понятиесистемы управления базой данных (СУБД).Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, ее наполнения содержимым, редактирования содержимого и отбора отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, упорядочения, оформления и последующей выдачи на устройства вывода или передачи по каналам связи.

Языковые средства банка данных.Языковые средства предназначены для общения пользователей разных классов с БнД. Языковые средства служат для описания различных компонентов банка данных, а иногда - и внешних по отношению к банку элементов, находящихся с ним в непосредственном взаимодействии, а также для обращения к нужным частям БнД (рис. 1).

Рис. 1. Классификация языковых средств БнД

В мире существует множество систем управления базами данных: dBase, Paradox, FoxPro, Clipper,Oracle и т. д. Несмотря на то, что они могут по – разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий. Это дает возможность рассмотреть одну систему и обобщить ее понятия, приемы и методы на весь класс СУБД. В качестве такой системы мы выбрали СУБД Microsoft Access.

Реляционная база данных.База данных, созданная в СУБД Access, является реляционной базой данных. В основе реляционной модели базы данных лежит понятиеотношения (relation). Концепция реляционной модели предложена Е. Ф. Коддом в 1970 г. Основным объектом этой базы являются взаимосвязанные двумерные таблицы. Таблица понятна, обозрима и привычна для человека. Каждая таблица состоит из строк и столбцов, которые в компьютерных базах данных называютсязаписямииполями, соответственно. Изменив состав полей базовой таблицы, мы изменяем структуру базы данных и. соответственно, получаем новую базу данных.

Для однозначного определения каждой записи таблица должна иметь уникальный ключ (первичный ключ). Этот ключ может состоять из одного или нескольких полей. По значению ключа отыскивается единственная запись.

Связи между таблицами базы данных дают возможность совместно использовать данные из разных таблиц. В нормализованной реляционной базе данных связи характеризуются отношениями типа один-к-одному (1:1) или один-ко-многим (1:¥).Связь каждой пары таблиц обеспечивается одинаковыми полями в них – ключом связи. Ключом связи всегда является уникальный ключ главной таблицы в связи. В подчиненной таблице он называется внешним ключом.

Схема данных.В СУБД Access процесс создания реляционной базы данных включает создание схемы данных. Схема данных наглядно отображает таблицы и связи между ними и обеспечивает использование связей при обработке данных. В схеме данных устанавливаются параметры обеспечения связной целостности в базе данных.

Поскольку СУБД Access является одним из приложений Windows, входящих в интегрированную систему Office, интерфейс окна программы и его основные компоненты – меню, панели инструментов, справочная система, а также приемы работы с клавиатурой и мышью используются в работе аналогично другим приложениям (Word, Excel).

Поля базы данных не просто определяют структуру базы – они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей.

Основные свойства полей таблиц баз данных СУБД Microsoft Access:

Имя поля– определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц);

Тип поля– определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле;

Размер поля– определяет предельную длину (в символах) данных в ячейках, принадлежащих полю;

Маска ввода– определяет форму, в которой вводятся данные в поле (средство автоматизации ввода данных);

Подпись– определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля);

Значение по умолчанию– то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных);

Условие на значение– ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных;

Сообщение об ошибке– текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных;

Обязательное поле– свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы;

Пустые строки– свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (в основном это касается текстовых данных);

Индексированное поле– если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. По этому полю так же проверяются значения записей на наличие повторов.

Свойства полей различаются в зависимости от типа данных. Базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных:

Текстовый– тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов);

Поле Мемо– специальный тип для хранения больших объемов текста (до 65535 символов). Физически в поле хранится указатель на другое место базы данных, в котором хранится непосредственно текст, но для пользователя такое разделение незаметно;

Числовой– тип данных для хранения действительных чисел;

дата/время– тип данных для хранения календарной даты и текущего времени;

денежный– тип данных для хранения денежных сумм;

счетчик– специальный тип данных для хранения уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием;

логический– тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например, да или нет);

поле объекта OLE– специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов OLE, например, мультимедийных;

гиперссылка– специальное поле для хранения адресов URL WEB-объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск броузера и воспроизведение объекта в его окне.

Перед созданием базы данных должна быть определена логическая структура базы – состав таблиц, их структура и межтабличные связи.

Объектами базы данных помимо таблиц являются такжезапросы, формы, отчеты, макросы и модули,создание которых существенно упрощает работу пользователя с массивами данных.

Формыиспользуются для ввода и просмотра таблиц в окне формы. Формы позволяют ограничить объём информации, отображаемой на экране, и представить её в требуемом виде. С помощью Мастера можно создать форму, поместив в неё поля исходной таблицы, расположенные в соответствии с одним из заранее созданных шаблонов. С помощью конструктора форм можно создавать формы любой степени сложности.

Запросявляется средством извлечения информации из базы данных, причём данные могут быть распределены среди нескольких таблиц. Результатом выполнения запроса является таблица, которая может быть использована наряду с другими таблицами базы данных при обработке данных. В Microsoft Access для формирования запросов используется способ, получивший названиезапросапообразцу. Используя это средство, на основании визуальной информации можно извлечь нужные данные из одной или нескольких таблиц.

Отчетформируется для создания бумажного документа, т.е. для распечатки данных.

Макросыпредназначены для автоматизации часто выполняемых операций. Каждый макрос содержит одну или несколько макрокоманд, каждая из которых выполняет определённое действие, например, открывает форму или печатает отчёт.

Для реализации практических задач пользователя разработчику приходится использовать средства программирования: язык макрокоманд и язык VisualBasicforApplications (VBA).Макросыимодули, созданные программистом, оперируют запросами, формами и отчетами и объединяют разрозненные действия в единую задачу пользователя.

В окне базы данных Access наряду со списком объектов представлены ярлыки для быстрого запуска Мастеров или Конструкторов создания нового объекта.

Мастера Access позволяют автоматизировать процесс создания таблиц базы данных, форм, запросов, отчетов и страниц доступа к данным.

Размещение базы данных.Все таблицы базы данных, а также другие объекты Access – формы, запросы, отчеты, макросы и модули, построенные для этой базы, и внедренные объекты – могут размещаться на диске в одном файле базы данных формата .mdb. Это упрощает технологию ведения базы данных и приложения пользователя. Обеспечивается высокая компактность размещения всех объектов базы данных. Приложение базы данных которая создается программой VBA, может быть скомпилирована и сохранено в файле приложения формата .mde. При этом исходные программы на VBA удаляются, а база данных сжимается, что значительно сокращает размер файла. После компиляции объекты базы данных не могут быть изменены.

При работе с базой данных коллективного пользования в сети с файловым сервером Access предоставляет возможность записать в отдельный файл от базы данных на сервере те объекты, которые составляют приложение пользователя. Этот файл размещается на всех компьютерах пользователей, работающих с общей базой данных. Приложение можно модифицировать в соответствии с потребностями пользователя.

В Access включены средства разработки проекта – приложения, обеспечивающего работу с базой данных, размещенной на SQL – сервере. Проект размещается в файле .adp на компьютере пользователя. При создании проекта пользователь может создать базу данных на SQL – сервере или использовать уже существующую.

Информационная база- это данные, отражающие состояние определенной предметной области и используемые информационной системой.

Информационная база состоит из двух компонент:

1. коллекции записей собственно данных;

2. описания этих данных - метаданных.

Данные отделены от описаний, но в то же время данные не могут использоваться без обращения к соответствующим описаниям.

Из определения базы данных и приведенных ранее основных требований следует, что данные могут использоваться (т. е. представляться) по-разному.

С одной стороны, разные прикладные задачи требуют разных наборов данных, в совокупности обеспечивающих функциональную полноту информации, а с другой - они должны быть различныдля различных категорий субъектов(разработчиков или пользователей). Также должны быть различными и способы описания самих данных, их природы, формы хранения, условий взаимной непротиворечивости.

В литературе по базам данных упоминаются три уровня представления данных - концептуальный, внутренний и внешний (рис. 1).

Рис. 1. Уровни представления данных

Эти уровни представлений введены исходя из различного рассмотрения БД.

Описание БД на концептуальном уровне представляет собой обобщенный взгляд на данные с позиций предметной области (разработчика приложений, пользователя или внешней информационной системы).

Внешний уровень представления данных (логический уровень) не затрагивает физической организации (размещения) данных во внешней памяти. Например, прикладному программисту требуются не все данные БД, а только некоторая их часть, используемая в его программе. Внешний уровень представления обеспечивает именно эту форму обмена данными.

Внутренний уровень - это глобальное представление БД, которое определяет необходимые условия для организации хранения данных на внешних запоминающих устройствах. Этот уровень называют физическим уровнем.

Программные средства (СУБД)

Обработка данных и управление этой обработкой в вычислительной среде, а также взаимодействие с операционной системой и прикладными программами осуществляется комплексом программных средств.

Обычно в составе этого комплекса выделяют следующие компоненты:

·                     ядро, обеспечивающее управление данными во внешней и оперативной памяти, а также протоколирование изменений;

·                     процессор языка базы данных, обеспечивающий обработку (трансляцию или компиляцию) и оптимизацию запросов на выборку и изменение данных;

·                     подсистему (библиотеку) поддержки программных вызовов, которая обслуживает прикладные программы управления данными, взаимодействующие с СУБД через средства пользовательского интерфейса;

·                     сервисные программы(системные и внешние утилиты), обеспечивающие настройку СУБД, восстановление после сбоев и ряд дополнительных возможностей обслуживания.

Рис. 2. Программные средства СУБД

Большинство СУБД работают в среде операционной системы и тесно с ней связаны.

Многопользовательские приложения, обработка распределенных запросов, защита данных требуют эффективно использовать ресурсы, управление которыми обычно является функцией ОС.

Использование многопроцессорных систем и мультипоточных технологий обработки данных позволяет эффективно обслуживать параллельно выполняемые запросы, но требует координации использования ресурсов между ОС и СУБД.

Соответственно, управление доступом и обеспечение защиты также обычно интегрируются с соответствующими средствами операционной системы.

Именно централизованное управление данными обеспечивает:

1. сокращение избыточности в хранимых данных;

2. совместное использование хранимых данных;

3. стандартизацию представления данных, упрощающую эксплуатацию БД;

4. разграничение доступа к данным;

5. целостность данных, обеспечиваемую процедурами, предотвращающими включение в БД неверных данных, и ее восстановление после отказов системы.

К линейным структурам относятся массивы, последовательности, таблицы.

Порядок следования (и, соответственно, выборки) элементов таких структур имеет линейный характер и соответствует порядку расположения элементов в памяти: один за другим без каких-либо промежутков. Адрес элемента соответствует его положению и определяется индексом - порядковым номером элемента в последовательности размещения. К элементу имеется прямой доступ, если известен его индекс.

Особенностью линейной структуры является то, что при последовательной организации (размещении)она допускает возможность прямого доступа к произвольному элементу, поскольку условие однородности (однотипности) предполагает, что все элементы занимают расположенные строго последовательно области одинакового размера, что и позволяет достаточно просто вычислять значение физического адреса элемента по значению его индекса.

Массивпредставляет собой совокупность однотипных элементов, причем число элементов массива известно до его размещения, что позволяет строить гибкие многомерные системы адресации.

Последовательность, так же, как и массив, представляет собой совокупность однотипных элементов. Однако число элементов до размещения неизвестно.

И, хотя каждая конкретная последовательность имеет конечную длину, до начала обработки (и, соответственно, размещения) необходимо считать длину последовательности бесконечной. Принципиальность такого предположения выражается в том, что необходимо предусматривать специальную процедуру использования памяти (выделения/освобождения) и, возможно, алгоритм обработки последовательности по частям.

Важность рассмотрения такого типа данных обусловлена тем, что именно он превалирует в операциях ввода/вывода с устройствами внешней памяти. Именно последовательный доступ позволяет организовать «потоковые» операции: однородность позволяет рассматривать пересылаемые данные как непрерывный поток. Поток не может быть прерван по контекстно определяемому условию, например, при пересылке текста - по значению кода «перевод строки», и это не заставляет программу анализировать значение каждого очередного элемента. И, кроме того, последовательный доступ - это простота управления памятью и устройством ввода-вывода.

Таблица- это последовательности, обычно представляемые строками - совокупностями разнотипных элементов. Или, иначе, таблица - это множество записей, каждая из которых представляет набор поименованных полей.

Однако с точки зрения размещения элементов таблица может быть представлена как одномерный массив (или, в случае БД — последовательность) с однородными композиционными элементами, каждый из которых представляет собой совокупность разнотипных элементов. Именно это позволяет свести ввод/вывод таких типов структур к последовательным элементарным операциям.

Кроме того, разнотипность элементов позволяет ввести отличную от перечислительной схему идентификации записей, определив одно из полей как ключ записи. Обычно ключ содержит значение, используемое в процедурах упорядочения и поиска записей.

В качестве примеров нелинейных структур рассмотрим

1. списки;

2. деревья;

3. сети.

Порядок следования (и, соответственно, выборки) элементов таких структур можетне соответствовать порядку расположения элементов в памяти.

Списки представляют собой пример линейного упорядочения, деревья - двумерного, сети - произвольного.

Соответственно различаются методы и средства, обеспечивающие последовательность выборки элементов данных. Обычно для обеспечения возможности прямого доступа к произвольному элементу необходимо использовать вспомогательные структуры типа инвертированных списков.

Списки.Как и массив,списокпредставляет собой совокупность однотипных элементов. Однакопорядок выборки элементов может отличаться от порядка следования в памяти,определенного при размещении.

Наиболее очевидный способ установления однонаправленного порядка выборки элементов - это сопоставить каждому элементу списка ссылку, указывающую на следующий элемент.

Соответственно, для организации двунаправленного списка, допускающего также выборку в обратном порядке, каждый элемент должен иметь ссылку на предыдущий.Такая организация уже не допускает возможности прямого доступа, например, по номеру элемента.

Кроме того, число элементов списка, как и в случае последовательностей, может быть неизвестно до размещения, и до начала обработки (и, соответственно, размещения) необходимо считать длину списка бесконечной, что ведет к необходимости предусматривать специальную процедуру выделения/освобождения памяти.

Таким образом, с точки зрения физической реализации элемент списка должен бытьсоставным,включающим собственно информативные данные, несущие смысловое значение, и дополнительные данные(ссылки),определяющие порядок доступа к информативным элементам.

Понятие списка достаточно универсально. В общем случае ссылки могут указывать ответвления к другим спискам -подспискам.В зависимости от способа построения списка и предполагаемых путей доступа к элементам различают следующие виды ссылок: перекрестные, боковые, иерархические, множественные, что позволяет изменять «естественный» последовательный порядок прохода по элементам списка.

Деревья.Дерево (рис. 3) представляет собой иерархию элементов, называемыхузлами.На самом верхнем уровне иерархии имеется только один узел - корень.

Рис. 3. Пример структуры типа дерево

Каждый узел, кроме корня, связан с одним узлом на более высоком уровне, называемымисходным узломдля данного узла. Каждый элемент имеет только один исходный. Каждый элемент может быть связан с одним или несколькими элементами на более низком уровне, которые называютсяпорожденными.Элементы, расположенные в конце ветви, т. е. не имеющие порожденных, называютсялистьями.

На практике существуют различные способы представления структур деревьев.

Иерархические структуры характерны для многих областей, однако во многих случаяхотдельная запись требует более одного представления или связана с несколькими другими.

В результате получаются обычно более сложные структуры по сравнению с древовидными. Например, генеалогическое дерево может быть представлено в виде древовидной структуры, только если для каждого элемента (личности) будет показан только один исходный элемент (родитель). Если бы были показаны оба родителя, то это была бы более сложная структура.В сетевой структуре любой элемент может быть связан с любым другим элементом. Примеры сетевых структур приведены на рис. 5.

Рис. 5. Примеры сетевых структур

Так же, как и в случае древовидных структур, сетевую структуру можно описать с помощью исходных и порожденных элементов.

Удобно представлять ее так, чтобы порожденные элементы располагались ниже исходных. При рассмотрении некоторых сетевых структур естественно говорить об уровнях, так же как и в случае древовидных структур.

Во многих сетевых структурах, задающих связи между элементами, представлениеотношений между исходными и порожденными элементамианалогично представлению отношений в случае дерева: отношение исходный - порожденный является сложным (указывается сдвоенными стрелками), а отношение порожденный - исходный - простым (указывается одинарными стрелками).

Пример приведен на рисунке 6.

Рис. 6. Пример простой сетевой структуры

Часть 2. Реляционная модель данных

Реляционная модель является удобной и наиболее привычной формой представления данных в виде таблицы.

В отличие от иерархической и сетевой моделей, такой способ представления:

1. понятен пользователю-непрограммисту;

2. позволяет легко изменять схему - присоединять новые элементы данных и записи без изменения соответствующих подсхем;

3. обеспечивает необходимую гибкость при обработке непредвиденных запросов. К тому же любая сетевая или иерархическая схема может быть представлена двумерными отношениями.

Одним из основных преимуществ реляционной модели является ее однородность. Все данные рассматриваются как хранимые в таблицах, в которых каждая строка имеет один и тот же формат.Каждая строка в таблице представляет некоторый объект реального мира или соотношение между объектами.

Пользователь модели сам должен для себя решить вопрос, обладают ли соответствующие сущности реального мира однородностью. Этим самым решается проблема пригодности модели для предполагаемого применения.

Основными понятиями, с помощью которых определяется реляционная модель, являются следующие:

1. домен,

2. отношение,

3. кортеж,

4. кардинальность,

5. атрибуты,

6. степень,

7. первичный ключ.

Соотношение этих понятий иллюстрируется рисунок 7.

Рис. 7. Основные понятия реляционной модели

Таблица 7.

Эти понятия представляют специальную терминологию, введенную авторами теоретических основ, однако они имеют и более привычные аналоги (но не во всем эквиваленты), соответствие которых приведено в следующей таблице 1.

Домен- это совокупность значений, из которой берутся значения соответствующих атрибутов определенного отношения. С точки зрения программирования, домен - это тип данных, определяемый системой (стандартный) или пользователем и совокупность дополнительных ограничений, накладываемых на эти данные.

В математических дисциплинах понятию «таблица» соответствует понятие «отношение» (relation). Отсюда и произошло название модели - реляционная. То есть, применительно к базам данных понятия «реляционная БД» и «табличная БД» по существу являются синонимами.

Первичный ключ- это столбец или некоторое подмножество столбцов, которые уникально, т. е. единственным образом определяют строки. Первичный ключ, который включает более одного столбца, называется множественным, или комбинированным, или составным. Правило целостности объектов утверждает, что первичный ключ не может быть полностью или частично пустым, т. е. иметь значениеnull.

Остальные ключи, которые можно также использовать в качестве первичных, называются потенциальными илиальтернативнымиключами.

Внешний ключ- это столбец или подмножество одной таблицы, который может служить в качестве первичного ключа для другой таблицы.Внешний ключ таблицы является ссылкой на первичный ключ другой таблицы.Правило ссылочной целостности гласит, что внешний ключ может быть либо пустым, либо соответствовать значению первичного ключа, на который он ссылается. Внешние ключи являются неотъемлемой частью реляционной модели, поскольку реализуют связи между таблицами базы данных.

Внешний ключ, как и первичный ключ, тоже может представлять собой комбинацию столбцов. На практике внешний ключ всегда будет составным (состоящим из нескольких столбцов), если он ссылается на составной первичный ключ в другой таблице. Очевидно, что количество столбцов и их типы данных в первичном и внешнем ключах совпадают.

Если таблица связана с несколькими другими таблицами, она может иметь несколько внешних ключей.

Модель предъявляет к таблицам следующие требования:

1. данные в ячейках таблицы должны быть структурно неделимыми1;

2. данные в одном столбце должны быть одного типа;

3. каждый столбец должен быть уникальным (недопустимо дублирование столбцов);

4. столбцы размещаются в произвольном порядке;

5. строки размещаются в таблице также в произвольном порядке;

6. столбцы имеют уникальные наименования.

В целом концепция реляционной модели определяется следующими двенадцатью правилами Кодда(в лекции правила приводятся по [1]).

1. Правило информации.Вся информация в базе данных должна быть предоставлена исключительно на логическом уровне и только одним способом - в виде значений, содержащихся в таблицах.

2.Правило гарантированного доступа.Логический доступ ко всем и каждому элементу данных (атомарному значению) в реляционной базе данных должен обеспечиваться путем использования комбинации имени таблицы, первичного ключа и имени столбца.

3. Правило поддержки недействительных значений.В реляционной базе данных должна быть реализована поддержка недействительных значений, которые отличаются от строки символов нулевой длины, строки пробельных символов, от нуля или любого другого числа и используются для представления отсутствующих данных независимо от типа этих данных.

4. Правило динамического каталога, основанного на реляционной модели.Описание базы данных на логическом уровне должно быть представлено в том же виде, что и основные данные, чтобы пользователи, обладающие соответствующими правами, могли работать с ним с помощью того же реляционного языка, который они применяют для работы с основными данными.

5. Правило исчерпывающего подъязыка данных.Реляционная система может поддерживать различные языки и режимы взаимодействия с пользователем (например, режим вопросов и ответов). Однако должен существовать, по крайней мере, один язык, операторы которого можно представить в виде строк символов в соответствии с некоторым четко определенным синтаксисом и который в полной мере поддерживает следующие элементы:

• определение данных;

• определение представлений;

• обработку данных (интерактивную и программную);

• условия целостности;

• идентификацию прав доступа;

• границы транзакций (начало, завершение и отмена).

6. Правило обновления представлений.Все представления, которые теоретически можно обновить, должны быть доступны для обновления.

7. Правило добавления, обновления и удаления.Возможность работать с отношением как с одним операндом должна существовать не только при чтении данных, но и при добавлении, обновлении и удалении данных.

8. Правило независимости физических данных.Прикладные программы и утилиты для работы с данными должны на логическом уровне оставаться нетронутыми при любых изменениях способов хранения данных или методов доступа к ним.

9.Правило независимости логических данных.Прикладные программы и утилиты для работы с данными должны на логическом уровне оставаться нетронутыми при внесении в базовые таблицы любых изменений, которые теоретически позволяют сохранить нетронутыми содержащиеся в этих таблицах данные.

10. Правило независимости условий целостности.Должна существовать возможность определять условия целостности, специфические для конкретной реляционной базы данных, на подъязыке реляционной базы данных и хранить их в каталоге, а не в прикладной программе.

11. Правило независимости распространения.Реляционная СУБД не должна зависеть от потребностей конкретного клиента.

12. Правило единственности.Если в реляционной системе есть низкоуровневый язык (обрабатывающий одну запись за один раз), то должна отсутствовать возможность использования его для того, чтобы обойти правила и условия целостности, выраженные на реляционном языке высокого уровня (обрабатывающем несколько записей за один раз).

Правило 2 указывает на роль первичных ключей при поиске информации в базе данных. Имя таблицы позволяет найти требуемую таблицу, имя столбца позволяет найти требуемый столбец, а первичный ключ позволяет найти строку, содержащую искомый элемент данных.

Правило 3 требует, чтобы отсутствующие данные можно было представить с помощью недействительных значений (NULL).

Правило 4 гласит, что реляционная база данных должна сама себя описывать. Другими словами, база данных должна содержать наборсистемных таблиц,описывающих структуру самой базы данных.

Правило 5 требует, чтобы СУБД использовала язык реляционной базы данных, например SQL. Такой язык должен поддерживать все основные функции СУБД - создание базы данных, чтение и ввод данных, реализацию защиты базы данных и т. д.

Правило 6 касаетсяпредставлений,которые являются виртуальными таблицами, позволяющими показывать различным пользователям различные фрагменты структуры базы данных. Это одно из правил, которые сложнее всего реализовать на практике.

Правило 7 акцентирует внимание на том, что базы данных по своей природе ориентированы на множества. Оно требует, чтобы операции добавления, удаления и обновления можно было выполнять над множествами строк. Это правило предназначено для того, чтобы запретить реализации, в которых поддерживаются только операции над одной строкой.

Правила 8 и 9 означают отделение пользователя и прикладной программы от низкоуровневой реализации базы данных. Они утверждают, что конкретные способы реализации хранения или доступа, используемые в СУБД, и даже изменения структуры таблиц базы данных не должны влиять на возможность пользователя работать с данными.

Правило 10 гласит, что язык базы данных должен поддерживать ограничительные условия, налагаемые на вводимые данные и действия, которые могут быть выполнены над данными.

Правило 11 гласит, что язык базы данных должен обеспечивать возможность работы с распределенными данными, расположенными на других компьютерных системах.

И, наконец, правило 12 предотвращает использование других возможностей для работы с базой данных, помимо языка базы данных, поскольку это может нарушить ее целостность.

в системы баз данных: Пер. с англ. - М.: Наука, 1980.- 463 с.

2. Грофф Дж., Ваинберг П. SQL: пЛитература

1. Дейт К.Введениеолное руководство / Пер. с англ. 2-е изд. К.: BHV, 2001.