Baze de date - îndrumar

NOTIUNI INTRODUCTIVE PRIVIND

SISTEMELE DE GESTIUNE A BAZELOR DE DATE

O baza de date (database) este o colectie de date creata si mentinuta computerizat, care

permite operatii de inserare, actualizare, stergere si interogare a datelor. Utilizatorii unei baze de date

pot accesa datele memorate prin intermediul unui program numit Sistem de Gestiune a Bazei de Date

- SGBD - (Database Management System - DBMS), care receptioneaza cererile utilizatorilor (pentru

operatii de introducere, stergere, modificare sau interogare), le interpreteaza, executa operatiile

corespunzatoare si returneaza rezultatul catre utilizatori. Fiecare sistem de gestiune administreaza

datele conform unui anumit model de date. Exista mai multe modele de date utilizate in sistemele

SGBD: modelul ierarhic, modelul retea, modelul relational, modelul obiect-orientat, modelul obiectrelational.

Dintre acestea, in momentul de fata, modelul relational este cel mai larg raspandit, in

special in aplicatiile comerciale si acesta va fi studiat in continuare in aceasta lucrare .

1.1 MODELUL RELATIONAL

In modelul relational o baza de date este compusa dintr-o multime finita de relatii, fiecare

relatie reprezentand un tip de entitate sau o asociere dintre doua sau mai multe tipuri (multimi) de

entitati. Din aceasta definitie rezulta ca intr-o baza de date fiecare relatie este unica (nu exista doua sau

mai multe relatii de acelasi fel), dat fiind ca o baza de date este o multime de relatii.

1.1.1 RELATII

O relatie se defineste prin intermediul atributelor sale. Atributele unei relatii sunt atributele

tipului de entitate sau de asociere pe care il reprezinta relatia respectiva. Fiecare atribut al unei relatii

are un domeniu de definitie si poate lua o singura valoare (din domeniul sau de definitie) pentru

fiecare tuplu, adica atributele au numai valori scalare.

Un domeniu de definitie (domain) este o multime cu nume de valori atomice de acelasi tip,

avand o anumita semnificatie, din care isi iau valori atributele relatiilor. Denumirea de valori atomice

inseamna ca aceste valori nu pot fi descompuse din punct de vedere al sistemului de gestiune al bazei

de date si reprezinta cea mai mica entitate semantica de date.

Schema relatiei (relation schema), notata R(A1,A2,...Ai,...An), este compusa din numele

relatiei (R) si din lista ordonata a atributelor sale A1,A2,...Ai,..An, fiecare atribut Ai definit pe

domeniul sau de definitie, D(Ai).

Schema relatiei este folosita pentru a descrie relatia respectiva si se mai numeste si tipul sau

intensiunea relatiei. Numarul de atribute ale schemei unei relatii se numeste gradul relatiei.

O relatie (relation) R definita de schema R(A1,A2,...Ai,...An) este o multime de

n-tupluri t, fiecare tuplu fiind o lista ordonata de n valori t = <v1,v2,...vi,...vn>, unde 1 ? i

? n si vi este valoarea atributului Ai, apartinand domeniului sau de definitie D(Ai).

Din aceasta definitie rezulta imediat ca intr-o relatie nu exista tupluri duplicat (doua sau mai

multe tupluri identice), relatia fiind o multime (in sens matematic) de tupluri. Numarul de tupluri al

unei relatii se numeste cardinalitatea relatiei.

O relatie se reprezinta printr-un tabel (table) care este compus din urmatoarele parti:

? Numele tabelului, care este identic cu numele relatiei pe care o reprezinta.

? Un numar de coloane egal cu numarul de atribute ale relatiei, fiecare coloana

reprezentand un atribut.

? Capul tabelului, in care se inscriu numele atributelor relatiei, fiecare atribut fiind inscris

in coloana corespunzatoare.

? O multime de linii, fiecare linie corespunzand unui tuplu (deci unei entitati); in fiecare

element al unei linii se inregistreaza valoarea atributului corespunzator coloanei in care se

afla elementul respectiv.

Desi in numeroase documentatii se foloseste termenul de tabel pentru a desemna relatia pe

care o reprezinta, cele doua notiuni nu sunt identice: relatia este o notiune abstracta (o multime in sens

matematic), in timp ce tabelul este o reprezentare a relatiei.

Sistemele de baze de date relationale utilizeaza ca limbaj de programare limbajul SQL

(Structured Query Language), pentru care au fost propuse mai multe standarde de catre Organizatia

Internationala de Standardizare (International Standardization Office - ISO). Majoritatea sistemelor de

gestiune a baze lor de date relationale actuale implementeaza versiunea din anul 1992 a standardului

pentru limbajul SQL, denumita SQL92 (sau SQL2).

1.1.2 CONSTRANGERI DE INTEGRITATE

Relatiile unei baze de date reflecta realitatea modelata si de aceea valorile pe care le contin

trebuie sa respecte anumite reguli, care sa corespunda celor din realitate.

Constrangerile de integritate (integrity constraints) sunt reguli care se definesc la proiectarea

unei bazei de date si care trebuie sa fie respectate de orice stare a acesteia.

Din punct de vedere al locului unde sunt definite, constrangerile pot fi constrangeri intrarelatie

si constrangeri inter-relatii. Constrangerile intra-relatie sunt reguli care se impun in cadrul unei

singure relatii si asigura integritatea datelor acesteia. Ele sunt, la randul lor, de trei categorii:

constrangeri de domeniu, constrangeri de tuplu si constrangeri impuse prin dependente de date

(dependente functionale, multivalorice sau de jonctiune).

Constrangerile inter-relatii sunt reguli care se impun intre doua sau mai multe relatii. Cele

mai importante constrangeri inter-relatii sunt constrangerile de integritarea referentiala, care se

realizeaza prin intermediul cheilor straine si asigura asocierea corecta a relatiilor.

Din punct de vedere al modului de definire, constrangerile unei baze date pot fi inerente,

implicite si explicite.

Constrangerile inerente sunt cele ale modelului de date insusi, care nu trebuie sa fie

specificate la definirea relatiilor, dar sunt respectate prin modul in care se construiesc relatiile.

Constrangerile implicite sunt cele reprezentate in mod implicit in schemele relatiilor prin

intermediul instructiunilor de definire a datelor. Pentru fiecare model de date exista un set de

constrangeri implicite care se definesc odata cu definirea schemelor de date ale acestuia. Pentru

modelul relational, constrangerile de domeniu, constrangerile de tuplu si constrangerile de integritate

referentiala sunt exemple de constrangeri implicite. Constrangerile implicite sunt memorate in baza de

date si sistemul de gestiune impune automat respectarea acestora.

Constrangerile explicite sunt constrangeri suplimentare pe care trebuie sa le respecte relatiile

unei baze de date si care nu sunt impuse automat de sistemul SGBD, ci prin proceduri speciale. Ca

exemple de constrangeri explicite sunt unele dependentele de date (care vor fi studiate in Capitolul 5).

Constrangerile de domeniu sunt conditii impuse valorilor atributelor, astfel incat acestea sa

corespunda semnificatiei pe care o au in realitatea modelata. Dat fiind ca, in reprezentarea unei relatiei

printr-un tabel, valorile atributelor sunt reprezentate pe coloane, constrangerile de domeniu se mai

numesc si constrangeri de coloana. Dintre constrangerile de domeniu, constrangerea NOT NULL si

constrangerea de valoare implicita (DEFAULT) sunt constrangeri cu caracter mai general, care se pot

aplica oricarui atribut; constrangerea de verificare (CHECK) se poate aplica unor anumite atribute, in

functie de semnificatia acestora.

Constrangerile de tuplu: cheia primara si chei secundare. O relatie este definita ca o

multime de tupluri, deci tuplurile unei relatii trebuie sa fie distincte. Aceasta inseamna ca intr-o relatie

nu pot exista doua (sau mai multe) tupluri care sa contina aceeasi combinatie de valori ale tuturor

atributelor. De obicei, intr-o schema de relatie exista o submultime de atribute SK cu proprietatea ca, in

orice stare s-ar afla relatia, nu exista doua tupluri distincte ale relatiei care sa aiba aceeasi combinatie

de valori ale atributelor submultimii respective.