Физическая организация данных в реляционной БД

Все данные в РБД (реляционной базе данных) хранятся в таблицах, а связь между таблицами определяет саму структуру данных. Для каждой таблицы имеется свой файл данных и свой файл индекса. Файл индексов в десятки раз меньше файла данных и его размер зависит от того, что взяли в качестве ключа; файл индексов содержит структурированный набор данных, а файл данных – нет.

1) поиск записи

Поиск записи в реляционной базе данных производится по файлу индексов. Найдя индекс удовлетворяющей запросу записи, далее по ссылке берутся данные из файла данных.

2) добавление записи

При добавлении записи в базу данных без файла индекса приходилось бы просматривать всю БД в поисках необходимого места вставки (чтобы записи в файле данных были записаны по порядку), а затем переписывать весь файл БД заново: записываем часть БД до места вставки, добавляем запись, дописываем оставшуюся часть после добавления записи. При большом файле БД эти операции потребовали бы неоправданной нагрузки файловой подсистемы.

При использовании файла индекса вставка (добавление) записи происходит так: в файл индекса (поскольку он в общем случае представляет собой таблицу с 2-мя полями) вставляем новую запись – индекс. При этом из-за малого размера файла индексов по сравнению с файлом данных мы не очень сильно нагружаем систему; сами же данные дописываются в конец файла данных, что даёт возможность производить добавление записей с одинаковой скоростью в независимости от размера БД.

3) удаление записи

В реляционной БД при удалении записи не происходит её физического удаления из БД. В этом случае, удаляемая запись удаляется из файла индекса, а в файле данных помечается как удалённая и далее становится недоступной для обработки. Физическое удаление помеченных как «удалённые» записей происходит либо по команде от пользователя, либо по накоплению какого-то порогового значения удалённых записей (т.е. во время переиндексации). Тогда файл БД переписывается в порядке, обратном порядку добавления записи.

4) изменение записи

На самом деле представляет собой последовательную комбинацию операций удаления старой записи и добавления новой с изменёнными значениями.

5) индексация

Это процедура построения индекса для файла данных. Переиндексация может производиться по команде от пользователя либо при достижении определённых условий (например, количество помеченных на удаление записей превысило некоторое допустимое значение). При переиндексации текущий файл индексов удаляется, из файла данных физически удаляются помеченные на удаление записи и по обновлённому файлу данных заново строится файл индексов.

16. Реляционные базы данных. Основы реляционной алгебры. Отношения. Фундаментальные свойства отношений. Операции над отношениями. Общая интерпретация реляционных операций. Реляционная модель данных. Основные понятия реляционных баз данных. Нормализация и денормализация реляционной модели данных. Основные характеристики 1, 2, 3, нормальных форм. Реляционные системы управления базами данных.
Реляционные базы данных

Реляционная модель впервые была предложена Э.Ф.Коддом (E.F.Codd) в 1970. Цели создания реляционной модели формулировались следующим образом:

- обеспечение более высокой степени независимости от данных.

- создание прочного фундамента для решения проблем непротиворечивости и избыточности данных.

- расширение языков управления данными за счет включения операций над множествами.

Коммерческие системы на основе реляционной модели данных начали появляться в конце 70-х – начале 80-х годов. В настоящее время существует несколько сотен ти­пов различных РСУБД как для мейнфреймов, так и для микрокомпью­теров, хотя многие из них не полностью удовлетворяют точному определению реля­ционной модели данных. Примерами РСУБД для персональных компьютеров являются СУБД Access и FoxPro фирмы Microsoft, Paradox и Visual dBase фирмы Borland, а также R:Base фирмы Microrim.

Благодаря популярности реляционной модели многие нереляционные системы те­перь обеспечиваются реляционным пользовательским интерфейсом, независимо от используемой базовой модели.