Relacijska algebra v podatkovnih bazah: operacije, primeri

Običajno so sistemi baz podatkov opremljeni z jezikom poizvedbe, ki lahko svojim uporabnikom pomaga pri iskanju primerkov. Obstajata dve taki tipi - relacijska algebra in relacijski račun. Prvi je proceduralni poizvedbeni jezik, ki upošteva primere odnosa kot vhodni podatki in izhodne odnose kot output. Uporablja se za ta unarni ali binarni račun. Relacijska algebra je rekurzivno izvedena, in vmesni rezultati

Kartezijski izdelek (Chi-)

Združuje informacije iz dveh različnih razmerij v eno.

Notacija - r Chis,

kjer sta r in s razmerja, njihova proizvodnja pa bo določena kot

r Chis = q isin-r in t je.

Zaključek. Ustvari odnos, ki prikazuje vse knjige in članke, napisane s pomočjo učbenikov.

Preimenuj operacijo (rho-).

Rezultat relacijske algebre je rezultat, vendar brez imena. Operacija preimenovanja vam omogoča spreminjanje izhodne vrednosti, označene z majhno grško črko rho-.

Oznaka - rho- _x (E),

kjer je rezultat izraza E shranjen z imenom x.

Dodatne dejavnosti:

• določi križišče;
• dodelitev;
• naravna povezava.

Relacijski izračun

Je neprocesiran jezik poizvedbe, to pomeni, da pravi, kaj storiti, vendar ne pojasnjuje, kako ga je mogoče izvajati. Relacijski račun obstaja v dveh oblikah:

• korelacijski izračun vmesnega razreda;
• filtriranje spremenljivih območij.

Oznake - T / Status: vrne vse nize T, ki izpolnjujejo pogoj. Rezultat. Vrne tuple z imenom. TRC je mogoče količinsko opredeliti. Uporabimo lahko eksistenčne (obstoječe) in univerzalne kvantifikatorje (forall-). Zaključek. Zgornja poizvedba bo dosegla enak rezultat kot prejšnja.

Domain relational calculus DRC

Spremenljivka filtriranja uporablja namesto celotnih vrednosti (kot je storjeno v zgoraj navedenem TRC) namesto domene atributov.

Oznaka je P (a ₁, a ₂, a ₃ , ..., a _n ),

kjer sta a1, a2 atributi, P pa formule, ki so zgrajene z notranjimi vrednostmi.

Zaključek. Nastavi članek, stran in temo iz povezave TutorialsPoint, kjer je predmet baze podatkov.

Tako kot TRC, DRC lahko napišemo tudi z uporabo eksistencialnih in univerzalnih kvantifikatorjev. DRK vključuje tudi operatorje relacijske algebre. Moč izračuna izražanja, izračunavanja in korelacije med točkami je enakovredna.

Razlike in sheme relacijskega računanja in algebre

Model ER, ko je zasnovan na diagramih, zagotavlja dober pregled bistvenih razmerij, ki jih je lažje razumeti. Shematske slike je mogoče preslikati v relacijsko shemo, torej jih je mogoče ustvariti skupaj z drugimi. Vse omejitve ER ni mogoče uvažati v relacijski model, lahko pa ustvarimo okvirno strukturo. Za pretvorbo diagramov v ta sistem je na voljo več postopkov in algoritmov. Nekateri od njih so avtomatizirani, drugi pa ročno ustvarjeni. Diagrami ER v glavnem sestavljajo naslednja merila:

• bistvo in njene lastnosti;
• ki je povezava med zgornjimi vrednostmi.

Primerjava predmetov in odnosov poteka na različne načine in sheme. Na primer, subjekt je predmet resničnega sveta z nekaterimi atributi. Postopek ujemanja je algoritem naslednji:

• ustvarite tabelo za vsak predmet;
• Atributi morajo postati tabela s primernimi vrstami podatkov;
• razglasi primarni ključ.

Razmerje je povezava med subjekti. Postopek sestavljanja je naslednji:

• ustvarite tabelo za razmerje;
• Dodajte primarne ključe vseh sodelujočih subjektov kot tabela s pripadajočimi vrstami podatkov;
• če ima relacija katerikoli atribut, nastavite vsak atribut kot polje tabel;
• Združite primarni ključ, ki sestavlja vse ostale za sodelujoče predmete;
• določite vse omejitve tujih ključev.

Kartiranje šibkih nizov in hierarhičnih objektov se pojavi v skladu s posebnim sistemom. Najprej je treba razumeti bistvene temelje in opredelitve teh vrednot. Šibek nabor predmetov je tisti, ki nima primarnega ključa, povezanega z njo. Postopek kartiranja je naslednji:

• ustvarite tabelo za šibek nabor predmetov;
• dodati vse atribute shemi kot polje;
• določi primarni ključ za identifikacijo;
• nastavite vse omejitve tujih ključev.

Prikaz hierarhičnih objektov temelji na specializaciji ali generalizaciji jezika relacijske algebre v obliki zaporednih subjektov. Algoritem je naslednji:

• ustvarite tabele za vse objekte višje nižje ravni;
• dodajte primarne ključe;
• na nizki ravni izvajajo vse druge atribute spodnjih objektov;
• razglasi primarne ključe tabele;
• nastavite omejitve tujih ključev.

Obstoječe možnosti za opisovanje, shranjevanje in spreminjanje informacij

SQL je programski jezik za relacijske baze podatkov. Razvija se nad algebro in korelacijskim računom tucerov. SQL je v obliki paketa z vsemi glavnimi porazdelitvami DBMS. Vsebuje podatke in jezike za njihovo manipulacijo. Z uporabo lastnosti definicije podatkov SQL za relacijsko algebo lahko načrtujete in spremenite osnovno shemo, medtem ko lastnosti upravljanja in nastavitev ter spremembe podatkov omogočajo shranjevanje in pridobivanje informacij, nameščenih v sistemu. Uporablja naslednji niz ukazov za definiranje strukture in sistema:

• Ustvari nove baze podatkov, tabele in poglede iz DBMS.
• oddaja ukaze.
• spremeni shemo baze podatkov.
• ta ukaz dodaja atribut objektu nizov vrstic.

SQL je opremljen z jezikom za manipulacijo s podatki (DML). Spreminja primerek baze podatkov, vstavlja, posodablja in izbriše podatke. DML je odgovoren za spreminjanje vseh podatkov. SQL vsebuje naslednji niz ukazov v razdelku DML:

1. SELECT je eden od glavnih ukazov poizvedbe. Podobno je projekcijsko delovanje relacijske algebre. Izbere atribute, ki temeljijo na pogoju, opisanem v klavzuli WHERE.
2. FROM - ta razdelek vzame ime kot argument, iz katerega morajo biti izbrani / predvideni atributi. Če je podano več kot eno ime, ta element ustreza kartezijskemu izdelku.
3. KJE - Ta razdelek definira predikat ali pogoje, ki se morajo ujemati, da bi lahko ocenili napovedani atribut.

Obstajajo tudi ukazi:

• vstaviti;
• sprememba vrednosti;
• odstranitev.

Ustvarjanje zahtev po relacijskih algebrah

Pri konstruiranju iskanja je naloga najti strukturo operacij, ki vodi k pravilnemu zaključku. Osnovne operacije relacijske algebre so preproste operacije z enim ali dvema relacijama kot operandi. Kombinirani učinki zaporedja določajo končni rezultat. Ker je sistem relacijske algebre v podatkovnih zbirkah precej preprost, lahko dobimo mnoge vmesne rezultate, preden dosežemo končni rezultat, se uporabljajo tudi kot operandi, ki proizvajajo nove podatke.

Za večino operaterjev vrstni red poizvedb in njihova izvedba ni pomembna, kar pomeni, da se isti rezultat lahko doseže z ustvarjanjem in kombiniranjem vmesnih podatkov na različne načine. V praksi so iskanja v podatkovni bazi precej enostavne. Sistem za izvajanje operacij in vmesnih rezultatov določi optimizator poizvedb. Pri oblikovanju vprašanj so zahteve
Najprej izberite, katere povezave so potrebne za doseganje odgovora, nato pa določite operacije in vmesne rezultate. Struktura vprašanja relacijske algebre v podatkovni bazi z rezultati je lahko predstavljena kot diagram. Optimizatorji zahtevajo organizacijo najučinkovitejše izvedbe. V praksi to ponavadi pomeni, da čim prej skušajo čim prej zmanjšati vmesne rezultate. To bo pripomoglo k skupnim primerom relacijske algebre.

Primer 1.

Potreba po informacijah: informacije o modelih avtomobilov iz leta 1996, kjer so bile ugotovljene pomanjkljivosti med pregledom leta 1999.

Najprej se prikažejo informacije o strojih, da bi razumeli vrednosti vseh atributov odnosa. Podatki o inšpekcijskem pregledu so shranjeni v tabeli »Check« in če je odkrita napaka, so registrirane v tabeli »Problem«. Tako boste potrebovali te tri tabele, da boste dobili informacije, ki jih potrebujete.

Zanimive so le avtomobili iz leta 1996. Območje modelov avtomobila je prikazano kot vrednost nameščenega atributa v vrstici tabele s podatki o napravi. Prvi vmesni rezultat sestavljajo torke, ki predstavljajo različice iz leta 1996.

Zato so potrebne le linije, ki pokrivajo to obdobje. Uporabiti morate izbor, da jih izvlečete. Zdaj so potrebni avtomobili in inšpekcijski pregledi. Potem so strune združene z uporabo postopka pridružitve. Povezani morajo biti s skupno številko registra, saj je to edini skupni stolpec, uporabljena je naravna povezava.

Če želite med preskusi ugotoviti kakršne koli težave, morate vrstice težav povezati s skeniranjem. Po povezavi kontrolne serije z avtomobili lahko ta rezultat povežete s tabelo napak. Pristop bi moral temeljiti na skupni registracijski številki in preverjenem datumu. To so edini skupni stolpci v tabelah, zato se uporablja naravna povezava.

Variante izračuna brez vmesnih rezultatov

Primer 2.

Potrebne informacije: Ime voznika za leto 1995 ali starejše avtomobile, ki niso bili preverjeni za leto 2000. Ime je v tabeli "Gonilnik". Organi pregona so opisani v tabeli "Inšpekcija in avtomobili v jedilnem avtomobilu". Zato potrebujemo te tri tabele. Najprej je treba najti avtomobile, ki niso bili pregledani leta 2000. Te težave ni mogoče rešiti z uporabo samo pregledov, navedenih v tabeli, saj vsebuje podatke o opravljenih preverjanjih in ne tistih, ki niso bili izvedeni. Ta problem se reši z iskanjem komplementarnih avtomobilov, ki se preverjajo pred letom 2000. Pravzaprav potrebujejo samo njihove registrske številke.

Poleg zgoraj navedenega so še drugi primeri, ki kažejo, kako lahko spremenite ali poiščete kakršne koli informacije. Možnosti poizvedbe lahko optimirate s posebnimi operacijami. Dejansko je najti in najti podatke najlažje in najpreprostejše, obstaja relacijski model računanja.

Kadar so informacije zavarovane in zaščitene

Relacijski model podatkov relacijske algebre je shranjen v zapisih datotek, ki vsebujejo zapise. Na fizični ravni so dejanske informacije določene v elektromagnetnem formatu na kateri koli napravi. Te naprave za shranjevanje lahko razdelimo v tri kategorije:

1. Primarno. Ta kategorija vključuje pomnilnik, ki je neposredno dostopen CPU-ju. Registri, hitri pomnilnik (predpomnilnik) in glavni (RAM) so neposredno dostopni osrednjemu, saj so vsi nameščeni na matični plošči ali čipset. Ta repozitorij je praviloma zelo majhen, super hiter in nestabilen. Za ohranitev stanja potrebuje stalno napajanje. V primeru okvare se izgubijo vsi njegovi podatki.
2. Sekundarno. Uporablja se za shranjevanje podatkov za prihodnjo uporabo ali varnostno kopiranje. Vključuje pomnilniške naprave, ki niso del čipov ali matične plošče procesorja, kot so magnetni diski, optični diski (DVD-ji, CD-ji itd.), Trdi diski, bliskovni pogoni in magnetni trakovi.
3. Terciarno. Uporablja se za shranjevanje ogromnih količin podatkov. Ker so takšne naprave za shranjevanje zunaj računalniškega sistema, so najhitreje v hitrostih. Te naprave za shranjevanje se večinoma uporabljajo za varnostno kopiranje celotnega sistema. Optični diski in magnetni trakovi se pogosto uporabljajo kot terciarno shranjevanje.

Za učinkovitost poizvedbe so pomembne posebne operacije relacijske algebre.

Skladiščna struktura

Računalniški sistem ima dobro definirano hierarhijo pomnilnika. CPU ima neposreden dostop do glavnega sistema in vgrajenih registrov. Čas dostopa do glavnega pomnilnika je očitno manjši od hitrosti procesorja. Če želite zmanjšati to odstopanje, vnesete predpomnilnik. Predpomnilnik zagotavlja najhitrejši čas dostopa in vsebuje podatke, ki najpogosteje dostopajo do CPU-ja.

Pomnilnik z najhitrejšim dostopom je najdražji. Velike naprave za shranjevanje zagotavljajo majhno hitrost in so cenejše, vendar lahko shranijo ogromne količine podatkov v primerjavi s procesorskim registrom ali z začasnim pomnilnikom.

Magnetni in trdi diski so najpogostejši sekundarni pomnilniški pripomočki v sodobnih računalniških sistemih. Imenujejo se magnetne, sestavljene so iz kovinske osnove. Te plošče se postavijo navpično na vreteno. Glava za branje / pisanje se premika med njimi in se uporablja za magnetizacijo ali odstranitev takega mesta pod njim. Lahko ga prepoznate kot 0 (nič) ali 1 (eno).

Trdi diski so formatirani v natančno določenem vrstnem redu za učinkovito shranjevanje podatkov. Ima veliko koncentričnih krogov, imenovanih tiri. Vsaka skladba je nadalje razdeljena na sektorje, kjer se običajno shrani 512 bajtov podatkov.

Operacije datotek

Operacije o jezikovnem sistemu relacijske algebre in njenih podatkovnih bazah se običajno razvrstijo v dve kategoriji:

• posodobitev;
• iskanje.

Prva kategorija spremeni vrednosti podatkov z vstavljanjem, brisanjem ali posodabljanjem. Po drugi strani pa operacije iskanja ne urejajo informacij, ampak jih po neobveznem pogojnem filtriranju naložijo. V obeh vrstah operacij ima izbira pomembno vlogo. Poleg ustvarjanja in brisanja datoteke lahko v njih obstaja več operacij:

1. Odpri - obstaja v enem od dveh načinov branja ali pisanja. V prvem primeru operacijski sistem nikomur ne dovoljuje spreminjanja podatkov. Z drugimi besedami, podatki se berejo le. Datoteke, odprte v načinu branja, lahko delijo več predmetov. Način snemanja vam omogoča spreminjanje podatkov. Datoteke lahko berete, vendar jih ni mogoče uporabiti skupaj.
2. Zapri je najpomembnejša operacija s stališča operacijskega sistema, saj izbriše vse ključavnice (če je v načinu skupne rabe), shrani podatke (če sploh) na sekundarni medij in osvobodi vse bisfere in obdelovalce, povezane z datoteko.
3. Indeksiranje je metoda strukture informacij za učinkovito pridobivanje zapisov iz sistemskih datotek na podlagi nekaterih atributov, kjer je bil ta sistem izveden. Opredeljen je na podlagi atributov.

Indeksiranje je lahko naslednje vrste:

1. Primarno je definirano v urejeni podatkovni datoteki. Informacijska datoteka je organizirana v ključnem polju.
2. Sekundarni indeks je ustvarjen iz polja, ki je ključ kandidata, in ima v vsakem zapisu edinstveno vrednost ali ne ključ s podvojenimi vrednostmi.
3. Grozdenje je definirano v urejeni podatkovni datoteki v polju, ki ni ključno.

Sistem upravljanja baz podatkov ali DBMS se nanaša na tehnologijo shranjevanja in pridobivanja informacij o uporabniku z največjo učinkovitostjo skupaj z ustreznimi varnostnimi ukrepi. Podrobno preučitev tega vprašanja vodi do zaključka, da je relacijska algebra jezik operaterjev, ki uporabljajo odnose kot argumente in jih kot posledico vrnejo.