Muundo wa data uhusiano ni mbinu ya kipekee ya kudhibiti vigezo kwa kutumia muundo na lugha kulingana na mantiki ya kidahizo cha mpangilio mmoja. Ilielezewa kwa mara ya kwanza mnamo 1969 na mwanasayansi wa Kiingereza Codd. Katika mradi huu, vigezo vyote vinawasilishwa kama nakala zilizowekwa katika mahusiano fulani.
Madhumuni ya muundo wa data wa uhusiano…
…ni kutoa mbinu tangazo ya kubainisha miundo na hoja.
Watumiaji hutambua moja kwa moja ni taarifa gani hifadhidata inayo na nadharia gani wanataka kutoka kwayo. Na pia acha programu ya usimamizi wa hifadhidata itunze kuelezea miundo ya kuihifadhi. Utaratibu wa kurejesha maelezo ya kujibu maombi pia ni muhimu.
RDB nyingi hutumia ufafanuzi wa data wa SQL na lugha ya utafutaji. Mifumo hii hutekeleza kile kinachoweza kuonekana kama makadirio ya kihandisimuundo wa uhusiano.
Jedwali katika taratibu za hifadhidata ya SQL inalingana na tofauti ya kiima. Vikwazo muhimu na hoja za SQL zinalingana na viambishi.
Hata hivyo, hifadhidata kama hizi hukengeuka kutoka kwa muundo wa uhusiano katika maelezo mengi, na Codd amepinga vikali mabadiliko ambayo yanaathiri kanuni asili.
Muhtasari
Wazo kuu la modeli ya data ya uhusiano ni maelezo ya hifadhidata nzima kama seti ya vihusishi vya kijenzi cha mwisho cha vigeu, kuelezea vizuizi vya thamani zinazowezekana na michanganyiko yao. Yaliyomo kwa wakati wowote ni mfano wa mwisho (wa kimantiki). Hiyo ni, seti ya mahusiano, moja kwa tofauti ya predicate, ili vipengele vyote vikidhike. Huu ndio muundo wa data wa uhusiano.
Njia Mbadala
Miundo mingine ni ya daraja na mifumo ya mtandao. Baadhi yao, kwa kutumia usanifu wa zamani, bado ni maarufu katika vituo vya data vya juu. Au katika hali ambapo mifumo iliyopo ni changamano na isiyoeleweka kiasi kwamba mpito kwao kwa kutumia modeli ya uhusiano itakuwa ghali sana. Pia cha kukumbukwa ni hifadhidata mpya zenye mwelekeo wa kitu.
Utekelezaji
Kumekuwa na majaribio kadhaa ya kupata umilisi wa kweli wa RMD, iliyofafanuliwa awali na Codd na kuelezewa na wengine.wanasayansi.
Muundo wa uwakilishi wa data wa uhusiano ulikuwa ndio kuu wa aina yake, ambao ulifafanuliwa kwa maneno rasmi ya hisabati. Misingi ya daraja na mtandao ilikuwepo kabla ya mifumo ya uhusiano, lakini maelezo yao hayakuwa rasmi. Mara tu RMD ilipofafanuliwa, majaribio mengi yalifanywa kulinganisha na kulinganisha miundo tofauti - na hii ilisababisha maelezo makali zaidi ya mifumo ya mapema. Ingawa asili ya kiutaratibu ya violesura vya upotoshaji wa data kwa hifadhidata za daraja na mtandao zilipunguza uwezekano wa urasimishaji.
Mandhari
Wazo la kimsingi kuhusu dhana ya modeli ya data ya uhusiano ni kwamba zote zinawakilishwa kama "p" za hisabati - mahusiano ya kawaida, "Cn" - uhusiano wa jozi, ambao ni sehemu ndogo katika bidhaa ya Cartesian ya kadhaa. vikoa. Katika modeli ya hisabati, hoja juu ya data kama hiyo hufanywa kwa mantiki ya kihusishi chenye thamani mbili, ambayo ina maana kwamba kwa kila sentensi kuna tathmini mbili zinazowezekana: ama kweli au uongo (na hakuna thamani ya tatu, kama vile haijulikani au haitumiki., ambayo kila mmoja mara nyingi huhusishwa na dhana ya 0). Data huchakatwa kwa kutumia calculus au aljebra, ambazo ni sawa katika nguvu ya kujieleza.
Aina za miundo ya data, muundo wa data uhusiano
RMD humruhusu msanidi programu kuunda mwonekano thabiti na wa kimantiki wa maelezo. Haya yote yanafikiwa kwa kujumuisha vikwazo vilivyotajwa katika muundo wa hifadhidata, unaojulikana kama schema ya kimantiki. Nadharia ni kuendeleza mchakatourekebishaji wa modeli, ambapo muundo ulio na sifa fulani zinazohitajika unaweza kuchaguliwa kutoka kwa seti ya mbadala zinazolingana kimantiki. Katika mipango ya upatikanaji na utekelezaji na uendeshaji mwingine, maelezo yanashughulikiwa na injini ya DBMS na haionyeshwa katika mfano wa mantiki. Hii ni tofauti na mazoezi ya kawaida ambapo urekebishaji wa utendaji mara nyingi huhitaji mabadiliko kwa utendakazi wa mantiki.
Muundo msingi wa data ya uhusiano unawakilisha jengo - ni kikoa au aina ya taarifa, kwa kawaida hupunguzwa hadi kiwango cha chini zaidi. Tuple ni seti iliyopangwa ya maadili ya sifa. Nao, kwa upande wake, ni jozi ya kuheshimiana ya jina na aina. Inaweza kuwa thamani ya scalar au changamano zaidi.
Uhusiano unajumuisha kichwa na mwili
Ya kwanza ni seti ya sifa.
Mwili (pamoja na uhusiano wa nth) ni seti ya nakala.
Kichwa cha tangency pia ni mada ya kila muundo.
Muundo wa data uhusiano unafafanuliwa kama seti ya n-tuples. Katika hisabati na MRD, seti ni mkusanyiko usio na mpangilio wa vipengele vya kipekee visivyo na nakala, ingawa baadhi ya DBMS huweka mfuatano kwenye data zao. Katika hisabati, nakala ina agizo na inaruhusu kurudia. E. F. Codd awali alianzisha nakala kwa kutumia ufafanuzi huu wa hisabati.
Baadaye mojawapo ya mawazo mazuri ya E. F. Codd yalikuwa kwamba kutumia majina ya sifa badala ya kuagiza kungefaa zaidi (kwa ujumlakesi) katika lugha ya kompyuta inayotegemea uhusiano. Kauli hii bado ni muhimu hadi leo. Ingawa dhana imebadilika, jina "tuple" halijabadilishwa. Matokeo ya haraka na muhimu ya tofauti hii ni kwamba katika muundo wa uhusiano bidhaa ya Cartesian inakuwa ya kubadilishana.
Jedwali ni kielelezo cha kawaida cha mahusiano. Tuple ni sawa na dhana ya mfuatano.
Relvar ni kigezo chenye jina cha aina fulani ya tanjiti ambayo wakati wote uhusiano fulani wa aina hiyo hupewa, ingawa kutazama kunaweza kuwa na maandishi matupu.
Misingi ya muundo wa data ya uhusiano: maelezo yote huwakilishwa na thamani za taarifa katika mahusiano. Kwa mujibu wa kanuni hii, msingi wa uhusiano ni seti ya relvars, na matokeo ya kila hoja yanawakilishwa kama mpangilio.
Uthabiti wa hifadhidata ya uhusiano hautekelezwi na sheria zilizojumuishwa katika programu zinazoitumia, bali kwa vikwazo vilivyotangazwa kama sehemu ya taratibu za kimantiki na kutekelezwa na DBMS kwa programu zote. Vikwazo vinaonyeshwa katika matumizi ya waendeshaji wa ulinganisho wa uhusiano, ambayo moja tu ni kitengo kidogo (⊆), kinatosha kinadharia. Katika mazoezi, njia za mkato kadhaa muhimu zinatarajiwa kupatikana, ambazo funguo za mgombea na vikwazo vya nje vya chanzo ni muhimu zaidi. Hivi ndivyo muundo wa data wa uhusiano unavyohusu.
Tafsiri
Ili kufahamu kikamilifu RMD, ni muhimu kuelewa tafsiri inayokusudiwakama uhusiano.
Kiwiliwili cha mguso wakati mwingine huitwa kiendelezi chake. Hii ni kwa sababu inapaswa kufasiriwa kuwa inawakilisha ongezeko la kiashirio fulani. Hii ni seti ya sentensi za kweli zinazoweza kuundwa kwa kubadilisha kila kigezo kisicholipishwa kwa jina.
Kuna mawasiliano ya moja kwa moja kati ya miundo ya data inayohusiana na kitu. Kila nakala ya chombo cha uhusiano hutoa maadili ya sifa ili kusisitiza kiima kwa kubadilisha kila moja ya viambishi vyake visivyolipishwa. Matokeo yake ni taarifa ambayo inachukuliwa kuwa kweli kutokana na tukio la tuple katika mwili wa uhusiano. Kinyume chake, kila mchakato ambao kichwa chake kinalingana na jina la uhusiano lakini hakionekani kwenye mwili huchukuliwa kuwa sivyo.
Wazo hili linajulikana kama nadharia ya ulimwengu funge. Mara nyingi inakiukwa katika hifadhidata za vitendo, ambapo kutokuwepo kwa tuple kunaweza kumaanisha kuwa ukweli wa sentensi inayolingana haujulikani. Kwa mfano, kutokuwepo kwa maneno fulani ("John", "Kihispania") katika Chati ya Ujuzi wa Lugha kunaweza kusiwe dhibitisho kuwa mvulana anayeitwa John hazungumzi Kihispania.
Matumizi ya hifadhidata, nadharia ya urekebishaji
Somo la maelezo linalotumika katika RDM ya kawaida ya uhusiano linaweza kuwa seti ya nambari kamili, seti ya mifuatano ya wahusika inayounda tarehe, au booleans mbili za kweli na uongo, na kadhalika. Majina ya mada yanayolingana ya takwimu hizi yanaweza kuwa kamba na majina "Index", "Fanya kazi muhimu","Wakati", "Boolean" na kadhalika na kadhalika.
Hata hivyo, ni muhimu kuelewa kwamba nadharia ya uhusiano haibainishi ni aina zipi zinafaa kuungwa mkono. Na ni kweli, kwa sasa inatarajiwa kwamba masharti yatapatikana kwa huluki maalum pamoja na yale yaliyojengewa ndani yaliyotolewa na mfumo.
Sifa
Hili ndilo neno linalotumika katika nadharia kwa kile kinachojulikana kama safu wima. Vile vile, jedwali hutumiwa kwa kawaida badala ya neno la kinadharia tangency (ingawa kwa vyovyote sio sawa na uhusiano katika SQL). Muundo wa data wa jedwali umebainishwa kama orodha ya ufafanuzi wa safu wima, kila moja ikiwa na jina la kipekee la safu wima na aina ya thamani zinazoruhusiwa kwake.
Thamani ya sifa ni ingizo katika eneo mahususi, kama vile John Doe na 35.
Nakala kimsingi ni sawa na safu mlalo, isipokuwa katika SQL RDBMS, ambapo maana za safu mlalo zimepangwa, nakala hazitenganishwi. Badala yake, kila thamani ya ufafanuzi inatambuliwa tu kwa jina lake, si kwa nafasi yake ya kawaida katika nakala. Jina la sifa linaweza kuwa Jina au Umri.
Mtazamo
Ni jedwali la ufafanuzi wa muundo pamoja na mwonekano wa data katika muundo huo. Ufafanuzi ni kichwa, na data ndani yake ni mwili, seti ya safu. Tofauti ya uhusiano kawaida huitwa meza kuu. Kichwa cha thamani iliyokabidhiwa kwakewakati wowote inalingana na ile iliyobainishwa katika kisanduku fulani, na mwili wake unalingana na ule uliokabidhiwa mara ya mwisho, ikitumia taarifa fulani ya sasisho (kawaida INSERT, UPDATE, au DELETE).
Uundaji wa kinadharia
Dhana za kimsingi katika muundo wa uhusiano wa mahusiano ni majina na majina ya sifa. Zinahitaji kuwakilishwa kama mifuatano kama vile "Mtu" na "Jina" na kwa kawaida zitahitajika kutumia viambajengo ili kuziweka. Dhana nyingine ya kimsingi ni seti ya thamani za atomiki ambayo ina maana muhimu na muhimu kama vile nambari na mifuatano.
