В большинстве коммерческих СУБД используются ставшие классическими два типа такого рода моделей данных: теоретико-графовые (ТГ) и теоретико-множественные (ТМ) модели данных.

К теоретико-графовым моделям относятся две разновидности:

· сетевые модели,

· иерархические модели.

В таких моделях данных предусматриваются характерные для подобного рода структур операции навигации и манипулирования данными. Принципиальное значение при этом имеет то обстоятельство, что предусматривается одно­временная обработка только одиночных объектов данных из БД — записей, сегментов или полей записей.

Теоретико-множественные модели используют математический аппарат, ре­ляционную алгебру (знаковая обработка множеств), реляционное исчисле­ние. К моделям данного типа относятся реляционные модели.

В соответствии с реляционной моделью данных БД представляется в виде совокупности таблиц, над которыми могут выполняться операции, форми­руемые в терминах реляционной алгебры и реляционного исчисления. Тот факт, что в этой модели данных, в отличие от ТГ - моделей, операции над объектами БД имеют теоретико-множественный характер, дает возможность формулировать запросы более компактно, в терминах более крупных агрегатов данных.

Физические модели данных описывают то, как данные хранятся в компьютере, представляя информацию о структуре записей, их упорядоченности и существующих путях доступа. Наиболее распространены из них следующие: обобщающая модель и модель памяти кадров.

Нормализация представляет собой процесс реорганизации данных путем ликвидации повторяющихся групп и иных противоречий с целью приведения таблиц к виду, позволяющему осуществлять непротиворечивое и корректное редактирование данных.

Окончательная цель нормализации сводится к получению такого проекта базы данных, в котором каждый факт появляется лишь в одном месте, то есть исключена избыточность информации. Таким образом, нормализацию можно также определить как процесс, направленный на уменьшение избыточности информации в реляционной базе данных.

Избыточность информации устраняется не столько с целью экономии памяти, сколько для исключения возможной противоречивости хранимых данных и упрощения управления ими.

Использование ненормализованных таблиц может привести к нарушению целостности данных (противоречивости информации) в базе данных.

Обычно различают следующие проблемы, возникающие при использовании ненормализованных таблиц:

– избыточность данных;

– аномалии обновления;

– аномалии удаления;

– аномалии ввода.

Теория нормализации основана на концепции нормальных форм. Каждой нормальной форме соответствует некоторый определенный набор ограничений, и отношение находится в некоторой нормальной форме, если оно удовлетворяет свойственному данной форме набору ограничений.

В теории реляционных баз данных обычно выделяется следующая последовательность нормальных форм:

· первая нормальная форма (1NF);

· вторая нормальная форма (2NF);

· третья нормальная форма (3NF);

· нормальная форма Бойса—Кодда (BCNF);

· четвертая нормальная форма (4NF);

· пятая нормальная форма, или нормальная форма проекции-соединения (5NF или PJ/NF).

Основные свойства нормальных форм:

· каждая следующая нормальная форма в некотором смысле лучше предыдущей;

· при переходе к следующей нормальной форме свойства предыдущих нормальных свойств сохраняются.

Основы SQL.

SQL (Structured Query Language) – это стандартизованная форма составления запросов для обработки реляционных баз данных. При выполнении QBE-запросов они транслируются в соответствующие SQL-запросы.

Все языки манипулирования данными, созданные до появления реляционных БД и разработанные для многих систем управления БД, были ориентированы на операции с данными, представленными в виде логических записей файлов. Это требовало от пользователей знания организации хранения данных и усилий для указания, какие данные нужны, где они размещены и как шаг за шагом получить их.

Непроцедурный язык SQL ориентирован на операции с данными, представленными в виде логически взаимосвязанных совокупностей таблиц. Особенность языка состоит в том, что предложения ориентированы на конечный результат обработки данных, а не на процедуру обработки. SQL сам определяет, где находятся данные, какие индексы или эффективные последовательности операций следует использовать для их получения. Не надо указывать эти детали в запросе БД. Реализация в SQL операций, ориентированных на табличное представление данных, позволило создать компактный язык с небольшим (менее 30-ти) набором предложений. SQL может использоваться как интерактивный (для выполнения запросов) и как встроенный (для построения прикладных программ).

Язык SQL относится к так называемым декларативным (непроцедурным) языкам программирования. В отличие от процедурных языков (С, Паскаль, Фортран и т.д.) на нем формулируются предложения (инструкции) о том, «что сделать», но не «как сделать, как получить».

Язык SQL состоит из двух частей:

- языка описания (определения) данных – DDL (Data Definition Language);

- языка манипулирования данными – DML (Data Manipulation Language).

Синтаксис SQL-инструкций включает:

- название инструкции (команду);

- предложения, определяющие источники, условия операции;

- предикаты, определяющие способы и режимы отбора записей, задаваемых предложениями;

- выражения, значения которых задают свойства и параметры инструкции и предложения.

Структуру SQL-инструкции можно разделить на две основные части, схематично представленные на рис.6.1.

Рис. 6.1. Структура SQL-инструкций

Первая часть включает название (команду) SQL-инструкции, предикат (квадратные скобки означают необязательность элемента) и аргументы инструкции, которыми являются перечисляемые через запятую имена полей одной или нескольких таблиц.

Вторая часть состоит из одного или нескольких предложений, аргументы которых могут задавать источники данных (имена таблиц, операции над таблицами), способы, условия и режимы выполнения команды (предикаты сравнения, логические и математические выражения по значениям полей таблиц).