- Maneig de base de dades
- Característiques i elements
- Elements
- tupla
- columna
- clau
- -Regles d'integritat
- Integritat de la clau
- integritat referencial
- Com fer un model relacional?
- -Recopilar dades
- Definir claus primàries
- Crear relacions entre taules
- Un a molts
- Dissenyar dues taules
- Molts a molts
- Un a un
- avantatges
- independència estructural
- simplicitat conceptual
- Facilitat de disseny, implementació, manteniment i ús
- Capacitat de consulta ad hoc
- desavantatges
- Despeses de maquinari
- La facilitat de disseny pot conduir a un mal disseny
- Fenomen de «illes d'informació»
- exemple
- referències
El model relacional de bases de dades és un mètode per estructurar dades utilitzant relacions, mitjançant estructures en forma de quadrícula, que consisteixen de columnes i files. És el principi conceptual de les bases de dades relacionals. Va ser proposat per Edgar F. Codd el 1969.
Des de llavors s'ha convertit en el model de base de dades dominant per a les aplicacions comercials, si es compara amb altres models de bases de dades, com el jeràrquic, de xarxa i d'objectes.
Font: pixabay.com
Codd no tenia idea del que extremadament vital i influent que seria el seu treball com a plataforma per a les bases de dades relacionals. La majoria de les persones està molt familiaritzada amb l'expressió física d'una relació en una base de dades: la taula.
El model relacional es defineix com la base de dades que permet agrupar els seus elements de dades en una o més taules independents, que poden relacionar-se entre si mitjançant l'ús de camps comuns a cada taula relacionada.
Maneig de base de dades
Una taula de base de dades és similar a un full de càlcul. No obstant això, les relacions que es poden crear entre les taules permeten que una base de dades relacional emmagatzemi de manera eficient una gran quantitat de dades, que es poden recuperar amb efectivitat.
El propòsit d'el model relacional és brindar un mètode declaratiu per a especificar les dades i les consultes: els usuaris declaren directament quina informació conté la base de dades i quina informació volen d'ella.
D'altra banda, deixen que el programari de sistema de gestió de bases de dades s'encarregui de descriure les estructures de dades per al seu emmagatzematge i el procediment de recuperació per a respondre les consultes.
La majoria de les bases de dades relacionals usen el llenguatge SQL per a la consulta i definició de les dades. Actualment existeixen molts sistemes de maneig de bases de dades relacionals o RDBMS (Relational Data Base Management System), com Oracle, IBM DB2 i Microsoft SQL Server.
Característiques i elements
- Totes les dades es representen conceptualment com una disposició ordenada de dades en files i columnes, anomenada relació o taula.
- Cada taula ha de tenir una capçalera i un cos. La capçalera és simplement la llista de columnes. El cos és el conjunt de dades que omple la taula, organitzat en files.
- Tots els valors són escalars. És a dir, en qualsevol posició donada de fila / columna a la taula, hi ha només un valor únic.
Elements
La següent figura mostra una taula amb els noms dels seus elements bàsics, que conformen una estructura completa.
tupla
Cada fila de dades és una tupla, coneguda també com a registre. Cada fila és una n-tupla, però la «n-» generalment es descarta.
columna
Cada columna d'una tupla es diu atribut o camp. La columna representa el conjunt de valors que pot tenir un atribut específic.
clau
Cada fila té una o més columnes que s'anomena clau de la taula. Aquest valor combinat és únic per a totes les files d'una taula. Mitjançant aquesta clau s'ha d'identificar cada tupla de forma unívoca. És a dir, la clau no pot estar duplicada. Se li crida clau primària.
D'altra banda, una clau externa o secundària és el camp d'una taula que fa a la clau primària d'alguna altra taula. S'utilitza per referenciar a la taula primària.
-Regles d'integritat
A l'dissenyar el model relacional, es defineixen algunes condicions que s'han de complir a la base de dades, anomenades regles d'integritat.
Integritat de la clau
La clau principal ha de ser única per a totes les tuples i no pot tenir el valor nul (NULL). En cas contrari, no podrà identificar la fila de forma exclusiva.
Per a una clau composta per diverses columnes, cap d'aquestes columnes pot contenir NULL.
integritat referencial
Cada valor d'una clau externa ha de coincidir amb un valor de la clau primària de la taula referenciada o primària.
A la taula secundària només es podrà inserir una fila amb una clau externa si aquest valor existeix en una taula primària.
Si el valor de la clau canvia en la taula primària, per actualitzar-se o eliminar-se la fila, llavors totes les files en les taules secundàries amb aquesta clau externa s'han d'actualitzar o eliminar-se en conseqüència.
Com fer un model relacional?
-Recopilar dades
S'han de recopilar les dades necessàries per emmagatzemar a la base de dades. Aquestes dades es divideixen en diferents taules.
S'ha de triar un tipus de dades apropiat per a cada columna. Per exemple: nombres enters, nombres de punt flotant, text, data, etc.
Definir claus primàries
Per a cada taula s'ha de triar una columna (o poques columnes) com a clau primària, que identificarà de forma única cada fila de la taula. La clau primària també s'utilitza per fer referència a altres taules.
Crear relacions entre taules
Una base de dades que consisteixi de taules independents i no relacionades té poc propòsit.
L'aspecte més crucial en el disseny d'una base de dades relacional és identificar les relacions entre les taules. Els tipus de relació són:
Un a molts
En una base de dades «Llistat de classes», un mestre pot ensenyar a zero o més classes, mentre que una classe és impartida per un sol mestre. Aquest tipus de relació es coneix com un a molts.
Aquesta relació no es pot representar en una sola taula. A la base de dades «Llistat de classes» es pot tenir una taula anomenada Mestres, que emmagatzema informació sobre els mestres.
Per emmagatzemar les classes impartides per cada mestre, es podrien crear columnes addicionals, però s'enfrontaria un problema: quantes columnes crear.
D'altra banda, si es té una taula anomenada Classes, que emmagatzema informació sobre una classe, es podrien crear columnes addicionals per emmagatzemar la informació sobre el mestre.
No obstant això, com un mestre pot ensenyar en moltes classes, les seves dades es duplicarien en moltes files de la taula Classes.
Dissenyar dues taules
Per tant, es necessiten dissenyar dues taules: una taula Classes per emmagatzemar informació sobre les classes, amb Clase_Id com a clau principal, i una taula Mestres per emmagatzemar informació sobre els mestres, amb Maestro_Id com a clau principal.
Després es pot crear la relació un a molts emmagatzemant la clau primària de la taula Mestre (Maestro_Id) a la taula Classes, com s'il·lustra a continuació.
La columna Maestro_Id a la taula Classes és coneguda com a clau externa o clau secundària.
Per a cada valor Maestro_Id a la taula Mestre, pot haver zero o més files a la taula Classes. Per a cada valor Clase_Id a la taula Classes, hi ha només una fila a la taula Mestres.
Molts a molts
En una base de dades «Venda de productes», la comanda d'un client pot contenir diversos productes, i un producte pot aparèixer en diversos comandes. Aquest tipus de relació es coneix com molts a molts.
Es pot començar la base de dades «Venda de productes» amb dues taules: Productes i Comandes. La taula Productes conté informació sobre els productes, amb productoID com a clau primària.
D'altra banda, la taula Comandes conté les comandes de client, amb pedidoID com a clau primària.
No es poden emmagatzemar els productes comandes dins de la taula Comandes, ja que no se sap quantes columnes reservar per als productes. Tampoc es poden emmagatzemar les comandes a la taula Productes per la mateixa raó.
Per admetre una relació molts a molts, es necessita crear una tercera taula, coneguda com a taula d'unió (PedidoDetalles), on cada fila representa un element d'una comanda particular.
Per a la taula PedidoDetalles, la clau primària consta de dues columnes: pedidoID i productoID, identificant de manera única cada fila.
Les columnes pedidoID i productoID a la taula PedidoDetalles s'utilitzen per a referenciar a les taules Comandes i Productes. Per tant, també són claus externes a la taula PedidoDetalles.
Un a un
A la base de dades «Venda de productes», un producte pot tenir informació opcional, com a descripció addicional i la seva imatge. Mantenir-dins de la taula Productes generaria molts espais buits.
Per tant, es pot crear una altra taula (ProductoExtras) per emmagatzemar les dades opcionals. Només es crearà un registre per als productes amb dades opcionals.
Les dues taules, Productes i ProductoExtras, tenen una relació un a un. Per a cada fila a la taula Productes hi ha a màxim una fila a la taula ProductoExtras. S'ha d'usar el mateix productoID com a clau principal per ambdues taules.
avantatges
independència estructural
En el model relacional de base de dades, els canvis en l'estructura de la base de dades no afecten l'accés a les dades.
Quan és possible realitzar canvis en l'estructura de la base de dades sense afectar la capacitat de l'DBMS per accedir a les dades, es pot dir que s'ha assolit la independència estructural.
simplicitat conceptual
El model relacional de base de dades és encara més simple a nivell conceptual que el model jeràrquic o el de xarxa de base de dades.
Atès que el model relacional de base de dades allibera el dissenyador dels detalls de l'emmagatzematge físic de les dades, els dissenyadors poden concentrar-se en la vista lògica de la base de dades.
Facilitat de disseny, implementació, manteniment i ús
El model relacional de base de dades aconsegueix tant la independència de les dades com la independència de l'estructura, el que fa que el disseny, el manteniment, l'administració i l'ús de la base de dades siguin molt més fàcils que els altres models.
Capacitat de consulta ad hoc
La presència d'una capacitat de consulta molt potent, flexible i fàcil d'usar és una de les principals raons de la immensa popularitat de el model relacional de base de dades.
El llenguatge de consulta d'el model relacional de base de dades, anomenat llenguatge de consulta estructurat o SQL, fa realitat les consultes ad-hoc. SQL és un llenguatge de quarta generació (4GL).
Un 4GL permet a l'usuari especificar el que s'ha de fer, sense especificar com s'ha de fer. Així, amb SQL els usuaris poden especificar quina informació volen i deixar a la base de dades els detalls sobre com aconseguir la informació.
desavantatges
Despeses de maquinari
El model relacional de base de dades oculta les complexitats de la seva implementació i els detalls de l'emmagatzematge físic de les dades dels usuaris.
Per fer això, els sistemes de bases de dades relacionals necessiten computadors amb un maquinari i dispositius d'emmagatzematge de dades més potents.
Per tant, el RDBMS necessita màquines potents perquè funcioni sense problemes. No obstant això, com la potència de processament dels computadors moderns està augmentant a un ritme exponencial, la necessitat de més potència de processament en l'escenari actual ja no és un problema molt gran.
La facilitat de disseny pot conduir a un mal disseny
La base de dades relacional és fàcil de dissenyar i utilitzar. Els usuaris no necessiten conèixer els detalls complexos de l'emmagatzematge físic de les dades. No necessiten saber com s'emmagatzemen realment les dades per accedir-hi.
Aquesta facilitat de disseny i ús pot conduir a el desenvolupament i implementació de sistemes de gestió de bases de dades molt mal dissenyats. Com la base de dades és eficient, aquestes ineficiències de disseny no sortiran a la llum quan la base de dades estigui dissenyada i quan hi hagi només una petita quantitat de dades.
A mesura que la base de dades creixi, les bases de dades mal dissenyades alentiran el sistema i provocaran una degradació de l'rendiment i corrupció de dades.
Fenomen de «illes d'informació»
Com s'ha dit abans, els sistemes de bases de dades relacionals són fàcils d'implementar i utilitzar. Això crearà una situació en què massa persones o departaments crearan les seves pròpies bases de dades i aplicacions.
Aquestes illes d'informació evitaran la integració de la informació, que és essencial per al funcionament fluid i eficient de l'organització.
Aquestes bases de dades individuals també crearan problemes com ara inconsistència de dades, duplicació de dades, redundància de dades, etc.
exemple
Suposem una base de dades que consta de les taules suplidores, Peces i Enviaments. L'estructura de les taules i alguns registres de mostra s'exposen a continuació:
Cada fila a la taula suplidores s'identifica mitjançant un número de suplidor (SNO) únic, identificant de manera unívoca cada fila de la taula. Igualment, cada peça té un nombre de peça (PNO) únic.
A més, no pot existir més d'un enviament per una combinació donada Suplidor / Peça en la taula Enviaments, ja que aquesta combinació és la clau primària d'Enviaments, que funge com taula d'unió, per ser una relació molts a molts.
La relació de les taules Peces i Enviaments ve donada per tenir en comú el camp PNO (nombre de peça) i la relació entre suplidores i Enviaments sorgeix per tenir en comú el camp SNO (nombre de suplidor).
Analitzant la taula Enviaments es pot obtenir com a informació que s'està enviant un total de 500 femelles des dels suplidores Suneet i Ankit, 250 cadascun.
Igualment, es van enviar 1.100 perns en total des de tres suplidores diferents. Es van enviar 500 cargols blaus des del suplidor Suneet. No hi ha cap article de cargols vermells.
referències
- WikiLingue the free encyclopedia (2019). Relational model. Pres de: en.wikipedia.org.
- Techopedia (2019). Relational Model. Pres de: techopedia.com.
- Dinesh Thakur (2019). Relational Model. Ecomputer Notes. Pres de: ecomputernotes.com.
- Geeks for Geeks (2019). Relational Model. Pres de: geeksforgeeks.org.
- Nanyang Technological University (2019). A Quick-Start Tutorial on Relational Database Design. Pres de: ntu.edu.sg.
- Adrienne Watt (2019). Chapter 7 The Relational Data Model. BC Open Textbooks. Pres de: opentextbc.ca.
- Toppr (2019). Relational Databases and Schemas. Pres de: toppr.com.