
- •40. Основные определения и операции реляционной алгебры.
- •Деление
- •39. Модели данных.
- •1) Концептуальная (инфологическая)
- •2) Реализаций (деталогическая и физическая)
- •1) Сложность реализации и управления
- •2) Сложность программирования и использования приложений
- •3) Малая стандартизация
- •1) Простота идеи
- •2) Безопасность
- •3) Независимость и целостность данных
- •4) Эффективность
- •Сетевая модель
- •Недостатки
Алгеброй
называется
множество объектов с заданной на нем
совокупностью
операций, замкнутых относительно этого
множества, называемого основным
множеством. Основным
множеством в реляционной алгебре
является множество отношении. Всего
Э. Ф. Коддом было предложено 8 операций Теоретико-множественные
операторы: Объединение;
Пересечение; Вычитание; Декартово
произведение
Специальные
реляционные операторы: Выборка;
Проекция; Соединение;
Определение
1. Будем
называть отношения совместимыми
по типу,
если они имеют идентичные заголовки,
а именно,
Отношения
имеют одно
и то же множество имен атрибутов,
т.е. для любого атрибута в одном отношении
найдется атрибут с таким же наименованием
в другом отношении,
Атрибуты
с одинаковыми именами определены
на одних и тех же доменах.
Некоторые
отношения не являются совместимыми по
типу, но становятся таковыми после
некоторого переименования атрибутов.
Для того чтобы такие отношения можно
было использовать в реляционных
операторах, вводится вспомогательный
оператор
переименования атрибутов.
Оператор
переименования атрибутов имеет следующий
синтаксис:
Определение
2. Объединением
двух
совместимых по типу отношений
Определение
3. Пересечением
двух
совместимых по типу отношений
и
называется
отношение с тем же заголовком, что и у
отношений
и
,
и телом, состоящим из кортежей,
принадлежащих одновременно обоим
отношениям
и
.
Синтаксис операции пересечения:
Определение
4. Вычитанием
двух
совместимых по типу отношений
и
называется
отношение с тем же заголовком, что и у
отношений
и
,
и телом, состоящим из кортежей,
принадлежащих отношению
и
не принадлежащих отношению
.
Синтаксис операции вычитания:
Определение
5. Декартовым
произведением двух
отношений
а
тело состоит из кортежей, являющихся
сцеплением
кортежей отношений
и
:
таких,
что
Определение
6. Выборкой
(ограничением, селекцией) на
отношении А
с условием
В
простейшем случае условие
имеет
вид
Определение
7. Проекцией
отношения
по
атрибутам
Определение
8. Соединением
отношений
и
по
условию
называется
отношение
Определение
9. Пусть
отношение
содержит
атрибут
,
отношение
содержит
атрибут
,
а
-
один из операторов сравнения (
и т.д.). Тогда
-соединением
отношения
по
атрибуту
с
отношением
по
атрибуту
называют
отношение
Определение
10. Пусть даны
отношения
Тогда
естественным
соединением отношений
и
называется
отношение с заголовком
Естественное
соединение настолько важно, что для
него используют специальный синтаксис:
Определение
11. Пусть даны
отношения
Отношение
выступает
в роли делимого,
отношение
выступает
в роли делителя.
Деление отношений аналогично делению
чисел с остатком.
Синтаксис
операции деления:
Модель
– упрощенная абстракция реальных
событий и условий. Модель
данных — совокупность структур данных
и операций по их обработке. Модель
БД- совокупность логических конструкций,
используемая для представления структуры
данных и отношениях внутри БД. Бывают:
Иерархическая
Сетевая
Реляционная
Объектно-ориентированная Иерархическая
модель
базы данных основана на структуре,
имеющей сходство с
перевернутым деревом, где от ствола
отходят ветви, от которых в свою очередь
отходят
другие ветви.
В
такой структуре просто проследить
компоненты бд,
и существующие между ними связи типа
1:М.
Недостатки:
Преимущества:
Концептуальная
простота. Как
ив иерархической модели, абстрактное
представление
базы данных является достаточно простым,
что упрощает проектирование.
Поддержка
других типов связей. Связь
M:N
проще реализуется в сетевой модели,
чем
в иерархической.
Гибкий
доступ к данным.
Обеспечение
целостности базы данных.
Независимость
данных. Частично
избавляет от программирования сложных
деталей, связанных с методами физического
хранения информации. Поэтому
изменения в свойствах данных не потребуют
переделки тех участков прикладных
программ, где выполняется доступ к
данным. Соответствие
стандартам: стандарты,
включая DDL
и DML,
значительно улучшили возможности
администрирования баз данных, а также
их переносимость.
Недостатки:
Сложность
системы в целом.
Обеспечение
целостности и эффективность, с которой
сетевая БД управляет отношениями,
иногда становятся причиной сложности
всей системы
Недостаточная
структурная независимость Трудно
производить структурные изменения,
а некоторые из них просто невозможны. Реляционная
модель основная
идея реляционной модели состоит в
том, что данные должны храниться в
таблицах и только в таблицах.
Классическая реляционная модель данных
требует, чтобы данные хранились в так
называемых плоских таблицах. Плоская
таблица - это таблица, каждая ячейка
которой может быть однозначно
идентифицирована указанием строки и
столбца таблицы. Кроме того, в одном
столбце все ячейки должны содержать
данные одного простого типа. Реляционная
модель основана на теории множеств и
математической логике.
Преимущества:
Структурная
независимость. Изменения
в структуре реляционной БД не
влияют на доступ к данным со стороны
СУБД. Поэтому в
реляционной модели БД достигается
структурная независимость, не свойственная
сетевым и иерархическим моделям.
Концептуальная
простота
Простота
проектирования, реализации, управления
и использования.
Нерегламентированные
запросы- Реляционные
БД обладают
мощной
и гибкой возможностью создания запросов.
Для большей части программного
обеспечения реляционных" БД стандартным
языком запросов является Structured
Query
Language
(SQL
— язык структурированных запросов).
Следовательно, запросы в реляционной
базе данных требуют
меньшего программирования, чем в любой
другой базе или в среде системы
файлов. Мощная
система управления базой данных. Хорошая
РСУБД является более сложной
частью программного обеспечения, нежели
СУБД иерархических и сетевых баз
данных. Т.к. она выполняет гораздо больше
задач
как для проектировщиков, так и для
пользователей.
Объектно-ориентированная
Основу
составляют следующие компоненты.-
Объекты модели данных являются
абстракциями сущностей и событий мира.
В общих чертах любой объект может
рассматриваться как эквивалент сущности
ER-модели.
Точнее, любой объект представляет
только один экземпляр сущности.(семантическое
наполнение объекта определяется через
несколько элементов
этого списка). -
Объекты, которые совместно используют
одни и те же характеристики, группируются
в классы. Класс
представляет
собой совокупность подобных объектов
со структурой
совместного доступа (атрибуты) и
поведением (методы).
Преимущества:
Добавление
семантического наполнения. Добавление
семантического наполнения делает
модель данных более значимой.
Во
внешнее представление включено
семантическое наполнение. модель
представляет отношения в наглядной
форме. Это упрощает визуализацию сложных
отношений внутри и между объектами.
Целостность
базы данных. Так
же как и иерархическая, объектно-ориентированная
модель использует наследование для
защиты целостности базы данных.
Структурная
независимость и независимость по
данным. Автономия
объекта объектно-ориентированной
модели гарантирует структурную
независимость и независимость по
данным.
Отсутствие
должной стандартизации.
не существует стандартов для
объектно-ориентированной
модели
Сложная
навигация доступа к данным. Метод
доступа к данным похож на стиль
иерархической
и сетевой модели.
Трудность
изучения. Недостаток
стандартизации и трудности, вызванные
навигационным
стилем доступа к данным, приводят к
затруднениям в изучении
объектно-ориентированной
модели, даже большим, чем при изучении
реляционной модели.
Медленное
выполнение транзакций. Объектно-ориентированные
системы сложнее, чем реляционные модели.
Поэтому реализация такой модели требует
солидных затрат на приобретение
оборудования и операционной системы.
40. Основные определения и операции реляционной алгебры.
Деление
где
-
отношение,
-
исходные имена атрибутов,
-
новые имена атрибутов. Применение
оператора переименования атрибутов
получим новое отношение, с измененными
именами атрибутов.
и
называется
отношение с тем же заголовком, что и у
отношений
и
,
и телом, состоящим из кортежей,
принадлежащих или
,
или
,
или обоим отношениям. Синтаксис операции
объединения:
и
называется
отношение, заголовок которого является
сцеплением
заголовков отношений
и
:
,
,
,
.
Синтаксис операции декартового
произведения:
называется
отношение с тем же заголовком, что и у
отношения
,
и телом, состоящем из кортежей, значения
атрибутов которых при подстановке в
условие
дают
значение ИСТИНА.
представляет
собой логическое выражение, в которое
могут входить атрибуты отношения
и
(или) скалярные выражения.
,
где
-
один из операторов сравнения (
и т.д.), а
и
-
атрибуты отношения
или
скалярные значения. Такие выборки
называются
-выборки
(тэта-выборки)
или
-ограничения,
-селекции.
Синтаксис операции выборки:
,
или
,
где каждый из атрибутов принадлежит
отношению
,
называется отношение с заголовком
и
телом, содержащим множество кортежей
вида
,
таких, для которых в отношении
найдутся
кортежи со значением атрибута
равным
,
значением атрибута
равным
,
…, значением атрибута
равным
.
Синтаксис операции проекции:
Обычно рассматривается несколько
разновидностей операции соединения:
Общая операция соединения ;
-соединение
(тэта-соединение); Экви-соединение ;
Естественное соединение
представляет
собой логическое выражение, в которое
могут входить атрибуты отношений
и
и
(или) скалярные выражения.
Это
частный случай операции общего
соединения. Иногда, для операции
-соединения
применяют следующий, более короткий
синтаксис:
и
,
имеющие одинаковые атрибуты
(т.е.
атрибуты с одинаковыми именами и
определенные на одинаковых доменах).
и
телом, содержащим множество кортежей
,
таких, что
и
.
и
,
причем атрибуты
-
общие для двух отношений. Делением
отношений
на
называется
отношение с заголовком
и
телом, содержащим множество кортежей
,
таких, что для всех
кортежей
в
отношении
найдется
кортеж
.
39. Модели данных.
1) Концептуальная (инфологическая)
2) Реализаций (деталогическая и физическая)
1) Сложность реализации и управления
2) Сложность программирования и использования приложений
3) Малая стандартизация
1) Простота идеи
2) Безопасность
3) Независимость и целостность данных
4) Эффективность
Сетевая модель
Недостатки