Podstawowe cechy relacyjnych baz danych

W modelu relacyjnym, strukturą danych jest relacja; Relacja jest dwuwymiarową tabelą składająca się z kolum - atrybutów i wierszy - rekordów. Relacyjna baza danych powstaje przez przekształcenie występujących na diagramie związków encji w tabele, a atrybutów w kolumny tabel. Dane w takiej bazie są przechowywane w tabelach, które z kolei składają się z rekordów, rekordy natomiast z pól. Każde pole odpowiada pojedynczej danej. Dwie (lub więcej) tabele mogą być połączone jeżeli posiadają co najmniej jedno pole wspólne.

Ograniczenia integralnościowe to:

• klucz podstawowy,
• klucz obcy,
• zawężenie dziedziny,
• unikalność wartości,
• możliwość nadawania wartości pustych/niepustych.

Ograniczenie integralnościowe jest pewną regułą gwarantującą, że dane znajdujące się w relacji spełniają tę regułę, definiuje się je albo dla pojedynczego atrybutu albo dla całej relacji. W praktyce nad zapewnieniem integralności danych czuwa System zarządzania bazą danych.

Każda relacja posiada swój tzw. schemat, który składa się z listy atrybutów. Schemat relacji R jest często oznaczany jako R(A1, A2, ..., An), gdzie A1, A2, ..., An oznaczają atrybuty. Liczbę atrybutów składających się na schemat relacji R nazywamy stopniem relacji. Każdy atrybut posiada swoją domenę, zwaną także dziedziną. Definiuje ona zbiór wartości jakie może przyjmować atrybut poprzez określenie tzw. typu danych, np. liczba całkowita, data, ciąg znaków o długości.

W modelu relacyjnym wykorzystuje się tzw. algebrę relacji, definiującą zbiór operacji na danych i semantykę tych operacji. Operacjami tymi są:

• selekcja - Umożliwia wyodrębnienie podzbioru krotek relacji, które spełniają warunek selekcji, oznaczane sigma. Warunek selekcji jest zbiorem predykatów postaci <atrybut><operator relacyjny><literał> lub <atrybut><operator relacyjny><atrybut>.
• projekcja - Umożliwia ona wyodrębnienie (wybór) tylko określonych atrybutów relacji. Operacja ta jest oznaczana symbolem pi z podzbiorem wybieranych atrybutów z całego zbioru atrybutów relacji.,
• połączenie - Operacja połączenia umożliwia łączenie wybranych krotek z dwóch relacji w pojedynczą krotkę. Krotki są łączone na podstawie podanego warunku połączeniwego. Warunek połączeniowy jest zbiorem predykatów połączonych operatorami logicznymi AND. Predykaty te są postaci: AiθBj,
• iloczyn kartezjański jako specjalny przypadek połączenia
• operacje na zbiorach (suma, część wspólna i różnica).
   

Podstawowe cechy jakie powinien spełniać system baz danych: 

• możliwość bezpośredniego, interakcyjnego, uzyskiwania informacji z bazy poprzez formułowanie pytań (ad hoc query facility),
• możliwość przechowywania danych w postaci trwałej (persistence) i zarządzania pamięcią wtórną, w której przechowuje się informacje bazy danych (secondary storage managment),
• zapewnienie kontroli jednoczesnego dostępu do danych (concurrency),
• możliwość odzyskiwania danych w wypadku błędów pracy systemu (recovery),
• ochrony danych przed niepowołanymi użytkownikami (authorization).