Algebra relaționată în baze de date: operații, exemple

În mod tipic, sistemele de baze de date sunt echipate cu un limbaj de interogare care îi poate ajuta pe utilizatori să solicite instanțe. Există două astfel de tipuri - algebra relațională și calculul relațional. Prima este o limbă de interogare procedurală care ia instanțe de relație ca date de intrare și exemple de ieșiri ca relație de ieșire. Utilizează acest calcul unar sau binar. Algebra relațională este executată recursiv, și rezultatele intermediare

Produs cartesian (Chi-)

Combină informațiile din două relații diferite într-una.

Notație - r s, Chi-

unde r și s sunt rapoarte, iar producția lor va fi determinată ca

r Chi = q isin-r și t isins.

Concluzie. Stabilește o relație care arată toate cărțile și articolele scrise cu ajutorul manualului.

Redenumiți operația (rho-).

Relația dintre algebra relațională este rezultatul, dar fără nici un nume. Operația de redenumire vă permite să modificați valoarea de ieșire, indicată printr-o literă grecească mică rho-.

Desemnarea - rho- _x (E),

unde rezultatul expresiei E este stocat cu numele x.

Operații suplimentare:

• stabili intersecția;
• atribuire;
• conexiune naturală.

Calculul relațional

Este non-procedural limba de interogare, adică, el spune ce să facă, dar nu explică cum să îl pună în aplicare. Calculul relațional există în două forme:

• calculul de corelație al tuplei;
• filtrarea intervalelor variabile.

Notații - T / Status: returnează toate tuplele T satisfăcătoare. Rezultatul. Returnează o tuplă cu un nume. TRC poate fi cuantificat. Se pot utiliza coeficienți existențiali (existenți) și universali (forall-). Concluzie. Interogarea de mai sus va produce același rezultat ca cel precedent.

Domeniul calculului relațional RDC

Variabila de filtrare folosește domeniul atributului în locul valorilor întregului tuplu (așa cum se face în TRC menționat mai sus).

Notația este P (a ₁, o ₂, o ₃ , ..., o _n )

unde a1, a2 sunt atribute și P reprezintă formule construite prin valori interne.

Concluzie. Setează un articol, o pagină și o temă din relația TutorialsPoint, unde subiectul este baza de date.

La fel ca TRC, DRC poate fi scris și utilizând cuantifiatori existențiali și universali. RDC include și operatori de algebră relațională. Puterea de a calcula expresia, de a calcula și de a corela relațiile dintre puncte este echivalentă.

Variații și scheme de calcul relațional și algebră

Modelul ER, atunci când este conceput în diagrame, oferă o imagine de ansamblu bună a relațiilor esențiale care sunt mai ușor de înțeles. Imaginile schematice pot fi mapate într-o schemă relațională, adică pot fi create împreună cu ele. Nu este posibil să importem toate constrângerile ER într-un model relațional, dar poate fi generată o structură aproximativă. Există mai multe procese și algoritmi disponibili pentru transformarea diagramelor în acest sistem. Unele dintre ele sunt automate, iar altele sunt create manual. Schemele ER constau în principal din următoarele criterii:

• esența și atributele sale;
• care este o asociere între valorile de mai sus.

Comparația obiectelor și a relațiilor are loc în diferite moduri și scheme. De exemplu, o entitate este un obiect al lumii reale cu anumite atribute. Procesul de potrivire, algoritmul este după cum urmează:

• creați o tabelă pentru fiecare obiect;
• Atributele trebuie să devină câmpuri de tabelă cu tipurile de date corespunzătoare;
• declarați cheia primară.

O relație este o asociere între entități. Procesul de compilare este după cum urmează:

• creați un tabel pentru relația;
• Adăugați cheile primare ale tuturor entităților participante ca câmpuri de tabelă cu tipurile de date corespunzătoare;
• dacă relația are orice atribut, setați fiecare atribut ca câmp tabelar;
• Combinați cheia primară care alcătuiesc toate celelalte obiecte participante;
• specificați toate constrângerile cheie cheie.

Cartografierea seturilor slabe și a obiectelor ierarhice are loc conform unui sistem specific. În primul rând, este necesar să se înțeleagă fundamentele esențiale și definițiile acestor valori. Un set slab de obiecte este unul care nu are asociat nici o cheie primară. Procesul de cartografiere este după cum urmează:

• a crea un tabel pentru un set slab de obiecte;
• adăugați toate atributele în schemă ca câmp;
• specificați cheia primară pentru identificare;
• setați toate constrângerile cheie străine.

Afișarea obiectelor ierarhice se bazează pe specializarea sau generalizarea limbajului algebric relațional apare sub forma entităților succesive. Algoritmul este după cum urmează:

• a crea tabele pentru toate obiectele de nivel inferior;
• adăugați cheile primare;
• la un nivel scăzut, implementați toate celelalte atribute ale obiectelor de nivel inferior;
• declarați cheile primare ale tabelului;
• setarea constrângerilor cheie cheie.

Opțiuni existente pentru descrierea, stocarea, schimbarea informațiilor

SQL este un limbaj de programare pentru bazele de date relaționale. Acesta este dezvoltat peste algebră și calculul de corelație de tupluri. SQL vine sub forma unui pachet cu toate distribuțiile majore ale DBMS. Conține atât date, cât și limbi de manipulare a acestora. Folosind proprietățile definiției datelor SQL pentru algebra relațională, puteți proiecta și schimba schema de bază, în timp ce proprietățile de gestionare și ajustare, precum și modificările de date, vă permit să stocați și să preluați informațiile instalate în sistem. Utilizează următorul set de comenzi pentru definirea structurii și a sistemului:

• Creează noi baze de date, tabele și vizualizări din DBMS.
• emite comenzi.
• schimba schema bazei de date.
• această comandă adaugă un atribut unui obiect de tip de șir.

SQL este echipat cu un limbaj de manipulare a datelor (DML). Modifică instanța bazei de date, inserând, actualizând și ștergând informațiile. DML este responsabil pentru modificarea tuturor datelor. SQL conține următorul set de comenzi din secțiunea DML:

1. SELECT este una dintre comenzile principale de interogare. Este similar cu operarea de proiecție a algebrei relaționale. Selectează atribute pe baza condiției descrise în clauza WHERE.
2. FROM - această secțiune ia un nume ca argument din care ar trebui selectate / proiectate atributele. Dacă este dată mai mult de un nume, acest element corespunde unui produs cartezian.
3. WHERE - Această secțiune definește un predicat sau condiții care trebuie să se potrivească pentru a califica atributul proiectat.

Există, de asemenea, comenzi:

• paste;
• schimbarea valorilor;
• de ștergere.

Crearea cererilor de algebră relațională

La construirea unei căutări, sarcina constă în găsirea structurii operațiilor care duce la încheierea corectă. Operațiile de bază ale algebrei relaționale sunt operații simple cu una sau două relații ca operanzi. Efectele combinate ale secvenței determină rezultatul final. Deoarece sistemul este o algebra relațională în baze de date este destul de simplu, multe rezultate intermediare pot fi obținute până la producția finală în care sunt, de asemenea, folosite ca operanzi care produc noi date primite.

Pentru majoritatea operatorilor, ordinea interogărilor și executarea acestora nu contează, ceea ce înseamnă că aceeași ieșire poate fi obținută prin generarea și combinarea datelor intermediare în moduri diferite. În practică, căutările din baza de date sunt destul de ușoare. Sistemul pentru efectuarea operațiunilor și rezultatele intermediare este determinat de optimizatorul de interogări. La formularea întrebărilor, cerințele sunt
Mai întâi, alegeți ce relații sunt necesare pentru a obține răspunsul, apoi specificați operațiile și rezultatele intermediare. Structura unei interogări de algebră relativă într-o bază de date cu rezultate poate fi reprezentată ca o diagramă. Optimizatorii cerințelor încearcă să organizeze execuția cea mai eficientă. În practică, aceasta înseamnă de obicei că încearcă să minimizeze rezultatele intermediare cât mai curând posibil. Acest lucru va ajuta exemplele comune de algebră relațională.

Exemplul 1.

Necesitatea informației: informații privind autoturismele din 1996, unde au fost descoperite deficiențe în timpul inspecției din 1999.

Mai întâi, informațiile despre mașini sunt afișate pentru a înțelege valorile tuturor atributelor de relație. Informațiile de inspecție sunt stocate în tabelul "Verificați", iar dacă se detectează o eroare, acestea sunt înregistrate în tabelul "Problemă". Astfel, aveți nevoie de aceste trei tabele pentru a obține informațiile de care aveți nevoie.

Numai mașinile din 1996 sunt interesante. Gama modelului auto este reprezentată ca valoarea atributului instalat în linia tabelului de informații al mașinii. Primul rezultat intermediar constă în tupluri reprezentând versiunile din 1996.

Astfel, sunt necesare doar liniile care acoperă această perioadă. Trebuie să utilizați o selecție pentru a le extrage. Acum există mașini și inspecții necesare. Apoi, șirurile sunt îmbinate utilizând operația de îmbinare. Acestea trebuie să fie conectate la un număr comun de registru, deoarece este singura coloană obișnuită, este utilizată o conexiune naturală.

Pentru a afla dacă au existat probleme în timpul testelor, trebuie să conectați rândurile problemelor la scanare. După conectarea seriei de control la mașini, puteți conecta acest rezultat la tabelul de erori. Aderarea ar trebui să se bazeze pe numărul comun de înregistrare și data verificată. Acestea sunt singurele coloane comune din tabele, astfel încât este utilizată o conexiune naturală.

Variante ale calculului fără rezultate intermediare

Exemplul 2.

Informații necesare: numele șoferului pentru anul modelului 1995 sau mai vechi, care nu au fost verificate pentru anul 2000. Numele este în tabelul "Driver". Agențiile de aplicare a legii sunt descrise în tabelul "Inspecție și mașini în masina de luat masa". Astfel, avem nevoie de aceste trei tabele. În primul rând, este necesar să se afle mașini care nu au fost inspectate pentru anul 2000. Este imposibil să rezolvăm această problemă numai cu ajutorul inspecției specificate în tabel, deoarece conține date despre aceste verificări efectuate și nu despre cele care nu au fost implementate. Această problemă este rezolvată prin căutarea unor mașini complementare verificate înainte de anul 2000. De fapt, ei au nevoie doar de numerele lor de înregistrare.

Există și alte exemple în afară de cele de mai sus, care arată cum puteți schimba sau găsi informații. Opțiunile de interogare pot fi optimizate utilizând operații speciale. De fapt, pentru a găsi și a găsi datele au fost cele mai simple și mai simple, există un model relațional al calculului.

În cazul în care informațiile sunt securizate și protejate

Modelul relațional al datelor de algebră relativă este stocat în formate de fișiere care conțin înregistrări. La nivel fizic, informația actuală este fixată în format electromagnetic pe orice dispozitiv. Aceste dispozitive de stocare pot fi împărțite în trei categorii:

1. Primar. Această categorie include memorie, care este direct accesibilă procesorului. Registrele, memoria rapidă (memoria cache) și memoria principală (RAM) sunt direct accesibile celei centrale, deoarece toate sunt situate pe placa de bază sau pe chipset. Acest depozit, de regulă, este foarte mic, super-rapid și instabil. Este necesară o alimentare constantă pentru a menține starea. În caz de eșec, toate datele sale sunt pierdute.
2. Secundar. Folosit pentru stocarea informațiilor pentru utilizare ulterioară sau copiere de rezervă. Acesta include un dispozitiv de memorie care nu fac parte din chipset-ul placii de baza sau procesor, cum ar fi discuri magnetice, discuri optice (CD-uri, DVD-uri, și așa mai departe. D.), Hard disk-uri, unități flash și bandă magnetică.
3. Terțiar. Folosit pentru a stoca cantități uriașe de date. Deoarece astfel de dispozitive de stocare sunt externe sistemului de calcul, ele sunt cele mai lente în viteză. Aceste gadget-uri de stocare sunt utilizate în principal pentru a face backup pentru întregul sistem. Discurile optice și benzi magnetice sunt utilizate pe scară largă ca depozitare terțiară.

Pentru eficiența interogării, operațiile speciale ale algebrei relaționale sunt importante.

Structura de stocare

Sistemul informatic are o ierarhie de memorie bine definită. CPU are acces direct la sistemul principal, precum și la registrele încorporate. Timpul de acces la memoria principală este evident mai mic decât viteza procesorului. Pentru a minimiza această discrepanță, introduceți o memorie cache. Cache-ul oferă cel mai rapid timp de acces și conține date care accesează cel mai adesea CPU-ul.

Memoria cu cel mai rapid acces este cea mai scumpă. Dispozitivele de stocare mari oferă o viteză mică și sunt mai ieftine, dar pot stoca cantități uriașe de date în comparație cu registrul procesorului sau memoria cache.

Unitățile magnetice și hard disk sunt cele mai comune dispozitive secundare de stocare în sistemele informatice moderne. Ele sunt numite magnetice, ele constau dintr-o bază metalică. Aceste discuri sunt plasate vertical pe ax. Capul de citire / scriere se mișcă între ele și se utilizează pentru a magnetiza sau a elimina un astfel de loc sub el. Poate fi recunoscut ca 0 (zero) sau 1 (unul).

Unitățile hard disk sunt formatate într-o ordine bine definită pentru stocarea eficientă a datelor. Are multe cercuri concentrice numite piste. Fiecare piesă este în continuare împărțită în sectoare, unde în mod normal sunt stocate 512 octeți de date.

Operații de fișiere

Operațiile privind sistemul lingvistic al algebricii relaționale și bazele sale de date pot fi în general clasificate în două categorii:

• actualizați;
• Căutare.

Prima categorie modifică valorile datelor prin introducerea, ștergerea sau actualizarea. Pe de altă parte, operațiile de căutare nu editează informații, ci o prelucrează după filtrarea condițională opțională. În ambele tipuri de operațiuni, selecția joacă un rol semnificativ. În plus față de crearea și ștergerea unui fișier, pot exista mai multe operații care pot fi efectuate în ele:

1. Deschisă - există într-unul din cele două moduri de citire sau scriere. În primul caz, sistemul de operare nu permite nimănui să schimbe datele. Cu alte cuvinte, datele se citesc doar. Fișierele deschise în modul de citire pot fi partajate de mai multe obiecte. Modul de înregistrare vă permite să modificați datele. Fișierele pot fi citite, dar nu pot fi utilizate împreună.
2. Închide - aceasta este cea mai importanta operatiune a punctului sistemului de operare de vedere, deoarece elimină toate blocare (dacă este în modul partajat), stochează datele (dacă este schimbat) pe purtătorul secundar și eliberează toate tampoane și stivuitoare asociate cu fișierul.
3. Indexarea este o metodă de structurare a informațiilor pentru recuperarea eficientă a înregistrărilor din fișierele de sistem pe baza unor atribute în care a fost executat acest sistem. Acesta este definit pe baza atributelor.

Indexarea poate fi de tipul următor:

1. Principalul este definit în fișierul de date comandat. Fișierul de informații este organizat într-un câmp cheie.
2. Indicele secundar este generat din câmpul care este cheia candidat și are o valoare unică în fiecare înregistrare sau nu o cheie cu valori duplicate.
3. Clustering-ul este definit într-un fișier de date ordonat, într-un câmp non-cheie.

Un sistem de gestionare a bazelor de date sau un DBMS se referă la tehnologia de stocare și regăsire a informațiilor utilizatorilor cu eficiență maximă, împreună cu măsurile de securitate adecvate. O examinare detaliată a acestei chestiuni conduce la concluzia că algebra relațională este limba operatorilor care aplică relațiile ca argumente și le returnează ca rezultat.