مدل رابطه اي در پايگاه داده [آرشيو] - P30World Forums

R£ɀД

02-12-2007, 08:56

دوستان مقاله زیر رو بخوانید در آخر مقاله در مورد مدل رابطه ای توضیح داده :

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

زبان تعريف داده ها DDL
همانطور كه اشاره شد تعريف داده ها يكي از وظايف DBMS است. DDL از زبانهاي فرعي داده اي جهت تعريف داده ها است كه از آن جهت تعريف صفحات مشخصه و خصوصيات يك بانك استفاده مي شود. ساختار ركوردها، تعريف فيلدها، محل فايلها و شيوه ذخيره سازي داده ها در بانك به وسيله احكام DDL انجام مي پذيرد.

زبان پردازش و مديريت داده ها DML
تامين امكان دستكاري داده ها نيز از وظايف DBMS عنوان شد. زبان دستكاري ،پردازش و مديريت بانك اطلاعاتي به زباني گفته مي شود كه براي درج داده ها بروز رساني آنها و اجراي پرس و جو از يك بانك اطلاعاتي مورد استفاده قرار مي گيرد. اين زبانها اغلب داراي قابليت انجام محاسبات رياضي و آماري مي باشند كه به وسيله آنها عمليات گزارش گيري از بانك اطلاعاتي آسان تر خواهد شد.

ديكشنري داده ها
يكي ديگر از وظايف DBMS ، ايجاد ديكشنري يا فرهنگ داده است. ديكشنري داده ها يكي از امكاناتي است كه در محيط هاي بانك اطلاعاتي در اختيار اداره كنندگان بانك قرار مي گيرد. ديكشنري داده ها كه به آن راهنماي سيستم نيز مي گويند در واقع بانكي در مورد خود بانك و داده هاي ذخيره شده در آن است. بطور كلي اطلاعات و محتواي ديكشنري داده ها بشرح زير مي باشد:
• شرح ساختار و پيكر بندي فيزيكي بانك .
• تاريخ ايجاد داده ها .
• مكانسيم ورود داده ها به بانك .
• ارتباط بين برنامه هاي كاربردي و داده ها .
• مشخصات كاربران و چگونگي حق دستيابي آنها .

آشنايي با جداول و اجزاء تشكيل دهنده آنها در بانك هاي اطلاعاتي
جدول مهمترين ساختار داده اي در سيستم بانك هاي اطلاعاتي رابطه اي است (‌در ادامه اين فصل به تشريح سيستم هاي رابطه اي خواهيم پرداخت. ) جدول در سيستم رابطه اي تشكيل شده از چندين سطر و ستون مي باشد كه مقادير داده در هر سطر و ستون در طول زمان متغير خواهد بود. به طور كلي جداول ساختار بنيادين رابطه ها هستند. سطرهاي موجود در جداول را « ركورد» و ستونهاي آن را « فيلد» مي نامند.

ركورد
ركورد يك ساختار داده اي متشكل از مجموعه فيلدهاست كه هر يك از اين فيلدها نام و نوع خاص خود را دارند. برخلاف يك آرايه كه تمام عناصر آن نمايانگر انواع يكساني از اطلاعات هستند و دستيابي به آنها با يك شاخص (‌ايندكس )‌انجام مي شود، عناصر يك ركورد نمايانگر انواع مختلفي از اطلاعات مي باشد كه بوسيله نامشان مورد دستيابي قرار مي گيرند.

فيلد
فيلد محلي است در يك ركورد كه نوع خاصي از داده ها در آن ذخيره مي شود. به عنوان مثال چنانچه قرار باشد براي ذخيره سازي اطلاعات كارمندان يك سازمان از جداول استفاده شود،ركورد اين جداول ممكن است فيلدهايي براي ذخيره سازي نام خانوادگي، نام، نشاني ،مدرك تحصيل و .... داشته باشد. فيلدها بوسيله بيشينه طول و نوع داده هايشان (‌كاراكتري ، عددي، تاريخ و ... )‌ از يكديگر تميز داده مي شوند. توجه داشته باشيد كه امكان تعريف اين مشخصات معمولا در زبان تعريف داده ها (‌DDL )‌ قرار دارد.

آشنايي با روشهاي ارتباط و مدلهاي بانك هاي اطلاعاتي
سه مدل داده اي براي سيستم هاي بانك اطلاعاتي وجود دارد. لازمه هر مدل داده اي وجود يك ساختار داده اي است كه علاوه بر مدل داده عناصر ديگري را نيز در بردارد. عناصر مدل داده اي عبارتند از ساختارداده اي ، عملگرهاي عمل كننده روي ساختار و قواعد عام براي تامين جامعيت مي باشند. در ادامه اين بحث قصد داريم مدلهاي موجود را مورد مطالعه قرار دهيم. از آنجا كه بانك اطلاعاتي اوراكل مبتني بر مدل رابطه اي است، لذا بيشتر بحث خود را بر مدل رابطه اي معطوف مي داريم .

مدل سلسله مراتبي
اين ساختار ،قديمي ترين مدل براي طراحي بانك هاي اطلاعاتي است، در اين ساختار داده ها و ارتباط بين آنها به كمك يك درختواره نمايش داده مي شوند. در رختواره گرافي است داراي يك ريشه و N گره كه در حالت بسته و غير چرخشي قرار دارد. منظور از حالت بسته اين است كه بين هر دو گره پيوندي وجود دارد كه يك مسير منطقي را از گرهي به گره ديگر تامين مي كند و هميشه از سطح بالاتر به سطح پايين تر است . غير چرخشي نيز يعني مسيري از گره سطح پايين تر به گره سطح بالاتر وجود ندارد. هر گره از هر سطح مي تواند تعدادي گره وابسته يا فرزند داشته باشد ولي هر گره فرزند فقط يك گره پدر دارد. هر گره از رختواره مي تواند ركوردي حاوي يك نوع موجوديت باشد. از آنجا كه ريشه سلسله مراتب، نقطه ورود به ساختار بوده و مسير منطقي از سمت بالاتر به سمت پايين تر است، براي عمليات بازيابي ، علاوه بر دستيابي به ريشه، امكان دستيابي به فرزند نيز بايد وجود داشته باشد. در بحث ذخيره سازي نيز اين سيستم داراي اشكال است.

مدل شبكه اي
در اين ساختار موجوديت ها به كمك انواع ركوردها،و ارتباطات به كمك پيوندهاي بين ركوردها نمايش داده مي شوند. چنانچه خواسته باشيم اين ساختار را با مفاهيم موجود در رختواره توضيح دهيم، بايد گفت كه در اين ساختار، هر گره فرزند مي تواند بيش از يك گره پدر داشته باشد. بنابراين به كمك اين ساختار مي توان ارتباطات يك به چند را نمايش داد. مدل شبكه اي پيچيده تر از مدل سلسله مراتبي است و به همان نسبت عمليات ذخيره و بازيابي پيچيده تري دارد.

مدل رابطه اي
پايگاه داده رابطه اي از ديد كاربران يك مجموعه از جدولهايي است كه به درستي قابل درك مي باشند. چهار مفهوم اساسي در اين مدل به شرح زير وجود دارد:
1- جدول 2- ستونها 3- رديفها 4- فيلدها
اين مدل داده ها را در روابط سازماندهي نموده و از قوانين رياضي تبعيت مي كند. صفات خاصه يك موجوديت در يك سيستم به عنوان يك رابطه در اين مدل مطرح مي شود. به عنوان مثال در سيستم دانشگاه مي توانيم رابطه دانشجو را در نظر بگيريم :
( شماره شناسنامه، سال ورود، رشته، نام ، شماره دانشجويي ) دانشجو
صفت خاصه نام رابطه

اين رابطه بر طبق مدل رابطه اي بصورت زير نمايش داده مي شود:
شماره شناسايي سال ورود رشته نام
1012 1379 كامپيوتر علي 245
2578 1380 رياضي حسين 265
3920 1379 آمار رضا 327
17 1381 كامپيوتر بهرام 493

هر ستون در مدل رابطه اي همچنان كه در بالا مشاهده مي كنيد نشان دهنده يك صفت خاصه ( فيلد)‌ از يك نوع موجوديت ( دراين مثال دانشجو)‌ و هر سطر نمايانگر يك نمونه از يك موجوديت (‌ركورد)‌ مي باشد.

خواص ارتباطات رابطه اي
يك جدول يا رابطه شامل خواص زير است:
• رديفهاي تكراري در آن وجود ندارد.
• ترتيب رديفها مهم نيست.
• ترتيب ستونها مهم نيست.
• مقادير اتميك (‌Atomic )‌ مي باشند ( يا به عبارتي همه مقادير صفات غير قابل تجزيه هستند.)

كليد در مدل رابطه اي
كليد در مدل رابطه اي صفت خاصه يا نام ستوني است كه براي هر كدام از سطرهاي مقدار منحصر بفردي دارد به عنوان مثال در رابطه دانشجو شماره دانشجويي مي تواند يك كليد باشد زيرا هر دانشجو شماره دانشجويي مخصوص به خود را دارد اما نام را نمي توان يك كليد در نظر گرفت . كليد مي تواند تركيبي از صفات باشد به عنوان مثال در رابطه دانشجو مجموعه نام و شماره شناسنامه نيز مي توانند به عنوان كليد در نظر گرفته شوند. كليد كانديد: از مجموعه كليدهايي كه مي توانيم براي يك رابطه در نظر بگيريم آنهايي كه در دو ويژگي زير صدق كنند به عنوان كليد كانديد در رابطه مذكور مطرح مي شوند.
1- منحصر به فرد بودن: مقدار اين صفت براي هر سطر منحصر به فرد است.
2- خاصيت غير قابل كاهش بودن: هيچ زير مجموعه مناسبي از صفات تشكيل دهنده كليد. داراي خاصيت منحصر به فرد بودن نباشد.
به عنوان مثال اگر مجموعه دو صفت شماره دانشجويي و نام را به عنوان كليد در نظر بگيريم شرط اول در مورد اين كليد صادق است ولي شرط دوم برقرار نيست زيرا شماره دانشجويي به عنوان زير مجموعه اي از دو صفت شماره دانشجويي و نام داراي خاصيت منحصر به فرد بودن است. پس اين مجموعه كليد كانديد نيست. اما كليد اصلي، كليد كانديدي است كه توسط طراح بانك اطلاعاتي انتخاب و معرفي مي شود يا به عبارتي طراح بانك،يكي از كليدهاي كانديد را به عنوان كليد اصلي بر ميگزيند در تعيين كليد اصلي از بين كليدهاي كانديد بايد دو ضابطه زير را در نظر گرفت:
1- در نظر گرفتن اهميت كليد اصلي نسبت به ساير كليدهاي كانديد كه در پاسخگويي به نيازهاي متنوع كاربران از اهميت بيشتري برخوردار است.
2- كوتاهتر بودن طول كليد كانديد از نظر طول رشته بايتي.

سيستم بانك اطلاعاي رابطه اي
سيستم مديريت بانك اطلاعاتي رابطه اي داراي شرايط زير است:
1- بانك اطلاعاتي مبتني بر رابطه ها ( بطوريكه كاربر بانك را بصورت مجموعه اي از جداول ببينيد. جداولي كه دو سطر تكراري در آن وجود ندارد. ترتيب رديفها و ستونها در آن مهم نيست و ستونها قابل تجزيه نيستند.)
2- حداقل سه عمل زير روي جداول آن قابل انجام باشديا به عبارتي داراي عملگرهايي جهت انجام سه مورد زير بر روي جداول باشد.
1) عملگري جهت انتخاب سطرهاي خاصي از بانك اطلاعاتي (‌ عملگر گزينش )‌
2) عملگري جهت انتخاب ستونهايي از بانك اطلاعاتي (‌ عملگر گزينش)‌
3) عملگري جهت تركيب دو جدول اطلاعاتي و ايجاد جدول جديد (‌ عملگر پيوند)‌

مزاياي مهم سيستم هاي بانك اطلاعاتي
اهميت و اعتباري كه فن آوري بانكهاي اطلاعاتي در سالهاي اخير كسب كرده است به حدي است كه اينك به مثابه فن آوري برتر هم در محيط هاي تك كاربردي و هم در محيطهاي چند كاربردي ، بطور فراگير مورد استفاده قرار مي گيرد. مهمترين مزاياي سيستم بانك اطلاعاتي به شرح زير مي باشد:
• وحدت ذخيره سازي داده هاي عملياتي .
• كاهش افزونگي: در صورت عدم استفاده از سيستمهاي بدون پايگاه داده، به دليل آنكه هر برنامه كاربردي داراي فايلهاي خاص خودش مي باشد، تكرار اطلاعات در برنامه هاي كاربردي سبب افزونگي شده و موجب هدر رفتن فضاي منبع ذخيره سازي مي گردد.
• پرهيز از ناسازگاري: با كنترل و كاهش افزونگي، سيستم پايگاه داده ها سازگاري و يكپارچگي داده ها را تضمين مي كند.
• به اشتراك گذاتشتن داده ها: در سيستم پايگاه داده ها برنامه هاي كاربردي موجود قادر به اشتراك گذاردن داده ها در بانك اطلاعاتي بوده و برنامه هاي كاربردي جديد نيز مي توانند از اين داده ها استفاده كنند. در واقع عليرغم ديدگاههاي متفاوت كاربران، چند كاربر مي توانند در يك زمان به بانك دسترسي داشته باشند.
• اعمال محدوديتهاي امنيتي : وجود سيستمهاي امنيتي در پايگاه داده ها كه از مهمترين مشخصه هاي اين گونه سيستمها است امكان اعمال كنترل هاي مختلف را براي هر نوع دسترسي (‌ بازيابي،اصلاح، حذف و غيره) بر روي بانك اطلاعاتي را فراهم مي كند.
• ايجاد تعادل بين درخواستهاي تداخلي: در سيستمهاي بانك اطلاعاتي، ساختاري جهت دسترسي سريع به منبع ذخيره سازي وجود دارد كه بهترين و بهينه ترين امكانات را براي سيستم فراهم مي آورد.

خلاصه: در اين فصل شما را با مفهوم بانك اطلاعاتي ، اجزاء و عناصر مهم بانك اطلاعاتي و سيستم مديريت بانك اطلاعاتي آشنا ساختيم همچنين سه مدل سلسله مراتبي، شبكه اي و رابطه اي براي سيستم هاي بانك اطلاعاتي معرفي شد كه با بيان مزايا و تعريف مدل رابطه اي اهميت و لزوم استفاده از بانك هاي اطلاعاتي رابطه اي جهت طراحي نرم افزاري و سخت افزاري سيستم هاي اطلاعاتي مشاهده گرديد.

منبع : شبکه فن آوری اطلاعات ایران