Описание реляционных Баз Данных

1. База данных и СУБД

База данных — это один или несколько файлов данных, предназначенных для хранения, изменения и обработки больших объемов взаимосвязанной информации. Базы данных используются под управлением систем управления базами данных (СУБД).

СУБД представляет собой программное обеспечение, которое используется для создания и работы с базами данных.

SQL - язык структурированных запросов, основной задачей которого является предоставление простого способа считывания и записи информации в базу данных.

2. Простейшая схема работы с базой данных

3. Реляционная СУБД

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

• Каждый элемент таблицы является одним элементом данных.
• Каждый столбец обладает своим уникальным именем.
• Одинаковые строки в таблице отсутствуют.
• Все столбцы в таблице однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип.
• Порядок следования строк может быть произвольным.
• На пересечении каждого столбца и строки может находиться только атомарное значение (одно значение, не состоящее из группы значений). Таблицы, удовлетворяющие этому условию, называют нормализованными.

Пример таблицы city

4. Пример создания БД

Предположим, мы захотели создать базу данных для форума. У форума есть зарегистрированные пользователи, которые создают темы и оставляют сообщения в этих темах. Эта информация и должна храниться в базе данных.

Теоретически (на бумаге) мы можем все это расположить в одной таблице, например, так:

Несколько значений в ячейке колонки “Созданные темы” противоречат свойству атомарности (одно значение в одной ячейке). Поэтому разбиваем таблицу на три:

 

Таблицы Пользователи, Темы удовлетворяют всем условиям. А вот таблица Сообщения - нет. Ведь в таблице не может быть двух одинаковых строк, а где гарантия, что один пользователь не оставит два одинаковых сообщения. Кроме того, мы знаем, что каждое сообщение обязательно относится к какой-либо теме. А как это можно узнать из наших таблиц? Никак. Для решения этих проблем, в реляционных базах данных существуют ключи.

5. Первичный ключ

Первичный ключ (сокращенно РК - primary key) - столбец, значения которого во всех строках различны.

Первичные ключи могут быть:

• логическими (естественными) и
• суррогатными (искусственными).

Так, для таблицы Пользователи первичным ключом может стать столбец e-mail (ведь теоретически не может быть двух пользователей с одинаковым e-mail). На практике лучше использовать суррогатные ключи, т.к. их применение позволяет абстрагировать ключи от реальных данных. Кроме того, первичные ключи менять нельзя, а что если у пользователя сменится e-mail? 

Суррогатный ключ представляет собой дополнительное поле в базе данных. Как правило, это порядковый номер записи (хотя вы можете задавать их на свое усмотрение, контролируя, чтобы они были уникальны).

Теперь каждая запись в наших таблицах уникальна. Нам осталось установить соответствие между темами и сообщениями в них. Делается это также при помощи первичных ключей. В таблицу Сообщения мы добавим еще одно поле:

6. Внешний ключ

Поле “id темы” называется внешний ключ (сокращенно FK - foreign key). Каждое значение этого поля соответствует какому-либо первичному ключу из таблицы "Темы". Так устанавливается однозначное соответствие между сообщениями и темами, к которым они относятся.

Предположим, у нас добавился новый пользователь, и зовут его тоже Вася. Как мы узнаем, какой именно Вася оставил сообщения? Для этого поля автор в таблицах "Темы" и "Сообщения" мы сделаем также внешними ключами:

Сообщения

id сообщения	Текст	id автора	id темы
1	Думаю надо сделать так…	1	1
2	Согласен	2	4
3	Согласен	2	1
4	А еще можно сделать так…	3	1

Наша база данных готова. Схематично ее можно представить так:

Курс 'Java для начинающих' на Udemy