โมเดลฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

โมเดลข้อมูลเชิงสัมพันธ์ถูกนำเสนอโดย C. F. Codd ในปี 1970 ปัจจุบันเป็นโมเดลข้อมูลที่ใช้กันมากที่สุด โมเดลข้อมูลเชิงสัมพันธ์อธิบายโลกว่า "คอลเลกชันของความสัมพันธ์ที่เชื่อมโยงกัน (หรือตาราง)" โมเดลข้อมูลเชิงสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับการใช้ตารางข้อมูลที่รวบรวมกลุ่มองค์ประกอบเข้าด้วยกันเป็นความสัมพันธ์ โมเดลเหล่านี้ทำงานบนแนวคิดที่ว่าแต่ละการตั้งค่าตารางจะมีคีย์หลักหรือตัวระบุ ตารางอื่นใช้ตัวระบุนั้นเพื่อให้ลิงก์ข้อมูล "เชิงสัมพันธ์" และผลลัพธ์

วันนี้ มี RDBMS (Relational Database Management System) ทางการค้าหลายตัว เช่น Oracle, IBM DB2, และ Microsoft SQL Server มี RDBMS ฟรีและโอเพนซอร์สหลายตัว เช่น MySQL, mSQL (mini-SQL) และ Java DB แบบฝัง (Apache Derby) ผู้ดูแลฐานข้อมูลใช้ Structured Query Language (SQL) เพื่อดึงองค์ประกอบข้อมูลจากฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

như đã nói คีย์หลักเป็นเครื่องมือพื้นฐานในการสร้างและใช้โมเดลข้อมูลเชิงสัมพันธ์ มันต้องเป็นค่าไม่ซ้ำสำหรับแต่ละสมาชิกของชุดข้อมูล ต้องมีข้อมูลสำหรับสมาชิกทุกคน ความไม่สอดคล้องอาจทำให้เกิดปัญหาในการดึงข้อมูลของนักพัฒนา ปัญหาอื่นของการออกแบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์รวมถึง การซ้ำซ้อนของข้อมูลมากเกินไป ข้อมูลที่ผิดหรือไม่สมบูรณ์ หรือลิงก์หรือความเชื่อมโยงระหว่างตารางที่ผิดปกติ ส่วนใหญ่ของการบริหารฐานข้อมูลประจำวันเกี่ยวข้องกับการประเมินชุดข้อมูลทั้งหมดในฐานข้อมูล เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาถูกเติมข้อมูลอย่างสม่ำเสมอ และจะตอบสนองได้ดีต่อ SQL หรือวิธีการดึงข้อมูลอื่นๆ

ตัวอย่างเช่น แถวฐานข้อมูลแบบดั้งเดิมจะแทน tuple ซึ่งเป็นชุดข้อมูลที่หมุนรอบอินสแตนซ์หรือวัตถุเสมือน เพื่อให้คีย์หลักเป็นตัวระบุที่ไม่ซ้ำ ชื่อคอลัมน์ในตารางข้อมูลเชื่อมโยงกับแอตทริบิวต์ ตัวระบุหรือคุณลักษณะที่ทุกส่วนของชุดข้อมูลมี ข้อตกลงเข้มงวดเหล่านี้และข้อตกลงอื่นๆ ช่วยให้มาตรฐานสำหรับการสร้างการตั้งค่าฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

วัตถุประสงค์การออกแบบฐานข้อมูล

• กำจัดความซ้ำซ้อนของข้อมูล: ชิ้นข้อมูลเดียวกันไม่ควรจัดเก็บในมากกว่าหนึ่งที่ เพราะข้อมูลซ้ำไม่เพียงแต่สูญเปล่าพื้นที่จัดเก็บ แต่ยังนำไปสู่ความไม่สอดคล้องง่าย
• รับรองความสมบูรณ์และความถูกต้องของข้อมูล: คือการบำรุงรักษาและการรับรองความถูกต้องและความสอดคล้องของข้อมูลตลอดวงจรชีวิต และเป็นด้านสำคัญต่อการออกแบบ การนำไปใช้ และการใช้งานระบบใดๆ ที่จัดเก็บ ประมวลผล หรือดึงข้อมูล

โมเดลเชิงสัมพันธ์ได้ให้พื้นฐานสำหรับ:

• การวิจัยทฤษฎีข้อมูล/ความสัมพันธ์/ข้อจำกัด
• วิธีการออกแบบฐานข้อมูลมากมาย
• ภาษาเข้าถึงฐานข้อมูลมาตรฐานที่เรียกว่า structured query language (SQL)
• เกือบระบบจัดการฐานข้อมูลทางการค้าสมัยใหม่ทั้งหมด

ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์พัฒนาไปพร้อมกับ SQL ความเรียบง่ายของ SQL - ที่มือใหม่ก็เรียนรู้คิวรีพื้นฐานได้ในเวลาสั้น - เป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของความนิยมของโมเดลเชิงสัมพันธ์

สองตารางด้านล่างเกี่ยวข้องกันผ่านฟิลด์รหัสสินค้า (product code) สองตารางใดๆ สามารถเกี่ยวข้องกันได้โดยเพียงการสร้างฟิลด์ที่ทั้งสองมีร่วมกัน

ตาราง 1

ตาราง 2

มี 4 ขั้นตอนของ RDM ดังนี้ -

• ความสัมพันธ์และแอตทริบิวต์ - ตารางต่างๆ และแอตทริบิวต์ที่เกี่ยวข้องกับแต่ละตารางถูกระบุ ตารางแทนเอนทิตี และแอตทริบิวต์แทนคุณสมบัติของเอนทิตีแต่ละตัว
• คีย์หลัก - แอตทริบิวต์หรือชุดแอตทริบิวต์ที่ช่วยระบุเรคอร์ดอย่างไม่ซ้ำกันถูกระบุและกำหนดเป็นคีย์หลัก
• ความสัมพันธ์ - ความสัมพันธ์ระหว่างตารางต่างๆ ถูกสร้างด้วยคีย์ต่างประเทศ (foreign keys) คีย์ต่างประเทศคือแอตทริบิวต์ที่เกิดในตารางหนึ่งซึ่งเป็นคีย์หลักของอีกตารางหนึ่ง ประเภทความสัมพันธ์ที่สามารถมีอยู่ระหว่างความสัมพันธ์ (ตาราง) คือ One to one, One to many, และ Many to many
• การปกติรูปแบบ (Normalization) - นี่คือกระบวนการปรับโครงสร้างฐานข้อมูลให้เหมาะสม การปกติรูปแบบทำให้การออกแบบฐานข้อมูลเรียบง่าย หลีกเลี่ยงความซ้ำซ้อนและความสับสน รูปแบบปกติที่แตกต่างกันมีดังนี้:

                 1. รูปแบบปกติที่หนึ่ง
                 2. รูปแบบปกติที่สอง
                 3. รูปแบบปกติที่สาม
                 4. รูปแบบปกติ Boyce-Codd
                 5. รูปแบบปกติที่ห้า

โดยการนำชุดกฎมาใช้ ตารางจะถูกปกติรูปแบบเป็นรูปแบบปกติข้างต้นในลำดับขั้นตอน ความมีประสิทธิภาพของการออกแบบจะดีขึ้นตามแต่ละระดับของการปกติรูปแบบที่สูงขึ้น

ข้อดีของฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

ข้อดีหลักของฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์คือช่วยให้ผู้ใช้จัดหมวดหมู่และจัดเก็บข้อมูลได้ง่าย ซึ่งภายหลังสามารถสอบถามและกรองเพื่อดึงข้อมูลเฉพาะสำหรับรายงาน ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ยังง่ายต่อการขยาย และไม่พึ่งพาการจัดระเบียบทางกายภาพ หลังจากสร้างฐานข้อมูลเดิม หมวดหมู่ข้อมูลใหม่สามารถเพิ่มได้โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนแอปพลิเคชันที่มีอยู่ทั้งหมด

ข้อดีอื่นๆ

• แม่นยำ - ข้อมูลจัดเก็บเพียงครั้งเดียว ซึ่งกำจัดการลดข้อมูลซ้ำ
• ยืดหยุ่น - คิวรีซับซ้อนง่ายสำหรับผู้ใช้
• ร่วมมือได้ - ผู้ใช้หลายคนสามารถเข้าถึงฐานข้อมูลเดียวกันได้
• น่าเชื่อถือ - โมเดลฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์เป็นที่ปกครองและเข้าใจดี
• ปลอดภัย - ข้อมูลในตารางภายใน RDBMS สามารถจำกัดให้เข้าถึงได้เฉพาะผู้ใช้บางคน