Реляционные базы данных

- Пересечение - корпус  нового соотношения - пересечение старых корпусов

- Субтракция - корпус  нового соотношения получается  субтракцией старых корпусов

- Проекция - перекрестный  особый случай

- Декартово произведение - корпус нового соотношения - Декартово произведение старых  корпусов

- Выборка - от начального  соотношения те кортежи, которые  удовлетворяют к новым доменам  (приводит условия в движение  выборки) выбирается только

- Соединение - выбирающий  по Декартову произведению

- Дивизион - делитель - унарное  соотношение (который является с единственным атрибутом). Частное - совпадающие части кортежей дивиденда, перед которым есть делитель.⁶

В полученном объекте  могут быть идентичные кортежи (например, при проекции соотношения от примера  на соотношении, какие составы заголовка  единственного атрибута - фамилии, мы мы получаем двух пар идентичные кортежи (два Ivanovs и два Sidorovs) и еще один кортеж (Петров). Необходимо стереть дубликаты, что этот объект был соотношением (затем будет некий Иванов, некий Петров и некий Сидоров).

Атрибут соотношения - пара типа вида <Имя_атрибута : Имя_домена>.

Имена атрибутов должны быть единственными в пределах соотношения. Часто имена атрибутов соотношения  совпадают с именами адекватных доменов.

 

1.2 Первичный ключ и интуитивная интерпретация реляционных понятий

 

На определении первичный  ключ переменной соотношения - такая С подмножества набора атрибутов ее заголовка, что в любое время значение первичного ключа (составляют композит, если в сочинение первичного ключа вводит больше чем один атрибут) в любом кортеже корпуса соотношения отличается от значения первичного ключа в любом другом кортеже корпуса этого соотношения, и никакая собственная С подмножества не обладает этим свойством.

Понятие первичного ключа  существенно в соединении с понятием целостности баз данных. Мы отмечаем, что, хотя существование первичного ключа значения соотношения - формаль, следствие этого, корпус соотношения - набор, практически основной (и возможный), ключи переменных соотношений появляются в результате явных инструкций разработчика соотношения. Определяя переменную соотношения, модели разработчика, область данных отделяет данные, от которых будет содержать базу данных. Также это конечно, разработчик должен знать природу этих данных. Например, это должно знать, что ни у каких двух сотрудников во время в любой момент времени не может быть сертификата с тем же самым числом.

Таким образом, реляционная база данных - коммутируемое из соотношений, какие  имена совпадают с именами  схем соотношений в схеме БД.

Очевидно, у основных структурных понятий реляционной модели данных (за исключением понятия домена) есть очень простое интуитивное истолкование, хотя в теории реляционного БД все они определяются абсолютно формально и точно.

 

1.3 Двенадцать правил Кодда

 

12 правил Кодда (Codd’s 12 rules) —12 правил (фактически их 13), с которым каждая система управления должна удовлетворить реляционными базами данных.

Предлагаются английским математиком Edgarom Koddom (Эдгар Кодд).

Фактически управляет, настолько строги, что все популярные так называемые "реляционные" СУБД не соответствуют многим критериям.

Правило 0: Ключевое правило (Правило Основы): Реляционный СУБД должен быть способным, чтобы управлять полностью базой данных, используя связь между данными.:

Чтобы быть реляционной  системой управления базы данных (СУБД), система должна использовать исключительные реляционные возможности для управления базы данных.

Правило 1: Явное представление данных (информационное Правило):

Информация должна быть представлена в типе данных, накопленных  в ячейках. Данные, накопленные в ячейках, должны быть атомарны. Порядок строк в реляционной таблице не должен влиять на смысл данных.

Правило 2: Гарантируемый доступ к данным (Гарантируемое Правило Доступа):

Доступ к данным должен быть лишен неоднозначности. К каждому доступу элемента данных посредством сочетания имени таблицы должен быть гарантирован первичный ключ строки и имени столбца.

Правило 3: Полная обработка неизвестных значений (Систематическая Обработка Нулевых значений):

Неизвестный НУЛЬ значений, который является явным от любого известного значения, должен поддерживаться для всех типов данных в производительности любых операций. Например, для числовых данных неизвестные значения нельзя рассмотреть как нуль, и для символьных данных - как пустые строки.

Правило 4: Доступ к словарю данных с точки зрения реляционной модели (Активный На потоке Каталог, Основанный на Реляционной модели):

Словарь данных должен быть сохранен в форме реляционных таблиц, и  СУБД должен поддерживать доступ к этому посредством стандартных средств языка, то же самое, которые используются для работы с реляционными таблицами, содержащими информацию пользователя.

Правило 5: Полнота подмножества языка (Правило Подъязыка Исчерпывающих данных):

Реляционные базы данных системы управления должны поддерживать по крайней мере один реляционный язык, который

(), имеет линейный синтаксис,

(), это может использоваться  в качестве интерактивного, и  в прикладных программах,

(), поддерживает операции определения  данных, определение представлений,  манипуляции данные (интерактивный и программа), разделители целостности, управление доступом и работа управления транзакциями (начните, фиксируйте и откатывайте).

Правило 6: Возможность изменения представлений (Правило Обновления Представления):

Каждое представление должно поддерживать все операции манипулирования по условию, которые поддерживают реляционные таблицы: операции выборки, вставки, изменения и удаления данных.

Правило 7: Наличие высотных операций управления данными (Высотная Вставка, Обновление, и Стирают):

Операции вставки, изменения и  удаления данных должны поддерживаться не только относительно одной строки реляционной таблицы, но и относительно любой канатной оснастки.

Правило 8: Материальная независимость данных (Материальная Независимость данных):

Приложения не должны зависеть от используемых методов хранения данных на поставщиках услуг, от поддержки аппаратных средств компьютеров, на которых есть реляционная база данных.

Правило 9: Логическая независимость данных (Логическая Независимость данных):

Представление данных в приложении не должно зависеть от строения реляционных таблиц. Если в ходе нормализации реляционные таблицы I, разделенные на два, представление, должны обеспечить связку этих данных, что изменение строения реляционных таблиц не влияло на работу приложений.

Правило 10: Независимость управления целостности (Независимость Целостности):

Вся информация, необходимая  для поддержки целостности, должен быть в словаре данных. Язык для работы dataful должен выполнить проверку входных данных и автоматически поддерживать целостность данных.

Правило 11: Дистрибутивная независимость (Независимость Распределения):

База данных может  быть расположена, может быть на нескольких компьютерах, и она не должна влиять на приложения. Передача базы данных на другом компьютере не должна представить влияние на приложения.

Правило 12: Координация уровней языка (Правило Неподрывной деятельности):

Если язык низкого  уровня доступа к данным используется, это не должно игнорировать правила безопасности и правило целостности, которые поддерживаются языком больше высокого уровня.

 

 

 

 

 

2 Реляционные СУБД

 

2.1 Современные реляционные СУБД

 

Реляционный СУБД (РСУБД; иначе реляционные базы данных Системы  управления, СУРБД) - СУБД, управляющий реляционными базами данных.

Реляционное понятие (англ. relation - соотношение) соединяется с  разработкой известного английского  эксперта в боевой обстановке систем баз данных Эдгара Кодда (Edgar Codd).

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобного для пользователя табличного представления и возможности использования формального устройства алгебры соотношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентируется  на структуру данных в форме двухмерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет двухмерную антенную решетку и обладает следующими свойствами:

- Каждый элемент таблицы  - один элемент данных

- У всех ячеек в  однородном столбце таблицы, который  является всеми элементами в столбце, есть идентичный тип (численный, символ и и т.д.)

- У каждого столбца  есть уникальное имя

- Идентичные строки  в табличном пропуске

- Последовательность  строк и столбцов может быть  произвольной

Для создания базы данных, изменения ее структуры, редактирования и выборки данных используются системы управления базами данных. Современные реляционные системы управления базами данных содержат:

• набор инструментов для создания таблиц и отношений между связанными таблицами;
• средства администрирования базы данных;
• развитый пользовательский интерфейс, который позволяет получить доступ к информации, хранящейся в базе данных;
• средства разработки приложений, использующих базы данных.

На рис. 2 показан пример учета междугородних телефонных разговоров с помощью двух таблиц реляционной базы данных в Visual FoxPro.

С помощью средств  СУБД возможно:

1. выбрать информацию, представляющую для вас интерес. Например, вы можете получить сведения обо всех междугородних разговорах определенного клиента за любой интервал времени;

Рисунок 2 - Учет заказов  с помощью реляционных таблиц

Рисунок 3 - Отчет в  табличном виде, содержащий информацию о клиентах телефонной компании

2.  вывести на печать  всю таблицу или только выбранные  записи и поля в различных  форматах. Например, на рис. 2 показан табличный отчет, содержащий адреса клиентов телефонной компании.

На рис. 4 приведен один из вариантов информационного письма, содержащего имена и фамилии  клиентов из той же самой таблицы;

3. отображать информацию  базы данных в графическом виде. Например, на рис. 5 выведены, в виде диаграммы, данные о количестве клиентов торговой фирмы по городам;

4.  осуществлять необходимые  вычисления при формировании  отчетов и выборке данных из  таблиц.

Рисунок 4 - Информационное письмо, использующее сведения из базы данных

Рисунок 5 - Графическое  представление информации о количестве клиентов торговой фирмы

В настоящее время  имеется более десяти популярных СУБД для персональных компьютеров. Традиционно одной из наиболее распространенных в России и странах СНГ является СУБД Visual FoxPro, новая версия которой, Visual FoxPro 7.0, содержит дополнения и улучшения, расширяющие возможности системы.

 

2.2 Реляционная модель данных

 

Реляционная модель данных характеризуется следующими компонентами:

- информационной конструкцией  – отношением с двухуровневой  структурой,

- допустимыми операциями  – проекцией, выборкой, соединением  и другими,

- ограничениями – функциональными зависимостями между атрибутами отношения.

Каждому классу объектов Р материального мира ставится в  соответствие некоторое множество  атрибутов, например А1, А2, …, Аn. Отдельный объект класса Р описывается строкой величин (а1, а2, …, аn), где аi – значение атрибута Аi.⁷

Множество возможных  значений некоторой характеристики Аi называется доменом Di={di1, di2, …, din}.

Строка (а1, а2, …, аn) называется кортежем. Всему классу объектов соответствует множество кортежей - отношение.

Каждое значение-отношение характеризуется заголовком (или схемой) и телом (или множеством кортежей). Заголовок отношения представляет собой множество пар <имя атрибута, имя домена>.

Обозначим отношение, описывающее  класс объектов Р, также через  Р.

Выражение Р{А1, А2, …, Аn} называется схемой отношения Р.

Для каждого компонента кортежа должна быть указана ее связь  с соответствующим атрибутом. В  реляционной модели данных для обеспечения  этой связи порядок компонентов  кортежа совпадает с порядком следования атрибутов в схеме отношения.