संबंधात्मक डेटा मॉडल

संबंधात्मक डेटा मॉडल सभी डेटा को संबंधों के रूप में प्रस्तुत करता है — नामित विशेषताओं पर टुपल्स (tuples) के सेट — और डेटा हेरफेर को सेट सिद्धांत और प्रथम-क्रम तर्क (first-order logic) से संचालन पर आधारित करता है, जिससे डेटा के तार्किक दृश्य और उसके भौतिक भंडारण के बीच स्वतंत्रता प्राप्त होती है।

Definition

संबंधात्मक मॉडल में एक संबंध टुपल्स का एक सेट होता है, प्रत्येक टुपल विशेषताओं के एक निश्चित सेट से उन विशेषताओं के डोमेन से प्राप्त मानों तक की मैपिंग होता है; एक संबंधात्मक डेटाबेस ऐसे संबंधों का एक संग्रह होता है जो अखंडता बाधाओं द्वारा शासित होता है।

Scope

यह विषय संबंधात्मक मॉडल के संरचनात्मक भाग को शामिल करता है: संबंध, टुपल्स, विशेषताएँ और डोमेन; स्कीमा और इंस्टेंस; कैंडिडेट, प्राइमरी और फॉरेन कीज़; और एंटिटी-इंटीग्रिटी और रेफरेंशियल-इंटीग्रिटी बाधाएँ। यह संबंधों को सेट सिमेंटिक्स और एक निश्चित एरिटी (arity) के रूप में मानता है, और बताता है कि डेटा स्वतंत्रता कैसे अनुप्रयोगों को भंडारण विवरणों से मुक्त करती है। इसमें मॉडल पर निर्मित क्वेरी भाषाएँ (SQL और संबंधात्मक बीजगणित के तहत शामिल) और सामान्यीकरण की डिज़ाइन अनुशासन शामिल नहीं है।

Core questions

• एक संबंध के संरचनात्मक घटक क्या हैं: विशेषताएँ, डोमेन, टुपल्स और एरिटी?
• कैंडिडेट, प्राइमरी और फॉरेन कीज़ टुपल्स को कैसे पहचानते और लिंक करते हैं?
• एंटिटी अखंडता और रेफरेंशियल अखंडता क्या गारंटी देती है?
• मॉडल तार्किक और भौतिक डेटा स्वतंत्रता कैसे प्राप्त करता है?
• संबंधों को टुपल्स की क्रमबद्ध सूचियों के बजाय सेट के रूप में क्यों परिभाषित किया जाता है?

Key concepts

• संबंध, टुपल, विशेषता, डोमेन
• संबंध स्कीमा और इंस्टेंस
• कैंडिडेट और प्राइमरी कीज़
• फॉरेन कीज़
• एंटिटी अखंडता
• रेफरेंशियल अखंडता
• तार्किक और भौतिक डेटा स्वतंत्रता
• शून्य मान

Key theories

टुपल्स के सेट के रूप में संबंध

एक संबंध अपनी विशेषता डोमेन के कार्टेशियन उत्पाद का एक उपसमुच्चय है; क्योंकि यह एक सेट है, टुपल्स अव्यवस्थित और डुप्लिकेट-मुक्त होते हैं, और मॉडल सेट संचालन के बीजगणित को विरासत में प्राप्त करता है।

डेटा स्वतंत्रता

डेटा को विशुद्ध रूप से संबंधों और बाधाओं के संदर्भ में वर्णित करके, मॉडल तार्किक स्कीमा को भौतिक भंडारण और पहुंच पथों से अलग करता है, ताकि भौतिक प्रतिनिधित्व अनुप्रयोगों को फिर से लिखे बिना बदल सके।

अखंडता बाधाएँ

एंटिटी अखंडता शून्य प्राइमरी-की मानों को प्रतिबंधित करती है और रेफरेंशियल अखंडता के लिए आवश्यक है कि प्रत्येक फॉरेन-की मान एक मौजूदा प्राइमरी की से मेल खाता हो, यह सुनिश्चित करते हुए कि संबंधों के बीच संबंध सुसंगत रहें।

Clinical relevance

संबंधात्मक मॉडल व्यापार, वित्त, सरकार और वेब में उपयोग किए जाने वाले डेटाबेस सिस्टम के प्रमुख वर्ग का आधार है; तार्किक संरचना को भौतिक भंडारण से स्पष्ट रूप से अलग करने के कारण ही संबंधात्मक डेटाबेस आधी सदी से संरचित, लेन-देन संबंधी डेटा के लिए डिफ़ॉल्ट विकल्प बने हुए हैं।

History

ई. एफ. कॉड ने 1970 में आईबीएम में संबंधात्मक मॉडल का प्रस्ताव रखा, जो प्रचलित पदानुक्रमित और नेटवर्क मॉडल के खिलाफ तर्क दे रहे थे जिनकी क्वेरी भौतिक नेविगेशन से बंधी हुई थीं। प्रोटोटाइप सिस्टम सिस्टम आर (आईबीएम) और इंग्रेस (बर्कले) ने 1970 के दशक के मध्य में इसकी व्यावहारिकता का प्रदर्शन किया, और कॉड को बाद में इस कार्य के लिए ट्यूरिंग अवार्ड मिला।

Key figures

• Edgar F. Codd
• Jeffrey D. Ullman

Seminal works

• codd1970
• silberschatz2019

Frequently asked questions

संबंधों को सेट के रूप में क्यों परिभाषित किया जाता है, जिसमें कोई डुप्लिकेट टुपल्स नहीं होते हैं?

एक संबंध को एक सेट के रूप में परिभाषित करना मॉडल को एक स्वच्छ गणितीय आधार देता है और इसका मतलब है कि एक टुपल की पहचान उसके विशेषता मानों और कुंजी बाधाओं द्वारा पूरी तरह से निर्धारित होती है। व्यवहार में SQL इसे मल्टीसेट (बैग) सिमेंटिक्स तक शिथिल करता है, जिससे डुप्लिकेट पंक्तियों की अनुमति मिलती है जब तक कि कोई कुंजी या DISTINCT विशिष्टता को लागू न करे।

रेफरेंशियल अखंडता वास्तव में क्या रोकती है?

यह लटकते हुए संदर्भों को रोकती है: एक संबंध में एक फॉरेन की या तो शून्य होनी चाहिए या संदर्भित संबंध में एक मौजूदा प्राइमरी-की मान से मेल खानी चाहिए, ताकि आप, उदाहरण के लिए, ऐसे ग्राहक के लिए ऑर्डर रिकॉर्ड न कर सकें जो मौजूद नहीं है।