Relační algebra v databázích: Operace, příklady

Typicky jsou databázové systémy vybaveny jazykem dotazu, který může uživatelům pomoci požádat o instanci. Existují dva takové typy - relační algebra a relační počet. Prvním je procedurální dotazovací jazyk, který vezme relační instance jako vstupní data a výstupy jako vztah výstupů. Použije pro tento unary nebo binární počet. Relační algebra je rekurzivně provedena a průběžné výsledky

Kartézský produkt (Chi-)

Kombinuje informace ze dvou různých vztahů do jednoho.

Notace - r Chis,

kde r a s jsou poměry a jejich výstup bude určen jako

r Chis = q isin-r a t isins.

Závěr. Vytváří vztah, který zobrazuje všechny knihy a články napsané pomocí učebnice.

Přejmenujte operaci (rho-).

Vztah relační algebry je výsledek, ale bez jakéhokoli jména. Přejmenování umožňuje změnu výstupní hodnoty označené malým řeckým písmenem rho-.

Označení - rho- _x (E),

kde je výsledek výrazu E uložen se jménem x.

Další operace:

• vytvořit křižovatku;
• přiřazení;
• přirozené připojení.

Relační počet

Není procedurální dotazovací jazyk, to znamená, že říká, co má dělat, ale nevysvětluje, jak jej realizovat. Relační počet existuje ve dvou podobách:

• korelační počet n.
• filtrování variabilních rozsahů.

Označení - T / Status: vrátí všechny tuple T, které splňují podmínky. Výsledek. Vrátí n-tici s názvem. TRC lze kvantifikovat. Mohou být použity existující (existující) a univerzální kvantifikátory (forall-). Závěr. Výše uvedený dotaz bude mít stejný výsledek jako předchozí.

Doména relačního počtu DRC

Filtrační proměnná používá doménu atributu namísto všech hodnot n-tice (jak je uvedeno výše v TRC).

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

kde a1, a2 jsou atributy a P znamená vzorce vytvořené interními hodnotami.

Závěr. Nastaví článek, stránku a motiv z relace TutorialsPoint, kde předmětem je databáze.

Stejně jako TRC, DRC lze také psát pomocí existenčních a univerzálních kvantifikátorů. DRC také zahrnuje operátory relační algebry. Síla výpočtu výrazu, výpočtu a korelace vztahů mezi body je ekvivalentní.

Varianty a schémata relačního počtu a algebry

Model ER, když je koncipován v diagramu, poskytuje dobrý přehled základních vztahů, které jsou srozumitelnější. Schematické obrazy mohou být mapovány do relační schématu, tj. Mohou být vytvořeny spolu s sebou. Není možné importovat všechna omezení ER do relačního modelu, ale lze generovat přibližnou strukturu. K převodu diagramů do tohoto systému je k dispozici několik procesů a algoritmů. Některé z nich jsou automatizované a jiné jsou vytvořeny ručně. ER diagramy se skládají hlavně z následujících kritérií:

• podstatu a jeho atributy;
• což je souvislost mezi výše uvedenými hodnotami.

Srovnání objektů a vztahů se děje různými způsoby a schématy. Například entita je objekt skutečného světa s některými atributy. Proces shody, algoritmus je následující:

• vytvořit tabulku pro každý objekt;
• Atributy se musí stát tabulkovými poli s odpovídajícími datovými typy;
• deklarovat primární klíč.

Vztah je souvislost mezi entitami. Proces kompilace je následující:

• vytvořit tabulku pro vztah;
• Přidejte primární klíče všech zúčastněných entit jako pole tabulky s odpovídajícími datovými typy;
• pokud má vztah nějaký atribut, nastavte každý atribut jako pole tabulky;
• Zkombinujte primární klíč, který tvoří všechny ostatní prvky pro zúčastněné objekty;
• zadejte všechna omezení cizích klíčů.

Mapování slabých sad a hierarchických objektů probíhá podle konkrétního systému. Především je nutné pochopit základní základy a definice těchto hodnot. Slabá sada objektů je taková, která s ní nemá žádný primární klíč. Proces mapování je následující:

• vytvořit tabulku pro slabou sadu objektů;
• přidat všechny atributy schématu jako pole;
• určete primární klíč pro identifikaci;
• nastavte všechna omezení cizích klíčů.

Zobrazení hierarchických objektů je založeno na specializaci nebo generalizaci jazyka relační algebry, které se vyskytují ve formě následných entit. Tento algoritmus je následující:

• vytvářet tabulky pro všechny objekty vyšší nižší úrovně;
• přidat primární klíče;
• na nízké úrovni implementovat všechny ostatní atributy objektů nižší úrovně;
• deklarujte primární klíče tabulky;
• nastavit omezení cizího klíče.

Existující možnosti popisu, ukládání, změny informací

SQL je programovací jazyk pro relační databáze. Je rozvíjen přes algebra a korelační počet nuclesů. SQL přichází ve formě balíčku se všemi hlavními distribucemi DBMS. Obsahuje jak údaje, tak jazyky manipulace s nimi. Použitím vlastností definici dat SQL relační algebře, můžeme navrhnout a upravovat schéma databáze, zatímco kontrolní vlastnosti a úpravy, stejně jako informace o změny vám umožní ukládání a načítání informací v nainstalovaném systému. Používá následující sadu příkazů pro definování struktury a systému:

• Vytváří nové databáze, tabulky a pohledy ze systému DBMS.
• emise příkazů.
• změní schéma databáze.
• tento příkaz přidá atribut objektu typu řetězec.

SQL je vybaven jazykem manipulace s daty (DML). Změní instanci databáze, vkládá, aktualizuje a odstraňuje informace. DML odpovídá za změnu všech dat. SQL obsahuje následující sadu příkazů v sekci DML:

1. SELECT je jeden z hlavních příkazů dotazu. Je podobná projekční činnosti relační algebry. Vybírá atributy na základě podmínek popsaných v klauzuli WHERE.
2. FROM - tato sekce má název jako argument, ze kterého by měly být atributy vybírány / promítány. Je-li zadáno více než jedno jméno, tato položka odpovídá karteziánskému produktu.
3. WHERE - Tato část definuje predikát nebo podmínky, které musí odpovídat, aby splňovaly nárok na projektovaný atribut.

K dispozici jsou také příkazy:

• vložka;
• změna hodnot;
• odstranění.

Vytváření žádostí o relační algebra

Při konstrukci vyhledávání je úkolem najít strukturu operací, která vede k správnému závěru. Základní operace relační algebry jsou jednoduché operace s jedním nebo dvěma vztahy jako operandy. Kombinované účinky sekvence určují konečný výsledek. Vzhledem k tomu, že systém je relační algebry v databázích je poměrně jednoduché, mnoho průběžné výsledky mohou být získány až do konečného výstupu jsou také použity jako operandy, které produkují nové přijatá data.

Pro většinu operátorů není důležité pořadí dotazů a jejich provedení, což znamená, že stejný výstup lze dosáhnout vytvořením a kombinováním mezilehlých dat různými způsoby. V praxi jsou vyhledávání v databázi poměrně snadné. Systém pro provádění operací a průběžných výsledků je určen optimalizátorem dotazů. Při formulování otázek jsou požadavky
Nejprve vyberte, které vztahy jsou potřebné k dosažení odpovědi, a pak specifikujte operace a výsledky. Struktura dotazu relační algebry v databázi s výsledky lze znázornit jako diagram. Optimalizátory požadavků se snaží organizovat co nejefektivnější provedení. V praxi to obvykle znamená, že se snaží co nejdříve minimalizovat průběžné výsledky. Pomůže to společným příkladům relační algebry.

Příklad 1.

Informační potřeba: informace o modelových modelech z roku 1996, kde byly během inspekce v roce 1999 zjištěny nedostatky.

Nejprve jsou zobrazeny informace o strojích, aby byly pochopeny hodnoty všech atributů vztahu. Informace o kontrole jsou uloženy v tabulce "Kontrola" a v případě zjištění závady jsou v tabulce "Problém" zaznamenány. Potřebujete tedy tyto tři tabulky, abyste získali potřebné informace.

Jedině auta z roku 1996 jsou zajímavé. Rozsah modelu vozidla je reprezentován hodnotou instalovaného atributu v řádku informační tabulky stroje. První průběžný výsledek se skládá z nucles reprezentujících verze roku 1996.

Proto jsou potřeba pouze linky, které pokrývají toto období. Abyste je mohli extrahovat, musíte použít výběr. Nyní existují automobily a inspekce, které byly požadovány. Poté jsou řetězce spojeny pomocí operace spojování. Musí být připojeny k společnému číslu registru, protože je to jediný běžný sloupec, používá se přirozené připojení.

Chcete-li zjistit, zda při testování došlo k nějakým potížím, musíte řádky problémů propojit se skenováním. Po připojení řady řízení k vozidlům můžete tento výsledek připojit k tabulce poruch. Přistoupení by mělo vycházet ze společného registračního čísla a ověřeného data. Jedná se o jediné společné sloupce v tabulkách, takže se používá přirozené připojení.

Varianty počtu bez průběžných výsledků

Příklad 2.

Potřebné informace: jméno řidiče pro modelový rok 1995 nebo starší vozy, které nebyly zkontrolovány pro rok 2000. Název je uveden v tabulce "Ovladač". Orgány činné v trestním řízení jsou popsány v tabulce "Inspekce a auta v jídelním voze". Potřebujeme tedy tyto tři tabulky. Za prvé, je nutné zjistit automobily, které nebyly pro rok 2000 prohlédnuty. Tento problém nelze vyřešit pouze při kontrole uvedené v tabulce, protože obsahuje údaje o těchto kontrolách, a ne o těch, které nebyly provedeny. Tento problém je řešen vyhledáním komplementárních vozů, které jsou kontrolovány před rokem 2000. Ve skutečnosti potřebují pouze registrační čísla.

K výše uvedeným příkladům uvádíme další příklady, které ukazují, jak můžete změnit nebo najít nějaké informace. Možnosti dotazu lze optimalizovat pomocí zvláštních operací. Ve skutečnosti bylo zjištění a nalezení údajů nejjednodušší a nejjednodušší, existuje relační model počtu.

Kde jsou informace zajištěny a chráněny

Relační model dat relační algebry je uložen ve formátech souborů obsahujících záznamy. Na fyzické úrovni jsou aktuální informace v jakémkoli zařízení fixovány v elektromagnetickém formátu. Tato paměťová zařízení mohou být rozdělena do tří kategorií:

1. Primární. Tato kategorie zahrnuje paměť, která je přímo přístupná procesoru. Registry, rychlá paměť (Cache) a hlavní paměť (RAM) k dispozici přímo do centra, protože jsou umístěny na desky nebo čipové sady. Toto úložiště je zpravidla velmi malé, super-rychlé a nestabilní. Pro udržení stavu je vyžadován konstantní zdroj napájení. V případě selhání se ztratí všechna data.
2. Sekundární. Používá se k ukládání informací pro budoucí použití nebo zálohování. To zahrnuje paměťové zařízení, které nejsou součástí základní desky chipsetu nebo zpracovatele, jako jsou magnetické disky, optické disky (DVD, CD, apod. D.), pevné disky, flash disky a magnetické pásky.
3. Terciární. Používá se k ukládání velkého množství dat. Vzhledem k tomu, že tato paměťová zařízení jsou externí k počítačovému systému, jsou nejpomalejší rychlostí. Tyto miniaplikace pro ukládání dat se používají hlavně k zálohování celého systému. Optické disky a magnetické pásky jsou široce používány jako terciální úložiště.

Pro efektivitu dotazu jsou důležité speciální relační algebra.

Skladová struktura

Počítačový systém má dobře definovanou hierarchii paměti. CPU má přímý přístup k hlavnímu systému, stejně jako ke vestavěným registrům. Doba přístupu do hlavní paměti je samozřejmě nižší než rychlost procesoru. Chcete-li tuto nesrovnalost minimalizovat, zadejte mezipaměť. Cache poskytuje nejrychlejší přístup a obsahuje data, která nejčastěji přistupují k CPU.

Paměť s nejrychlejším přístupem je nejdražší. Velké úložné zařízení poskytují nízkou rychlost, a jsou levnější, ale mohou ukládat obrovské množství dat ve srovnání s registru procesoru nebo vyrovnávací paměti.

Magnetické a pevné disky jsou nejběžnějšími prostředky sekundárního ukládání v moderních počítačových systémech. Jsou nazývány magnetické, skládají se z kovové základny. Tyto disky jsou umístěny svisle na vřetenu. Čtecí / zapisovací hlava se pohybuje mezi nimi a slouží k magnetizaci nebo odstranění takového místa pod ním. Může být rozpoznán jako 0 (nula) nebo 1 (jeden).

Pevné disky jsou formátovány v dobře definovaném pořadí pro efektivní ukládání dat. Má mnoho soustředných kruhů nazývaných stopy. Každá stopa je dále rozdělena do sektorů, kde jsou obvykle uloženy 512 bajtů dat.

Operace souborů

Operace jazykového systému relační algebry a jejích databází lze obecně rozdělit do dvou kategorií:

• aktualizace;
• vyhledávání.

První kategorie změní hodnoty dat vložením, mazáním nebo aktualizací. Na druhé straně vyhledávací operace neupravují informace, ale vyhledávají je po volitelném podmíněném filtrování. V obou typech operací hraje významnou roli výběr. Kromě vytváření a mazání souboru může být v něm několik operací:

1. Otevřít - existuje v jednom ze dvou režimů čtení nebo zápisu. V prvním případě operační systém neumožňuje nikomu měnit data. Jinými slovy data jsou čtena pouze. Soubory otevřené v režimu čtení mohou být sdíleny několika objekty. Režim záznamu umožňuje změnit data. Soubory lze číst, ale nelze je použít společně.
2. V blízkosti - to je nejdůležitější činnost operačního systému hlediska, protože odstraní všechny zámek (pokud je ve sdíleném režimu), ukládá data (je-li ke změně) na sekundárním nosiči a uvolní všechny buffery a manipulátory spojené se souborem.
3. Indexování je metoda struktury informací pro efektivní načítání záznamů ze systémových souborů na základě některých atributů, kde byl tento systém spuštěn. Je definována na základě atributů.

Indexování může být následujícího typu:

1. Primární je definována v objednaném datovém souboru. Informační soubor je uspořádán v poli klíče.
2. Sekundární index je generován z pole, které je kandidátským klíčem a má v každém záznamu jedinečnou hodnotu, nebo ne klíč s duplicitními hodnotami.
3. Clustering je definován v uspořádaném datovém souboru v poli bez klíče.

Systém správy databází nebo DBMS se týká technologie ukládání a získávání uživatelských informací s maximální efektivitou spolu s vhodnými bezpečnostními opatřeními. Podrobné zkoumání této otázky vede k závěru, že relační algebra je jazyk operátorů, kteří uplatňují vztahy jako argumenty a vracejí je jako výsledek.