Relacijska algebra u bazama podataka: operacije, primjeri

Tipično, sustavi baze podataka opremljeni su jezikom upita koji korisnicima može pomoći u traženju primjeraka. Postoje dvije takve vrste - relacijska algebra i relacijski račun. Prvi je proceduralni jezik upita koji uzima odnosne instance kao ulazne podatke i izlaže primjer odnosa kao izlaz. Koristi za ovaj jednodijelni ili binarni račun. Relacijska algebra rekurzivno se izvodi, i srednje rezultate

Cartesian proizvod (Chi-)

Kombinira informacije iz dva različita odnosa u jednu.

Oznaka - r Chi- s,

gdje su r i s omjeri, a njihov izlaz će biti određen kao

r Chis = q isin-r i t je.

Zaključak. Uspostavlja odnos koji prikazuje sve knjige i članke napisane uz pomoć udžbenika.

Preimenuj operaciju (rho-).

Rezultat je relacija relacijske algebre, ali bez naziva. Preimenovanje omogućuje vam da promijenite izlaznu vrijednost označenu malim slovom grčkog rho-.

Oznaka - rho- _x (E),

gdje je rezultat izraza E pohranjen pod imenom x.

Dodatne operacije:

• uspostaviti raskrižje;
• zadatak;
• prirodna veza.

Relacijski račun

Je li ne-proceduralna jezik upita, to jest, on kaže što treba učiniti, ali ne objašnjava kako ga provesti. Relacijski račun postoji u dva oblika:

• korelacijski račun tuple;
• filtriranje varijabilnih raspona.

Oznake - T / Status: vraća sve tuple T koji zadovoljavaju stanje. Rezultat. Vraća tupinu s imenom. TRC se može kvantificirati. Postoji egzistencijalni (postojeći) i univerzalni kvantificatori (forall-). Zaključak. Gornji upit proizvodi isti rezultat kao i prethodni.

Relacijski račun domene DRC

Varijabla filtriranja koristi atributnu domenu umjesto cijele vrijednosti tupma (kao što je gore navedeno u TRC).

Oznaka je P (a ₁, ₂, ₃ , ..., _n )

gdje a1, a2 su atributi, a P označava formule izrađene unutarnjim vrijednostima.

Zaključak. Postavlja članak, stranicu i temu iz odnosa TutorialsPoint, gdje je predmet baza podataka.

Poput TRC-a, DRC se također može napisati pomoću egzistencijalnih i univerzalnih kvantificiranja. DRC također uključuje operatore relacijskih algebre. Snaga izračuna izraza, izračunavanje i povezivanje odnosa između točaka je ekvivalentna.

Varijacije i sheme relacijskog računanja i algebre

ER model, kada je koncipiran u dijagramima, pruža dobar pregled bitnih odnosa koje je lakše razumjeti. Shematske slike mogu se mapirati u relacijsku shemu, tj. One se mogu međusobno stvoriti. Nije moguće uvesti sva ER ograničenja u relacijski model, ali može se generirati približna struktura. Postoji nekoliko procesa i algoritama koji su dostupni za pretvaranje dijagrama u ovaj sustav. Neki od njih su automatizirani, a drugi su izrađeni ručno. ER dijagrami se uglavnom sastoje od sljedećih kriterija:

• bit i njegove atribute;
• što je povezanost između gore navedenih vrijednosti.

Usporedba objekata i odnosa odvija se na različite načine i sheme. Na primjer, entitet je objekt stvarnog svijeta s nekim atributima. Proces podudaranja, algoritam je sljedeći:

• stvoriti tablicu za svaki objekt;
• Atributi moraju postati tablična polja s odgovarajućim vrstama podataka;
• izjaviti primarni ključ.

Odnos je povezanost između entiteta. Proces kompilacije je sljedeći:

• stvoriti tablicu za odnos;
• Dodavanje primarnih ključeva svih subjekata sudionika kao polja tablice s odgovarajućim vrstama podataka;
• ako odnos ima bilo koji atribut, postavite svaki atribut kao polje tablice;
• Kombinirajte primarni ključ koji čini sve ostale za objekte koji sudjeluju;
• odredite sva vanjska ograničenja ključa.

Mapiranje slabih skupova i hijerarhijskih objekata događa se prema određenom sustavu. Prije svega, potrebno je razumjeti osnovne temelje i definicije tih vrijednosti. Slab skup objekata je onaj koji nema ni primarni ključ koji je povezan s njim. Postupak mapiranja je sljedeći:

• stvoriti tablicu za slab set objekata;
• dodajte sve atribute u shemu kao polje;
• odrediti primarni ključ za identifikaciju;
• postavite sva strana ograničenja ključa.

Prikaz hijerarhijskih objekata temelji se na specijalizaciji ili generalizaciji jezika relacijske algebre u obliku sukcesivnih entiteta. Algoritam je sljedeći:

• stvoriti tablice za sve objekte višeg nižeg nivoa;
• dodavanje primarnih ključeva;
• na niskoj razini, provodi sve ostale atribute objekata niže razine;
• deklarirajte primarne ključeve tablice;
• postaviti ograničenja stranih ključeva.

Postojeće opcije za opisivanje, spremanje i mijenjanje informacija

SQL je programski jezik za relacijske baze podataka. Razvijen je preko algebre i korelacijskog izračuna tuplica. SQL dolazi u obliku paketa sa svim većim distribucijama DBMS-a. Sadrži podatke i jezike kojima ih manipulira. Koristeći svojstva definicija podataka SQL relacijskoj algebri, možemo stvoriti i mijenjati sheme baze podataka, dok su svojstva kontrole i prilagodbe, kao i promjene informacijskih vam omogućiti da pohraniti i dohvatiti podatke u instaliranom sustavu. Koristi sljedeći skup naredbi za definiranje strukture i sustava:

• Stvara nove baze podataka, tablice i preglede iz DBMS-a.
• emitira naredbe.
• mijenja shemu baze podataka.
• ova naredba dodaje atribut predmetu tipa niza.

SQL je opremljen jezikom manipulacije podacima (DML). Ona mijenja primjer baze podataka, umetanje, ažuriranje i brisanje podataka. DML je odgovoran za mijenjanje svih podataka. SQL sadrži sljedeći skup naredbi u DML odjeljku:

1. SELECT je jedna od glavnih naredbi upita. Slično je projektiranju relacijske algebre. Odabire atribute na temelju uvjeta opisanog u WHERE klauzuli.
2. FROM - ovaj odjeljak ima naziv kao argument iz kojeg bi atributi trebali biti odabrani / projicirani. Ako je dodijeljeno više imena, ova stavka odgovara kartezijanskom proizvodu.
3. GDJE - Ovaj odjeljak definira predikat ili uvjete koji se moraju podudarati kako bi se kvalificirali projicirani atribut.

Postoje i naredbe:

• zalijepiti;
• promjena vrijednosti;
• uklanjanje.

Izrada relacijskih algebarskih zahtjeva

Prilikom izrade pretraživanja, zadatak je pronaći strukturu operacija koje vode do točnog zaključka. Osnovne operacije relacijske algebre su jednostavne operacije s jednim ili dva odnosa kao operandi. Kombinirani učinci sekvence određuju konačni rezultat. Budući da je sustav je odnosna algebra u bazama podataka je vrlo jednostavna, mnogi srednji rezultati mogu se dobiti do krajnjeg izlaza Oni su također korišteni kao operanada koji stvaraju nove primljene podatke.

Za većinu operatera nije važan redoslijed upita i njihova izvedba, što znači da se isti output može postići generiranjem i kombiniranjem međupredmetnih podataka na različite načine. U praksi, pretraživanja u bazi podataka su prilično jednostavna. Sustav za obavljanje poslova i srednje rezultate određuje alat za optimizaciju upita. Prilikom formuliranja pitanja, zahtjevi su
Najprije odaberite koje su veze potrebne za postizanje odgovora, a zatim navedite operacije i rezultate srednje vrijednosti. Struktura relacijskog algebarskog upita u bazi podataka s rezultatima može se prikazati kao dijagram. Optimizatori zahtjeva pokušavaju organizirati najučinkovitije izvršenje. U praksi to obično znači da pokušavaju minimizirati rezultate srednje vrijednosti što je prije moguće. To će vam pomoći uobičajeni primjeri relacijske algebre.

Primjer 1.

Informacije potrebne: informacije o modelima automobila iz 1996., gdje su otkriveni nedostaci tijekom inspekcije 1999. godine.

Prvo, prikazane su informacije o strojevima kako bi se razumjelo vrijednosti svih atributa veza. Podaci o inspekciji pohranjeni su u tablici "Provjera", a ako se otkrije greška, oni su registrirani u tablici "Problem". Dakle, trebate ove tri tablice kako biste dobili potrebne informacije.

Zanimljivi su samo automobili iz 1996. godine. Raspon modela automobila predstavljen je kao vrijednost instaliranog atributa u liniji tablice s informacijama stroja. Prvi srednji rezultat sastoji se od tuplica koji predstavljaju verzije 1996. godine.

Dakle, potrebno je samo linije koje pokrivaju ovo razdoblje. Morate upotrijebiti odabir da biste ih izdvojili. Sada su potrebna vozila i inspekcije. Zatim se žice pridružuju pomoću operacije pridruživanja. Mora biti povezan s zajedničkim brojem registra jer je to jedini zajednički stupac, koristi se prirodna veza.

Da biste saznali postoje li problemi tijekom testiranja, potrebno je povezati problemske retke s skeniranjem. Nakon spajanja kontrolne serije s automobilima, ovaj rezultat možete spojiti na tablicu kvara. Pristup se treba temeljiti na zajedničkom registracijskom broju i ovjerenom datumu. To su jedini zajednički stupci u tablicama, pa se koristi prirodna veza.

Varijante proračuna bez srednjih rezultata

Primjer 2.

Potrebne informacije: Ime vozača za modelnu godinu 1995. ili starije automobile koje nisu provjerene za 2000. godinu. Naziv se nalazi u tablici "Driver". Agencije za provedbu zakona opisane su u tablici "Inspekcija i automobili u blagovaonici". Dakle, trebamo ove tri tablice. Prvo, potrebno je saznati vozila koja nisu pregledana za 2000. godinu. Nemoguće je riješiti ovaj problem samo pomoću pregleda navedenih u tablici, jer sadrži podatke o izvršenim provjerama, a ne o onima koje nisu implementirane. Taj se problem rješava pretraživanjem komplementarnih automobila koji se provjeravaju prije 2000. godine. Zapravo, trebaju samo registracijske brojeve.

Pored gore navedenog, postoje i drugi primjeri koji pokazuju kako možete promijeniti ili pronaći bilo kakve informacije. Opcije upita mogu se optimizirati pomoću posebnih operacija. Zapravo, otkrivanje i pronalaženje podataka bilo je najjednostavnije i najjednostavnije, postoji relacijski model računanja.

Gdje su informacije osigurane i zaštićene

Relacijski model relacijskih algebarskih podataka pohranjen je u formatima datoteka koji sadrže zapise. Na fizičkoj razini, stvarni podaci fiksirani su u elektromagnetskom formatu na bilo kojem uređaju. Ovi uređaji za pohranu mogu se podijeliti u tri kategorije:

1. Primarni. Ova kategorija uključuje memoriju koja je izravno dostupna CPU-u. Registri, brza memorija (cache), a glavna memorija (RAM) izravno dostupna u centar, jer su postavljeni na matičnoj ploči ili čipsetu. Ovaj je spremište, u pravilu, vrlo malen, super brz i nestabilan. Za održavanje stanja potrebna je stalna napajanja. U slučaju kvara, svi njegovi podaci su izgubljeni.
2. Sekundarni. Koristi se za pohranjivanje informacija za buduću upotrebu ili sigurnosnu kopiju. To uključuje memorijski uređaj koji nisu dio matične ploče chipset ili procesor, kao što su magnetske diskove, optičke diskove (DVD, CD, i tako dalje. D.), tvrdi diskovi, flash diskove i magnetske trake.
3. Tercijarna. Koristi se za pohranu ogromnih količina podataka. Budući da su takvi uređaji za pohranu izvan računala, oni su najsporiji u brzini. Ovi gadget za pohranu uglavnom se koriste za sigurnosno kopiranje cijelog sustava. Optički diskovi i magnetske vrpce naširoko se koriste kao tercijarnu pohranu.

Za učinkovitost upita, važne su posebne operacije relacijske algebre.

Struktura za pohranu

Računalni sustav ima dobro definiranu hijerarhiju memorije. CPU ima izravan pristup glavnom sustavu, kao i ugrađenim registrima. Vrijeme pristupa glavnoj memoriji očito je manje od brzine procesora. Da biste minimizirali taj odstupanje, unesite predmemoriju. Predmemorija pruža najbrže vrijeme pristupa i sadrži podatke koji najčešće pristupaju CPU-u.

Memorija s najbržim pristupom je najskuplja. Veliki uređaji za pohranu pružaju malu brzinu, a oni su jeftiniji, ali mogu pohraniti ogromne količine podataka u usporedbi s procesorskim registrom ili memorijom predmemorije.

Magnetski i tvrdi diskovi najčešći su sekundarni uređaji za pohranu u modernim računalnim sustavima. Oni se zovu magnetski, sastoje se od metalne baze. Ti diskovi se postavljaju okomito na vreteno. Glava za čitanje / pisanje se kreće između njih i koristi se za magnetizaciju ili uklanjanje takvog mjesta ispod nje. Može se prepoznati kao 0 (nula) ili 1 (jedan).

Tvrdi diskovi su oblikovani u dobro definiranom redoslijedu radi učinkovite pohrane podataka. Ima mnogo koncentričnih krugova zvanih staza. Svaka staza je dalje podijeljena na sektore gdje se normalno pohranjuju 512 bajta podataka.

Operacije datoteka

Operacije jezičnog sustava relacijske algebre i njegovih baza podataka mogu se općenito klasificirati u dvije kategorije:

• ažurirati;
• Traži.

Prva kategorija mijenja vrijednosti podataka umetanjem, brisanjem ili ažuriranjem. S druge strane, operacije pretraživanja ne uređuju informacije, nego ih dohvaćaju nakon neobaveznog uvjetnog filtriranja. U obje vrste operacija, odabir igra značajnu ulogu. Pored izrade i brisanja datoteke, u njima se može izvršiti nekoliko operacija:

1. Otvori - postoji u jednom od dva načina čitanja ili pisanja. U prvom slučaju, operativni sustav ne dopušta nikome da promijeni podatke. Drugim riječima, podaci se samo čitaju. Datoteke otvorene u načinu čitanja mogu se dijeliti s nekoliko objekata. Način snimanja omogućuje vam promjenu podataka. Datoteke se mogu čitati, ali se ne mogu koristiti zajedno.
2. Zatvori - to je najvažnija operacija točke operacijskog sustava gledišta, budući da uklanja sve brave (ako je u zajedničkom načinu rada), pohranjuje podatke (ako se mijenja) na sekundarnoj prijevoznika i oslobađa pufera i rukuju povezane s datotekom.
3. Indeksiranje je metoda strukture informacija za učinkovito pronalaženje zapisa iz datoteka sustava na temelju nekih atributa gdje je taj sustav izvršen. Definiran je na temelju atributa.

Indeksiranje može biti sljedeće vrste:

1. Primarni je definiran u naručenoj podatkovnoj datoteci. Informativna datoteka organizirana je u ključnom polju.
2. Sekundarni indeks generira se iz polja ključa kandidata i ima jedinstvenu vrijednost u svakom zapisu ili ne ključ s duplikatnim vrijednostima.
3. Klasteriranje je definirano u naručenoj podatkovnoj datoteci, u polju bez ključa.

Sustav upravljanja bazom podataka ili DBMS odnosi se na tehnologiju pohranjivanja i dohvaćanja korisničkih informacija uz maksimalnu učinkovitost, uz odgovarajuće sigurnosne mjere. Detaljno ispitivanje ovog pitanja dovodi do zaključka da je relacijska algebra jezik operatora koji primjenjuju odnose kao argumente i vraćaju ih kao rezultat.