14. Связь между табл. В рел. Модели данных. Перв. И вн. Ключи, их отличия

Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отн., называется его ключом, или первичным ключом, или ключевым полем. Т.е. ключевое поле – это такое поле, значения которого в данной табл. не повторяется. Записи в табл. хранятся упорядоченными по ключу. Ключ может быть простым, состоящим из одного поля, и сложным, сост. из нескольких полей. Сложный ключ выбирается в тех случаях, когда ни одно поле табл. однозначно не определяет запись. Кроме первичного ключа в табл. могут быть вторичные ключи, называемые еще внешними ключами, или индексами. Индекс – это поле или совокупность полей, чьи значения имеются в неск. таблицах и которое является первичным ключом в одной из них. Значения индекса могут повторяться в некоторой табл. Индекс обеспечивает логическую послед-ть записей в табл., а также прямой доступ к записи. По первичному ключу всегда отыскивается только одна строка, а по вторичному – может отыскиваться группа строк с одинаковыми значениями первичного ключа. Ключи нужны для однозначной идентификации и упорядочения записей табл., а индексы для упорядочения и ускорения поиска. Индексы можно создавать и удалять, оставляя неизменным содержание записей рел. таблицы. Кол-во индексов, имена индексов, соответствие индексов полям таблицы определяется при создании схемы таблицы. Индексы позволяют эффект. реализовать поиск и обр-ку данных, формируют доп. индексные файлы. При корректировке данных автом. упорядочиваются индексы, изменяется местоположение каждого индекса согласно принятому условию (возрастанию или убыванию значений). Сами же записи рел. табл. не перемещаются при удалении или включении новых экземпляров записей, изменении значений их ключевых полей. С помощью индексов и ключей устан-тся связи между таблицами. Связь устан-тся путем присвоения значений внешнего ключа одной таблицы значениям первичного ключа другой. Группа связанных таблиц называется схемой данных. Информация о таблицах, их полях, ключах и т.п. называется метаданными.

15. Реляционная целостность: целостность отношений, ссылочная целостность.

3 группы правил целостности:

1целостн сущностей(запрещ первичн ключу иметь неопред знач);2целостн ссылок(знач внешн ключа=знач первичн ключ. либо быть неопред);3целостн,опред пользователем

Типы усл. целостн базы данных:

-обязат-ть данных

-проверка на правильность

-проверка на соотв огранич

-целостн табл

-ссылочная целостность

Применение дел-ых правил

Отношение может быть предст: матрицей смежности,графами,таблицей.

Реляц сис-мы: -d Base,Fox Base,Fox Pro, -Paradox, -Microsoft Access, -Clipper, - Ingres, - Clarion, - отечественные : ПАЛЬМА, Hy Tech и др.

16. Операции реляционной алгебры: объединение, пересечение, декартово произведение, разность, проекция, выборка, соединение, деление.

2 базовых мех-ма манипуляции данными: 1) реляционная алгебра 2) реляционное исчисление 1)-основана на теор множеств 2)- основана на математич логике

Степень отношений-число его атрибутов . 1-унарное, 2- бинарное, n-арные.

Кардин число или мощн отношений- число его картежей.(изменятся во времени)

Каждое отношение в пред. БД имеет уникальное имя. Имя отн.,получ в рез-те выполн реляц операции указыв в левой части нер-ва.

Э.Кодд предложил включить в реляц алгебру 8 операций,5 из кот являются базовыми:выборка,проекция,умножение,объединение,вычитание.

Множество операций:

1)Теоретико-множеств : (1.1объедин отнош(1)1.2пересеч отнош(2)1.3разность отнош(3)1.4декартово произв отнош(4))

2)Спец-ые реляц операции:(-проекция отнош –соед-ие отн –деление отн –огранич отнош(селекция,выборка))

Дополнительно: присваивание и переименование.

(1)-операция требует,чтобы операнды имели одинак значения.

(2)-принадл одновр обоим отнош R и S.

(3)-те кортежи,кот были в 1 но не были во 2.

(4)-отнош.,схема,кот явл сцеплением схем отношений

Выборка(огранич.,селекция)-из отн. выбир некот кортежи по опред условиям.

Проекция-создание новых отнош по опред схемам.

Остальные 3 операции производные:соединение,пересечение,деление.Соединение- логическое выражение в кот могут атрибуты отношений R и S и (или)скалярные выраж.

17. Постреляционная модель. Ее +и-

Постреляционная модель является расширением рел. модели. Она снимает ограничение неделимости данных, допуская многозначные поля, значения кот. состоят из подзначений, и набор значений воспринимается как самост. таблица, встроенная в главную табл. В пострел. БД данные хранятся более компактно, и не требуется выполнять операции связи 2-х таблиц. Такое хранение обеспечивает высокую наглядность представления данных и повышение эфф-ти их обр-тки. Спецификой пострел. модели является то, что она поддерживает множеств. группы, называемые ассоциированными множеств. полями, а совокупность объединенных множеств. полей называется ассоциацией. В пострел. модели не накладываются требования на длину и кол-во полей в записях, что делает структуру табл. более наглядной. Таким образом, осн. достоинством пострел. модели является возм-ть представления совокупности связанных рел. таблиц в виде одной пострел. табл. А недостатком является сложность обеспечения целостности и непротиворечивости данных, хранимых в ней. Постреляц. модель данных реализована в СУБД uniVers, Bubba и Dasdb.

18. Объектно-ориентированная модель данных (Object-oriented Data Model - OODM). Ее базовые понятия (объекты, классы, методы, наследование, инкапсуляция, расширяемость, полиморфизм), достоинства и недостатки

ОО БД результат применения подходов ОО прогр. к технологии БД. Все данные оформлены в виде моделей объектов (представление любой сущности реального мира в виртуальном пространстве, характеризующееся уникальным неизменным идентификатором, внутренним состоянием и поведением). Идентификатор (ключевая характеристика) генерируется системой при создании объекта и не зависит от состояния объекта. Объекты и значения могут быть именованными. Именование определяет длительность хранения: именованные объекты или значения и их потомки долговременны. Каждый объект должен принадлежать определенному классу (абстрактный тип данных, характеризуемый способом своего построения), т.е. каждый объект – экземпляр класса. Классы организованы в порядке иерархии (принцип структурной организации, состоящий в подчинённости низших звеньев высшим).

Класс объекта = интерфейс (виден другим объектам) + закрытая область. Интерфейс класса = свойства класса + методы класса. Св-ва (атрибуты) значения, характеризующие объект в его классе. Определяют состояние объекта. Напр., у счета – категория, баланс, кредит. К св-вам относятся также связи с другими объектами. Св-ва объектов описываются одним из стандартных типов (напр., строковым String) либо типом, кот. конструирует пользователь (Class). Св-ва сами могут быть объектами, что позволяет создавать составные объекты, напр., св-во ФИО может состоять из св-в: фам., имя, отч. Методы (программные коды, процедуры, с пом. кот. можно получить доступ к данным) определяют поведение объектов. Напр., клиент может сделать заказ, оплатить счет и т.п. – для каждого вида деятельности отдельный метод. Обычно имеют форму операций и функций с параметрами. На уровне интерфейса видно только имя каждого метода и требуемые параметры. В БД только через методы возможен доступ к данным (вне них внутренняя структура объекта скрыта от пользователя). В закрытой области могут существовать дополнительные свойства с закрытыми значениями, а также скрытые связи и сообщения другим объектам.

Структура и поведение объектов одного класса одинаковы, объекты класса отличаются значениями свойств.

Между записями БД и функциями их обработки устанавливаются связи с помощью ОО механизмов: Инкапсуляция означает объединение в объекте данных и методов, а также скрытие данных внутри объектов (что повышает надежность). Доступ к объекту только через его интерфейс (методы). Наследование (разбиение на подтипы) распространяет множество свойств и методов на всех потомков объекта (новые классы или объекты). Однако можно добавить дополнительные свойства и методы. Напр., классы Мужчина и Женщина как наследующие класс Человек. Полиморфизм допускает в объектах разных классов иметь методы с одинаковыми именами, но различно реагирующих на одинаковые события. Для унификации обработки разнородных объектов. Напр., метод «Печать результата»

Используются для высокопроизводительной обработки данных, имеющих сложную структуру. БД позволяет совместно использовать объекты различными приложениями и пользователями. Поиск в ОО БД состоит в установлении сходства между объектом, задаваемым пользователем (объект-цель), и объектами, хранящимися в БД. Примеры ООСУБД: POET, Jasmine, Orion, Iris, Versant, O2, ODB-Jupiter.

«+»: Способность отображать инфо. о сложных объектах с исчерпывающим описанием взаимосвязей между ними и их динамического поведения (внутри БД в форме объектов, а не внешних приложений). Используя объекты и методы, можно хранить и неоднократно использовать структуру и поведение объекта. Пользователю не нужно знать о взаимодействии объектов: просто обращается к конкретному объекту и использует конкретный метод.

«-»: Сложность понятийного аппарата, что затрудняет применение и отрицательно сказывается на накоплении опыта конструирования и эксплуатации. Низкая скорость выполнения запросов.

OODM используется в специальных инженерных и научных приложениях, где не хватает функциональности реляц. модели.

«-»: У ОРМД и ООМД отсутствуют в отл. от рел. МД унифицированная теория, формальная методология проектирования БД (как нормализация), специальные средства создания запросов, общие правила определения целостности и др.

«+»: ООМД и ОРМД для преодоления ограниченных возможностей РМД по хранению и обработке сложных объектов (документы, звук, видео, графика,…)