Modelowanie relacyjne

Relacyjny model danych

Na wstępie należy podkreślić, że znaczenie pojęcia relacji wykorzystywanego w relacyjnym modelu baz danych jest inne niż pojęcia relacji (tzn. związku), występującego w modelu konceptualnym.

Podstawowymi pojęciami wykorzystywanymi w modelach relacyjnych są:

• relacje (inaczej tabele)
• schematy
• krotki (inaczej wiersze)
• instancje
• atrybuty i związane z nimi dziedziny
• klucze pierwotne PF(Primary Key) oraz obce FK(Foreign Key).

Relacje

Relacyjny model danych dostarcza tylko jednego sposobu na reprezentowanie danych – poprzez dwuwymiarową tabelę, zwaną również relacją. Poniżej przedstawiona jest relacja, w której przechowywane są dane o osobach:

Imię	Nazwisko
Jan	Kowalski
Tomasz	Mazurek
...	...

Schemat relacji

Struktura relacji opisywana jest za pomocą schematu, który składa się z jej nazwy, po której wypisany jest zbiór jej atrybutów oddzielonych przecinkami i otoczonych nawiasami okrągłymi.

Schemat odpowiadający powyższej relacji: Osoby (Imię, Nazwisko).

Kolejność atrybutów w schemacie nie jest istotna z punktu widzenia modelu, ale warto przyjąć kolejność domyślną, dzięki czemu wypisując poszczególne krotki należące do relacji wiadomo jakie wartości odpowiadają jakim atrybutom.

Krotki

Poszczególne krotki należące do relacji mogą być przedstawiane w postaci tabeli (j.w.) lub z wykorzystaniem konwencji podobnej do tej stosowanej w przypadku schematu – wartości poszczególnych atrybutów oddzielone są przecinkami, i otoczone nawiasami okrągłymi:
(Jan, Kowalski)
(Tomasz, Mazurek)

Zbiór krotek konkretnej relacji zwany jest jej instancją. Schemat relacji jest całkowicie niezależny od jej instancji, tzn. może być wykorzystywany do opisu wielu relacji, które posiadają różne instancje (albo “tej samej” relacji, w różnych momentach czasowych).

W instancji relacji nie mogą występować dwie krotki, dla których wartości wszystkich atrybutów byłyby identyczne – są one po prostu traktowane jak jedna krotka. W schemacie relacyjnym mogą również pojawić się dodatkowe ograniczenia, dotyczące wartości krotek w instancji (patrz p. klucze).

Atrybuty (kolumny)

Każdy atrybut należący do schematu relacji musi mieć określoną domenę, tj. zbiór dopuszczalnych wartości, np.:

• BIT – łańcuchy bitów o stałej długości
• BIT VARYING – łańcuchy bitów o zmiennej długości
• BLOB – duże obiekty binarne (np. grafika)
• BOOLEAN – wartości logiczne (prawda/fałsz)
• CHAR – łańcuchy znaków o stałej długości
• CLOB – duże obiekty tekstowy
• DATE – daty
• DECIMAL – liczby dziesiętne (np. rozliczenia finansowe)
• DOUBLE, FLOAT, REAL – liczby zmiennoprzecinke (o różnej precyzji)
• INTEGER, SMALLINT – liczby całkowite
• TIME – czas w formacie HH:MM:SS
• TIMESTAMP – znaczniki czasu (data + czas)
• VARCHAR – łańcuchy znaków o zmiennej długości (max. 255)

Atrybuty mogą posiadać pewne dodatkowe własności lub ograniczenia:

• np. maksymalną długość łańcucha znaków
• wartość domyślną
• dopuszczalność wartości NULL
• unikalność wartości

Klucze

Tak jak w przypadku modeli ER, tak też w modelach relacyjnych wykorzystuje się pojęcie kluczy, tj. zbioru atrybutów, których wartości pozwalają na jednoznaczną identyfikację krotek. Klucz główny, to jeden z, być może większej liczby, kluczy, który stosowany jest domyślnie do identyfikowania krotek.

W schemacie relacji może występować również klucz obcy, tj. atrybut lub zbiór atrybutów, których wartości odpowiadają wartościom atrybutu(ów) należących do klucza głównego, występującego w innej relacji. Dzięki kluczom obcym możliwe jest identyfikowanie powiązanych ze sobą krotek.