Фундаментальные свойства отношений

Отношение обладает следующими характеристиками:

• оно имеет имя, которое отличается от имен всех других отношений;

• каждая ячейка отношения содержит только атомарное (неделимое) значение;

• каждый атрибут имеет уникальное имя;

• значения атрибута берутся из одного и того же домена;

• порядок следования атрибутов не имеет никакого значения;

• каждый кортеж является уникальным, т.е. дубликатов кортежей быть не может;

• теоретически порядок следования кортежей в отношении не имеет никако­го значения. (Однако практически этот порядок может существенно по­влиять на эффективность доступа к ним.)

Для иллюстрации смысла этих ограничений рассмотрим отношение Branch (см. табл. 1). Поскольку каждая ячейка должна содержать только одно значение, то не допускается хранение в одной и той же ячейке двух номеров те­лефона одного и того же отделения компании. Иначе говоря, отношения не могут со­держать повторяющихся групп. Об отношении, которое обладает таким свойством, говорят, что ононормализовано, или находится в первой нормальной форме. (Более подробно нормальные формы рассматриваются ниже.)

Имена столбцов, указанные в их верхней строке, соответствуют именам атрибутов отношения. Значения атрибута Bno берутся из домена BRANCH_NUMBERS – не допускает­ся размещение в этом столбце иных значений, например почтового индекса. Столбцы можно менять местами при условии, что имя атрибута перемещается вместе с его значениями. Таблица все еще будет представлять то же отношение, если атрибут Tel_No расположить в ней перед атрибутом Postcode, хотя для лучшей читабельности ра­зумнее было бы располагать отдельные части адреса поблизости.

Отношение не может содержать кортежей-дубликатов. Например, строка (23, Москва, 111111, Победы, 1231112, 1231113) может быть представлена в отношении только один раз. При необходимости строки можно менять местами произвольным образом (например, переместить строку отделения ‘23’ на место строки отделения ‘24’), само отношение при этом останется прежним.

Большая часть свойств отношений происходит от свойств математических отношений реляционной алгебры, рассмотренных выше:

• Поскольку отношение является множеством, то порядок элементов не имеет значения. Следовательно, порядок кортежей в отношении несущественен.

• В множестве нет повторяющихся элементов. Аналогично, отношение не может содержать кортежей-дубликатов.

• Как и при вычислении декартового произведения множеств с простыми одно­значными элементами (например, целочисленными значениями), каждый элемент в каждом кортеже должен иметь единственное значение. Однако матема­тическое отношение не нуждается в нормализации. Кодд предложил запре­тить наличие повторяющихся групп с целью упрощения реляционной мо­дели данных.

• В математическом отношении порядок следования элементов в кортеже имеет значение. Например, допустимая пара значений (1, 2) совершенно отлична от допустимой пары (2, 1). Это утверждение неверно для отношений в реляционной мо­дели, где специально оговаривается, что порядок атрибутов несущественен. Дело в том, что заголовки столбцов однозначно определяют, к какому именно атрибуту от­носится данное значение. Следствием этого факта является положение о том, что по­рядок следования заголовков столбцов в заголовке отношения несущественен. Одна­ко, если структура отношения уже определена, то порядок элементов в кортежах те­ла отношения должен соответствовать порядку имен атрибутов.