El model de dades relacionals és un enfocament únic per gestionar els paràmetres mitjançant l'estructura i el llenguatge segons la lògica de predicats d'ordre únic. Va ser descrit per primera vegada l'any 1969 pel científic anglès Codd. En aquest projecte, tots els paràmetres es presenten com a tuples agrupades en determinades relacions.
La finalitat del model de dades relacionals…
… és proporcionar un mètode declaratiu per especificar models i consultes.
Els usuaris anoten directament quina informació conté la base de dades i quina teoria en volen. I també deixar que el programari de gestió de bases de dades s'ocupi de descriure les estructures per emmagatzemar-la. El procediment de recuperació d'informació per respondre a les sol·licituds també és important.
La majoria dels RDB utilitzen definicions de dades SQL i un llenguatge de cerca. Aquests sistemes implementen el que es pot veure com una aproximació d'enginyeriamodel relacional.
Una taula en un esquema de base de dades SQL correspon a una variable de predicat. Les restriccions clau i les consultes SQL coincideixen amb els predicats.
No obstant això, aquestes bases de dades es desvien del model relacional en molts detalls, i Codd s'ha oposat amb vehemència als canvis que comprometen els principis originals.
Visió general
La idea principal del model de dades relacionals és la descripció de tota la base de dades com un conjunt de predicats per al component final de les variables, descrivint les restriccions dels possibles valors i les seves combinacions. El contingut en cada moment és el model final (lògic). És a dir, un conjunt de relacions, una per variable de predicat, de manera que es compleixin tots els components. Aquest és el model de dades relacionals.
Alternatives
Els altres models són sistemes jeràrquics i de xarxa. Alguns d'ells, que utilitzen arquitectures més antigues, encara són populars en centres de dades d' alta capacitat. O en els casos en què els sistemes existents són tan complexos i abstractes que la transició a ells mitjançant el model relacional seria prohibitiu. I també cal destacar les noves bases de dades orientades a objectes.
Implementació
Hi ha hagut diversos intents d'aconseguir la veritable materialització de RMD, definit originalment per Codd i explicat per altrescientífics.
El model de representació de dades relacionals va ser el principal d'aquest tipus, que es va descriure en termes matemàtics formals. Les bases jeràrquiques i de xarxa existien abans dels sistemes relacionals, però les seves especificacions eren relativament informals. Un cop definit RMD, es van fer molts intents de comparar i contrastar diferents models, i això va conduir a descripcions més rigoroses dels primers sistemes. Tot i que la naturalesa procedimental de les interfícies de manipulació de dades per a bases de dades jeràrquiques i de xarxa limitava les possibilitats de formalització.
Temes
La suposició fonamental sobre el concepte de model de dades relacional és que totes es representen com una "p" matemàtica - relacions típiques, "Cn" - una relació per parelles, que és un subconjunt en el producte cartesià de diversos dominis. En el model matemàtic, el raonament sobre aquestes dades es porta a terme en una lògica de predicats de dos valors, el que significa que per a cada oració hi ha dues avaluacions possibles: vertadera o falsa (i no hi ha un tercer valor, com desconegut o no aplicable)., cadascun dels quals sovint s'associa amb el concepte de 0). Les dades es processen mitjançant càlcul o àlgebra, que són equivalents en poder expressiu.
Tipus de models de dades, model de dades relacional
RMD permet al desenvolupador crear una visió coherent i lògica de la informació. Tot això s'aconsegueix incorporant les restriccions indicades al disseny de la base de dades, comunament conegut com a esquema lògic. La teoria és desenvolupar un procésnormalització del model, mitjançant la qual un disseny amb certes propietats desitjades es pot seleccionar d'un conjunt d' alternatives lògicament equivalents. En els plans d'accés i altres implementacions i operacions, els detalls són gestionats pel motor DBMS i no es reflecteixen en el model lògic. Això contrasta amb la pràctica habitual en què l'ajust del rendiment sovint requereix canvis a la funció lògica.
El model bàsic de dades relacionals representa un element bàsic: és un domini o tipus d'informació, normalment reduït al mínim. Una tupla és un conjunt ordenat de valors d'atributs. I, al seu torn, són una parella mútua de nom i tipus. Pot ser un valor escalar o un de més complex.
Una relació consta d'una capçalera i un cos
El primer és un conjunt d'atributs.
El cos (amb l'enèsima relació) és un conjunt de tuples.
La capçalera de tangència també és el tema de cada estructura.
El model de dades relacionals es defineix com un conjunt de n-tuples. Tant en matemàtiques com en MRD, un conjunt és una col·lecció no ordenada d'elements únics no duplicats, encara que alguns SGBD imposen una seqüència a les seves dades. En matemàtiques, una tupla té un ordre i permet la duplicació. E. F. Codd va configurar originalment tuples utilitzant aquesta definició matemàtica.
Més tard, una de les grans idees d'E. F. Codd va ser que utilitzar noms d'atributs en lloc d'ordenar seria molt més convenient (generalmentcas) en un llenguatge informàtic basat en relacions. Aquesta afirmació encara és útil avui dia. Tot i que el concepte ha canviat, el nom "tupla" no s'ha transformat. Una conseqüència immediata i important d'aquesta distinció és que en el model relacional el producte cartesià esdevé commutatiu.
Una taula és una representació visual habitual de les relacions. Una tupla és similar al concepte de cadena.
Relvar és una variable anomenada d'algun tipus particular de tangent a la qual s'assigna en tot moment alguna relació d'aquest tipus, encara que la mirada pot contenir tuples nul·les.
Conceptes bàsics del model de dades relacionals: tota la informació està representada per valors d'informació en les relacions. D'acord amb aquest principi, la base relacional és un conjunt de relvars, i el resultat de cada consulta es representa com una tangència.
La consistència d'una base de dades relacional no s'aplica per regles integrades a les aplicacions que l'utilitzen, sinó per restriccions declarades com a part de l'esquema lògic i aplicades pel SGBD per a totes les aplicacions. Les restriccions s'expressen en l'ús d'operadors de comparació relacional, dels quals només un és un subconjunt (⊆), teòricament suficient. A la pràctica, s'espera que hi hagi diverses dreceres útils, de les quals les claus candidates i les limitacions de fonts externes són les més importants. Això és el que tracta el model de dades relacionals.
Interpretació
Per tal d'apreciar plenament RMD, cal entendre la interpretació previstacom a relació.
El cos d'un tacte de vegades s'anomena extensió. Això es deu al fet que s'ha d'interpretar com un augment d'algun predicat. Aquest és el conjunt d'oracions veritables que es poden formar substituint cada variable lliure per un nom.
Hi ha una correspondència un a un entre els models de dades relacionals amb l'objecte. Cada tupla del cos de la relació proporciona valors d'atribut per a la instanciació del predicat substituint cadascuna de les seves variables lliures. El resultat és una afirmació que es considera certa a causa de l'aparició d'una tupla al cos de la relació. Per contra, tots els processos el títol del qual coincideixin amb el nom de la relació però no apareixen al cos es considera fals.
Aquesta hipòtesi es coneix com la hipòtesi del món tancat. Sovint es viola a les bases de dades pràctiques, on l'absència d'una tupla pot significar que es desconeix la veritat de la frase corresponent. Per exemple, l'absència de certs termes ("Joan", "espanyol") a la taula d'habilitats lingüístiques pot no ser necessàriament una prova que un nen anomenat John no parla espanyol.
Aplicació a bases de dades, teoria de la normalització
El subjecte d'informació utilitzat en un RDM relacional típic pot ser un conjunt d'enters, un conjunt de cadenes de caràcters que formen dates o dos booleans vertader i fals, etc. Els noms de matèria corresponents a aquestes figures poden ser cadenes amb els noms "Índex", "Fes el treball necessari","Temps", "Booleà" i així successivament.
No obstant això, és important entendre que la teoria relacional no especifica quins tipus s'han de donar suport. I és cert, actualment s'espera que les disposicions estaran disponibles per a les entitats personalitzades a més de les integrades proporcionades pel sistema.
Atribut
Aquest és el terme que s'utilitza en teoria per al que normalment s'anomena columna. De la mateixa manera, la taula s'utilitza habitualment en lloc del terme teòric tangència (tot i que de cap manera és sinònim de relació en SQL). L'estructura de dades d'una taula s'especifica com una llista de definicions de columnes, cadascuna amb un nom de columna únic i el tipus de valors permesos per a aquesta.
El valor de l'atribut és una entrada en una ubicació específica, com ara John Doe i 35.
Una tupla és bàsicament el mateix que una fila, excepte que en SQL RDBMS, on els significats de les columnes en una fila estan ordenats, les tuples no estan separades. En canvi, cada valor de definició s'identifica únicament pel seu nom, no per la seva posició ordinal a la tupla. El nom de l'atribut pot ser Nom o Edat.
Actitud
És una taula de definició d'estructura juntament amb l'aparició de dades en aquesta estructura. La definició és la capçalera, i les dades que hi ha són el cos, un conjunt de files. La variable de relació se sol anomenar taula principal. El títol del valor que se li assigna aen qualsevol moment coincideix amb l'especificat a la cel·la donada i el seu cos coincideix amb el que se li va assignar per darrera vegada, invocant alguna instrucció d'actualització (normalment INSERT, UPDATE o DELETE).
Formulació teòrica de conjunts
Els conceptes bàsics del model relacional de relacions són els noms i els noms dels atributs. S'han de representar com a cadenes com ara "Persona" i "Nom" i normalment hauran d'utilitzar variables per abastar-les. Un altre concepte bàsic és un conjunt de valors atòmics que conté significats necessaris i importants com ara números i cadenes.
