Реляционная модель: определение, ключевые термины и пример

Реляционная модель баз данных уже несколько десятилетий используется для организации данных, чтобы к ним можно было обращаться по мере необходимости. Существует множество моделей баз данных, но реляционная модель является одновременно классической и полезной и сегодня. Если вы вообще работаете с базами данных, будь вы администратором базы данных или координатором по маркетингу, вам может быть полезно понять, что такое реляционная модель и как она работает.

В этой статье мы объясним, что такое реляционная модель, кто ее использует, преимущества использования реляционной модели, ключевые термины, используемые в отношении реляционных моделей, как реляционная модель обрабатывает ограничения и как выглядит пример.

Что такое реляционная модель?

Реляционная модель — это способ организации данных в базе данных в виде таблиц. База данных, использующая реляционную модель, называется реляционной базой данных. Реляционные базы данных могут использовать SQL в качестве своего языка, но реляционные базы данных — это не то же самое, что база данных SQL, поэтому технически они не считаются реляционными базами данных. Использование реляционной модели для организации данных имеет много преимуществ, и хотя эта модель существует уже несколько десятилетий, она все еще может быть очень полезной.

В реляционной модели данные связаны с другими данными посредством организации таблиц, так что релевантные данные связаны друг с другом.

Кто использует реляционную модель?

Поскольку реляционная модель используется для баз данных, любой, кто использует реляционную базу данных, использует реляционную модель. Сюда входят такие сотрудники, как администраторы баз данных и менеджеры баз данных, а также программисты. Сюда также могут входить другие сотрудники, которым необходим доступ к данным, а иногда даже клиенты. Например, если клиент входит в свою учетную запись на веб-сайте, если этот бизнес использует реляционную модель для организации данных клиента, тогда этот клиент использует реляционную модель.

Преимущества использования реляционной модели

Вот некоторые преимущества использования реляционной модели для создания базы данных:

Масштабируемость

Реляционная модель является масштабируемой при использовании для баз данных, что означает, что ее можно использовать как для очень маленьких, так и для больших баз данных, и ее можно расширять по мере роста потребностей организации. Другие модели баз данных могут быть полезны для более сложных данных или больших данных, но для компаний, которым нужна простая база данных, которая может расти вместе с их бизнесом, реляционные базы данных могут масштабироваться для адаптации по мере необходимости.

Простой

Реляционные базы данных довольно просты в настройке и обслуживании, что является одним из их самых больших преимуществ. Некоторые компании могут предпочесть хранить свою реляционную базу данных в виде электронной таблицы, что не всегда может ассоциироваться с базой данных, но может быть эффективным при использовании реляционной модели. Поскольку реляционные базы данных могут быть легко созданы, они достаточно просты для использования организациями, не имеющими персонала по работе с базами данных.

Легко использовать

Простота реляционных баз данных и реляционной модели в целом означает, что ее обычно довольно легко использовать. Если вы создаете реляционную базу данных в электронной таблице, использовать ее обычно несложно. Если у вас есть более сложная программа базы данных, которая содержит вашу реляционную базу данных, обычно доступ к информации в базе данных доступен и прост. То, как информация связана в реляционной базе данных, означает, что можно легко получить доступ ко всей информации, относящейся к одному элементу.

Структурная независимость и независимость от данных

Поскольку структура реляционной базы данных является гибкой в ​​пределах формата таблицы, вы можете создать реляционную базу данных, которая будет независимой от структуры и данных. Это означает, что структуру и данные в базе данных можно легко изменить, не затрагивая другие части базы данных или приложения.

Ключевые термины для реляционной модели

Существует много ключевых терминов, которые используются при обсуждении реляционных моделей, в том числе:

Атрибут

Атрибут — это то, как называется столбец в реляционной базе данных. Например, если некоторые столбцы в базе данных называются «имя», «возраст» и «адрес», то каждый из них является атрибутом.

Связь

Отношение в реляционной базе данных — это данные, которые отслеживаются в ее ядре. Например, если у вас есть база данных с информацией о клиентах, отношением для этой базы данных является клиент. Вся информация в базе данных привязана к отдельным клиентам.

Стол

В реляционной модели таблица — это формат, в котором организованы данные. В таблицах есть строки и столбцы, а в реляционной базе данных все данные хранятся в этих строках и столбцах.

Столбец

Столбец обычно представляет собой вертикальную строку данных в таблице. В реляционной базе данных столбец содержит значения одного атрибута. Например, столбец, содержащий атрибут «имя», будет включать все имена в базе данных в качестве значений атрибута.

Кортеж

В реляционной модели кортеж — это то, что называется строкой, и это одна целая запись в базе данных. В то время как столбец содержит все значения атрибутов для одного значения, кортеж содержит все значения атрибутов для одной записи. Если база данных включает столбцы для имен, возрастов, адресов, номеров телефонов и адресов электронной почты, один кортеж будет содержать имя, возраст, адрес, номер телефона и адрес электронной почты одного человека.

Схема отношений

Схема отношения — это все атрибуты, связанные с отношением. В базе данных клиентов это может выглядеть как «клиент: имя, адрес, номер телефона, адрес электронной почты и номер счета». Вся эта информация вместе составляет схему отношения.

Степень

В реляционной модели степень — это количество атрибутов в отношении. База данных клиентов, которая отслеживает имя клиента, адрес, номер телефона, адрес электронной почты и номер счета, будет иметь пятую степень.

Мощность

Кардинальность относится к тому, сколько кортежей содержится в определенном отношении в базе данных. Если у вас есть 100 клиентов в вашей базе данных, и вся их информация организована в отдельные кортежи, то мощность этой базы данных равна 100.

Как реляционная модель обрабатывает ограничения

Для реляционной модели существуют три основных ограничения:

Ограничения домена

Ограничения домена реляционной модели нарушаются, если данные в значении атрибута в кортеже отсутствуют или имеют недопустимый тип данных. Существует множество типов данных, которые могут быть включены в таблицу, но если значение атрибута неверно для того, какой тип данных входит в это поле атрибута, это не допускается. Например, если атрибут требует числового ввода для любых перечисленных значений, а значение атрибута использует буквы вместо цифр, это будет недопустимым.

Ключевые ограничения

В реляционной модели ключ — это идентификатор, который можно использовать для ссылки на кортеж, и он должен быть уникальным для каждого кортежа. Вы можете использовать для этого номера клиентов, поэтому у вас не может быть двух клиентов с одним и тем же номером, поскольку это было бы недействительным и вызвало бы проблему с доступом к данным.

Ограничения ссылочной целостности

Более сложные версии реляционных баз данных могут иметь несколько таблиц и отношений, ссылающихся друг на друга. Ограничение ссылочной целостности — это требование, согласно которому внешний ключ, на который есть ссылка в одной таблице, но который также существует в другой таблице, должен существовать в другом месте. Например, если у вас есть одна таблица со списком номеров клиентов и соответствующими идентификационными данными, а другая таблица также содержит ссылки на номера клиентов, то значение должно существовать в обеих, иначе оно будет недопустимым.

Пример реляционной модели

Вот как может выглядеть пример реляционной модели:

Customer NunnameeaddressPhone NUMEMAILDDATE100JACOB RUTH3589 Johnston St.827-258-3582JRUTH@email.com5/17101jruth@email.com5/17101david nguyen96853 marks ave.463-543-8966david.nguyen@email.com4/10102keisha johnson8951 Stratton rd.795-316-46/23103Marga Garcia66210 Parkton St.963-654-4512margarita.garcia1@email.com7/15104Martin Smart2486 Tsuda Rd. 955-657-6567martinjsmart@email.com12/18105Tzu Chen4903 Madison Ave.258-412-8764tzuchen@email.com9/15