Реляционные модели данных

СовременнАЯ ГуманитарнАЯ АКАДЕМИЯ 

Филиал __Белгородский__ 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине __Базы данных__ 

Тема: _________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________ 
 
 

Выполнил  студент: ___________________________________

                 ^{фамилия, имя, отчество}

№ контракта  ____________________

Направление  _Информатика

№ группы  _ОИ-609-01_ 

Подпись студента __________ Дата сдачи работы «___» __________ 200__ г. 

Нормоконтролер _прокопенко М.Н._                            _______________

     ^{ф.и.о.                     подпись}

     «___» __________ 200__ г. 

Работа  принята для передачи на аттестацию _________________   _________________ ^{ф.и.о. ответственного лица, должность       подпись}

«___» __________ 200__ г. 

Оценка _______________ Преподаватель-экзаменатор  АЦ _______________ ______________

                                                      ^{ф.и.о                                     подпись}

«___» __________ 200__ г. 

 

СовременнАЯ ГуманитарнАЯ АКАДЕМИЯ

Филиал __Белгородский___ 
 
 
 

Задание на курсовую работу

по дисциплине ___Базы данных_____ 
 

      Студента __________________________________________________________

^{фамилия, имя, отчество}

№ контракта ______________, группа _ОИ-609-01, направление _Информатика_ 
 

     

1. Тема: __________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

2. Срок сдачи курсовой работы: ______________________________________

Краткое содержание курсовой работы: Введение, Базовые понятия реляционной модели данных, Отношения, атрибуты, кортежи отношения, Целостность реляционных данных, Заключение

3. Дата выдачи темы: _______________________________________________

 
 

Задание выдано ______________________________ _______________

              ^{ф.и.о. ответственного  лица, должность                 подпись}

«___» __________ 200__ г.

 
 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………………...3

1. Базовые  понятия реляционной модели данных…………………………..……….….4

      1.1. Типы данных…………………………………………………………………….....4

      1.2.Домены……………………………………………………………………………...7

2. Отношения,  атрибуты, кортежи отношения……………………………………….…9

      2.1. Определения и примеры…………………………………………………………..9

      2.2. Свойства отношений……………………………………………………………..11

      2.3. Первая нормальная форма……………………………………………………….12

3. Целостность  реляционных данных…………………………………………………..14

      3.1. Null-значения………………………………………………………………….….14

      3.2. Трехзначная логика (3VL)……………………………………………………….16

      3.3. Потенциальные ключи…………………………………………………………...17

      3.4. Целостность сущностей………………………………………………………….19

      3.5. Внешние ключи…………………………………………………………………..19

      3.6. Целостность внешних ключей……………………………………………….….24

Заключение……………………………………………………………………………....25

Глоссарий………………………………………………………………………………...27

Список использованных источников…...........................................................................29

Приложение А……………………………………………………………………………30

Приложение Б……………………………………………………………………………31

Приложение В……………………………………………………………………………32 
Введение 

      Основы  реляционной модели данных были впервые изложены в статье Е.Кодда в 1970 г. Эта работа послужила стимулом для большого количества статей и книг, в которых реляционная модель получила дальнейшее развитие. Наиболее распространенная трактовка реляционной модели данных принадлежит К.Дейту. Согласно Дейту, реляционная модель состоит из трех частей:

      1.Структурной части.

      2.Целостной части.

      3.Манипуляционной части.

      Структурная часть описывает, какие объекты рассматриваются реляционной моделью. Постулируется, что единственной структурой данных, используемой в реляционной модели, являются нормализованные n-арные отношения.

      Целостная часть описывает ограничения специального вида, которые должны выполняться для любых отношений в любых реляционных базах данных. Это целостность сущностей и целостность внешних ключей.

Манипуляционная часть описывает два эквивалентных способа манипулирования реляционными данными - реляционную алгебру и реляционное исчисление.

      В классической реляционной модели используются только простые (атомарные) типы данных. Простые типы данных не обладают внутренней структурой.

      Домены - это типы данных, имеющие некоторый смысл (семантику). Домены ограничивают сравнения - некорректно, хотя и возможно, сравнивать значения из различных доменов.

      Отношение состоит из двух частей - заголовка отношения и тела отношения. Заголовок отношения - это аналог заголовка таблицы. Заголовок отношения состоит из атрибутов. Количество атрибутов называется степенью отношения. Тело отношения - это аналог тела таблицы. Тело отношения состоит из кортежей. Кортеж отношения является аналогом строки таблицы. Количество кортежей отношения называется мощностью отношения.  

1. Базовые понятия реляционной  модели данных

 

1. Типы  данных

 

      Любые данные, используемые в программировании, имеют свои типы данных.

       Реляционная модель требует, чтобы  типы используемых данных были  простыми.

      Для уточнения этого утверждения  рассмотрим, какие вообще типы данных обычно рассматриваются в программировании. Как правило, типы данных делятся на три группы:

      1.Простые типы данных.

      2.Структурированные типы данных.

      3.Ссылочные типы данных.

Простые типы данных

      Простые, или атомарные, типы данных не обладают внутренней структурой. Данные такого типа называют скалярами. К простым типам данных относятся следующие типы: логический, строковый, численный.

      Различные языки программирования могут расширять  и уточнять этот список, добавляя такие  типы как: целый, вещественный, дата, время, денежный, перечислимый.

      Конечно, понятие атомарности довольно относительно. Так, строковый тип данных можно  рассматривать как одномерный массив символов, а целый тип данных - как набор битов. Важно лишь то, что при переходе на такой низкий уровень теряется семантика (смысл) данных. Если строку, выражающую, например, фамилию сотрудника, разложить в массив символов, то при этом теряется смысл такой строки как единого целого.

Структурированные типы данных

      Структурированные типы данных предназначены для задания сложных структур данных. Структурированные типы данных конструируются из составляющих элементов, называемых компонентами, которые, в свою очередь, могут обладать структурой. В качестве структурированных типов данных можно привести следующие типы данных: массивы, записи (структуры) .

      С математической точки зрения массив представляет собой функцию с  конечной областью определения. Например, рассмотрим конечное множество натуральных чисел[2]

      

      называемое  множеством индексов. Отображение

      

      из  множества  во множество вещественных чисел задает одномерный вещественный массив. Значение этой функции для некоторого значения индекса называется элементом массива, соответствующим . Аналогично можно задавать многомерные массивы.

      Запись (или структура) представляет собой  кортеж из некоторого декартового произведения множеств. Действительно, запись представляет собой именованный упорядоченный  набор элементов  , каждый из которых принадлежит типу . Таким образом, запись есть элемент множества . Объявляя новые типы записей на основе уже имеющихся типов, пользователь может конструировать сколь угодно сложные типы данных.

      Общим для структурированных типов  данных является то, что они имеют внутреннюю структуру, используемую на том же уровне абстракции, что и сами типы данных.

      Работая же с простыми типами данных, например с числовыми, мы манипулируем ими  как неделимыми целыми объектами. Чтобы "увидеть", что числовой тип  данных на самом деле сложен (является набором битов), нужно перейти на более низкий уровень абстракции. На уровне программного кода это будет выглядеть как ассемблерные вставки в код на языке высокого уровня или использование специальных побитных операций.  

Ссылочные типы данных 

      Ссылочный тип данных (указатели) предназначен для обеспечения возможности указания на другие данные. Указатели характерны для языков процедурного типа, в которых есть понятие области памяти для хранения данных. Ссылочный тип данных предназначен для обработки сложных изменяющихся структур, например деревьев, графов, рекурсивных структур.  

Типы  данных, используемые в реляционной  модели 

      Собственно, для реляционной модели данных тип  используемых данных не важен. Требование, чтобы тип данных был простым, нужно понимать так, что в реляционных операциях не должна учитываться внутренняя структура данных. Конечно, должны быть описаны действия, которые можно производить с данными как с единым целым, например, данные числового типа можно складывать, для строк возможна операция конкатенации и т.д.

      С этой точки зрения, если рассматривать массив, например, как единое целое и не использовать поэлементных операций, то массив можно считать простым типом данных. Более того, можно создать свой, сколь угодно сложных тип данных, описать возможные действия с этим типом данных, и, если в операциях не требуется знание внутренней структуры данных, то такой тип данных также будет простым с точки зрения реляционной теории. Например, можно создать новый тип - комплексные числа как запись вида , где . Можно описать функции сложения, умножения, вычитания и деления, и все действия с компонентами и выполнять только внутри этих операций. Тогда, если в действиях с этим типом использовать только описанные операции, то внутренняя структура не играет роли, и тип данных извне выглядит как атомарный.