Операції з’єднання

Нижче наведені різні типи операцій з’єднання, які дещо відрізняються одна від одної але корисні на практиці.

• Тета-з’єднання (-join);

• З’єднання по еквівалентності (equal-join), яке є частинним випадком тета-з’єднання;

• Натуральне з’єднання (natural join);

• Зовнішнє з’єднання (outer join).

Тета-з’єднання (-join). Операція тета-з’єднання відношеньR _FSвизначає відношення, яке містить кортежі з декартового добуткуRxS, що задовольняють предикатуF. ПредикатFмає видR.a_i  S.b_j де замістьможна вказати один із операторів зрівнювання (<, <=, >, >=, =).

Наведемо приклад тета-з’єднання відношень TiU, представлених на мал.3. ВідношенняG=T_T.B<=U.BU, яке є тета-з’єднанням відношеньTiUпо предикату T.B<=U.B матиме вид:

G

T.A	T.B	U.B	U.C
a	1	1	x
a	1	1	y
a	1	3	z
b	2	1	x
b	2	1	y
b	2	3	z

З’єднання по еквівалентності (equal-join)– це тета-з’єднання предикат якого містить тільки оператор =. На мал.3 представлено відношенняV, яке є з’єднанням по еквівалентності відношеньT і U.

Натуральне з’єднання (natural join) – це з’єднання по еквівалентності по всіх спільних атрибутах цих відношень.

Лівезовнішнє з’єднання (left join). Лівим зовнішнім з’єднанням (left join) відношенньR і S,називається з’єднання, в якому кортежі відношенняR , які не мають однакових значень в спільних атрибутах відношенняS, також включаються в результуюче відношення. Приклад лівого з’єднання показано на мал.3 (відношенняL) .

Нормалізовані відношення

При проектуванні бази даних в реляційній СУБД основною метою розробки логічної моделі даних є створення точного представлення даних, зв‘язків між ними і необхідних обмежень. Для досягнення цієї мети необхідно перш за все визначить необхідний набір відношень. Метод, який використовують для вирішення цієї задачі, називаєтьсянормалізацією. Спочатку було запропоновано тільки 3 види нормальних форм: перша (1НФ) , друга (2НФ) і третя (3НФ), які ми і розглянемо. Потім з’явились визначення четвертої (4НФ) і п‘ятої (5НФ). Слід зауважити, що на практиці 4 і 5 нормальні форми зустрічаються рідко.

Функціональні залежності. Нехай відношенняRмає 2 атрибутиAiB. Говорять, що атрибутBфункціонально залежить від атрибутуA і це позначаютьAB, якщо кожне значення атрибутуAвідповідає лише одному значенню атрибутуB, тобто, якщо в двох різних кортежах відношенняRатрибутA приймає однакове значення, тоді і атрибутBв цих кортежах приймає однакове значення. Аналогічним чином можна розповсюдити функціональну залежність атрибуту від множини атрибутів. А саме, говорять, що атрибутBфункціонально залежить від атрибутівA₁, A₂,... A_n, якщо у відношенні є 2 кортежі у яких ці атрибути приймають значенняa_1, a₂,... a_nвідповідно, тоді однакове значення у цих кортежах приймає атрибутB.

Наведемо приклади. Нехай відношення S(ID,P,G,F)має такі атрибути:

• ID– табельний номер студента;

• P– Прізвище, ім'я, по-батькові;

• G– Назва групи, в якій навчається студент;

• F– Назва факультету, на якому навчається студент.

Тоді очевидні такі функціональні залежності: 1) ID G(Студент може числитись лише в одній групі); 2) ID, P G(теж саме);3) G F(Одна і та ж група належить одному факультетові).А залежності P G не існує, оскільки є однофамільці.

Перша нормальна форма (1НФ).Відношення, в якому на перетині кожного рядка і кожного стовпчика міститься лише одне значення, знаходиться в 1НФ.

Друга нормальна форма (2НФ). Відношення, яке знаходиться в 1 НФ і кожний атрибутAякого, що не входить в первинний ключ, повністю визначається первинним ключем і ніяка підмножина атрибутів первинного ключа не визначаєA.

Третя нормальна форма (3НФ). Транзитивна залежність. Якщо для атрибутів деякого відношення є залежностіABiBC, то говорять, що атрибутC транзитивно залежить від атрибутуA. Відношення, яке знаходиться в 1НФ і 2НФ і не мають атрибутів, що не входять в первинний ключ, які транзитивно залежали б від атрибутів з первинного ключа.

Відношення Sперебуває в1НФі в2НФ інеперебуває в3НФ, оскількиFтранзитивно залежить відID.

Реляційна модельзвільняє користувача від взаємодії з фізичною структурою даних, їх розташуванням на фізичних носіях. Замість цього вона базується на логічних зв‘язках, які описуються з допомогою реляційної мови. Спочатку Кодд визначив 13 правил реляційної моделі. В подальшому Кодд розширив своє визначення реляційної моделі, які відомі як RM/V1 RM/V2 (реляційна модель версії 1 і версії 2). RM/V1 складається з 50 характеристик, а RM/V2 містить 333 характеристик.