Andrzej Purczyński
Relacyjne bazy danych
Elementy podstawowe
Za relacyjne bazy danych będą uważane bazy danych przedstawione w postaci relacji.
Jednym z pierwszych twórców relacyjnych baz danych był E. F. Codd. W roku 1970 zastosował pojęcie relacji do projektowania systemów baz danych. Do najważniejszych zalet relacyjnych baz danych należą:
- niezależność danych;
- komunikatywność;
- samodostęp (ang. self-procuring objective)
Pojęcia podstawowe:
- encja - jednoznacznie identyfikowany obiekt o pewnych cechach (≈ obiekt = encja);
- relacja - podzbiór iloczynu kartezjańskiego dziedzin, tu: dwuwymiarowa tablica, która zawiera dane na temat encji (≈ związek = relacja/tablica);
- atrybut relacji - kolumna w tablicy zawierająca cechy tego samego rodzaju (≈ pole tablicy = atrybut relacji;
- krotka - element relacji, tu: wiersz w tablicy, odpowiadający rekordowi (≈ rekord = krotka);
- klucz podstawowy - atrybut, lub kombinacja atrybutów, które determinują pozostałe atrybuty relacji;
- klucz obcy - atrybut, który w innej relacji jest kluczem głównym;
- schemat relacji - zbiór atrybutów relacji;
- kwerenda - zapytanie.
Dziedzina jest zbiorem pewnych wartości, np. zbiór liczb całkowitych.
Relacja jest podzbiorem iloczynu kartezjańskiego dziedzin/zbiorów A1, A2, ..., An, co oznacza się A1 × A2 × ... × An. Iloczyn ten zawiera krotki a1, a2, ..., an, takie że a1 
A1, a2 A2, ..., an An (gdzie np.: a A, oznacza, że krotka a zawiera się w dziedzinie/zbiorze A).
Przykład 1
Jeśli A1 = {x, y, z}, A2 = {a, b},
to A1 × A2 = {(x, a), (x, b), (y, a), (y, b), (z, a), (z, b)}
i dla tego iloczynu można napisać np. relację:
R1 = {(x, a), (x, b)}
Analogicznie do iloczynu kartezjańskiego elementy relacji nazywa się krotkami. Relację R1 można przedstawić jako tablicę złożoną z dwóch krotek:
|
| - krotka relacji R1 |
| - krotka relacji R1 |
Każdy wiersz tablicy relacji można interpretować jako krotkę relacji. Kolumnom tablicy można nadać nazwy, które są atrybutami relacji. Zbiór atrybutów nazywamy schematem relacji.
Do modelowania danych wykorzystuje się diagram encji - związków, nazywany inaczej obiektowo - związkowym (ER ang. Entity - Relationship).
Stosowanie metody diagramów ER nazywa się analizą "z góry w dół", albo "od ogółu do szczegółu".
Diagram ER przekształca się w schemat relacji, a model konceptualny danych w model implementacyjny.
Algorytm tworzenia schematu relacji:
- Dla każdej encji na diagramie tworzy się relacje.
- Jeśli na diagramie ER są związki 1:1 , to encje w takim związku można zamienić na jedną relację.
- Identyfikujący atrybut relacji staje się kluczem głównym. Pozostałe atrybuty dopisuje się do schematu relacji.
- Dla każdego związku 1:M do relacji po stronie M(wiele) wstawia się klucz główny z relacji występującej po stronie 1. Będzie on kluczem obcym.
- O tym czy klucz obcy może być wyzerowany (null) decyduje się na podstawie tego czy związek jest opcjonalny (w notacji ER opcjonalności nie zaznacza się na diagramie).