8.2. Виникаючі проблеми при використанні універсального відношення.

Методика нормалізації передбачає початкове розміщення всіх атрибутів предметної області, що моделюється в одному відношенні, що саме по собі є достатньо важким в реалізації завданням.

Але, якщо це і вдається, то результатом буде відношення з неясним змістом.

На практиці неможливо відразу визначити повний список атрибутів. Окрім того користувачі мають звичку називати різними іменами ті самі речі або навпаки, давати одні і тіж імена різним речам.

Лекція 9. Реляційна алгебра та реляційне числення.

Операції реляційної алгебри та реляційне числення. Статистичні показники бази даних. Операція вибору. Операція з'єднання. Операція проекції. Операції реляційної алгебри над множинами. Узагальнюючі операції. Конвеєрна обробка

7.1. Введення в реляційну алгебру і реляційне числення.

Відомо, що частиною моделі даних є її керуюча складова, яка визначає типи припустимих операцій з даними, включаючи операції оновленя і виборки даних, а також операції зміни структури бази даних.

Мови, що використовуються для керування відношенями в реляційних СУБД поділяються на:

• процедурні, тобто ті, з допомогою яких користувач вказує системі, як необхідно маніпулювати даними.

• непроцедурні, тобто такі, з допомогою яких користувач вказує, які дані йому потрібні, а не те, як їх необхідно вибирати.

В основі створення реляційних мов лежать реляційна алгебра і реляційне числення, запропоновані Коддом в 1971 році.

Вони являють собою формальні, не дружні користувачу мови. У реляційних базах даних вони використовуються як основа для розробки мов керування даними, більш високого рівня.

При цьому сама реляційна алгебра є высокорівневою процедурною мовою, за допомогою якої можна передавати СУБД інструкції(команди) про те, як необхідно побудувати результуюче відношення на базі одного або декількох існуючих у базі даних відношень.

Запит, представлений мовою реляційної алгебри, може бути обчислений на основі виконання елементарних алгебраїчних операцій з урахуванням їх приоритетності і можливої наявності дужок (в його основі лежить процедура).

Реляційне числення, являє собою непроцедурну мову, яку можна використати для визначення того, яким має бути результуюче відношення, створене на основі одного або декількох вихідних відношень бази даних. Воно опирається на апарат числення предикатів. (Під предикатом розуміють будь-яке математичне висловлювання, в якому є щонайменше одна змінна.)

Для формули реляційного численя однозначна обчислювальна інтерпретація відсутня. Формула тільки ставить умови, яким повинні задовольняти кортежі результуючого відношення. Тому мови реляційного численя є непроцедурними, або декларативними.

Таким чином реляційна алгебра і реляційне числення розрізняються рівнем процедурності.

7.2. Реляційна алгебра та її операції.

Алгеброю називається множина об'єктів із заданою на ній сукупністю операцій, які замкнені відносно цієї множини.

Реляційна алгебра - це теоретичною мовою операцій, які на основі одного або декількох відношень дозволяють створювати інше відношення без зміни самих вихідних відношень.

Таким чином, обидва операнди і результат є відношенями, а тому результ поточної операції може стати вихідними даними для наступної операції.

Це дозволяє створювати вкладені вирази реляційної алгебри, так само, як створюються вкладені арифметичні вирази. Ця властивість називається замкнутістю, тобто відношення покриваються реляційною алгеброю так само, як числа — арифметичними операціями.

Мова маніпулювання реляційними даними називається реляційно-повною, якщо будь який запит, що формулюється за допомогою одного виразу реляційної алгебри або однієї формули реляційного численя, може бути сформульований за допомогою одного оператора цієї мови.

Однією з головних переваг реляційних баз даних є наявність можливості виконувати виборку даних з будь якої множини реляційних таблиць за допомогою комбінації всього восьми простих реляційних операцій, які утворюють так звану реляційну алгебру.

Їх поділяють на дві групи - основні (5 операцій) та додаткові (3 операції, що виведені з основних) операції. З їх допомогою виконують більшість операцій маніпуляції даними, що мають практичний інтерес. :

- перейменування (rename - введено пізніше Дейтом, щоб не користуватись складними іменами типу <відношення>.<атрибут>).

Операція перейменування (RENAME) утворює відношення, тіло якого збігається з тілом операнда, але імена атрибутів змінені.

Група основних операцій:

• виборка (selection або restrict);

• проекція (projection або rpogect);

• декартовий добуток (cartesian product);

• об'єднання (union);

• різниця (set difference або minus),

та три додаткові, виведених з основних операцій:

• з'єднання (join);

• перетинання (intersection);

• ділення (division або divide).

7.3. Приоритети операцій реляційної алгебри.

1.Перейменування (RENAME)

2.Виборка (RESTRICT) = Проекція(PROJECT)

3. Декартовий добуток (TIMES) = з’єднання (JOIN) = Перетинання (INTERSECT) = Ділення (DIVIDE)

4.Об’єднання (UNION) = Різниця (MINUS)

Обчислення виразів виконується зліва направо з урахуванням приоритетів та дужок.

7.4. Унарні операції.

Унарними називають операції, що є одно операндними.

До них належать операції перейменування, виборки і проекції.

7.4.1.Операція виборки (селекції).

Операція виборки визначає результуюче відношення, що містить тільки ті кортежі (рядки) відношення R, що задовольняють заданій умові (предикатові).