Операции в реляционной модели

Вопросы лекции.

Операции в таблицах.

Теоретико-множественные и специальные операции.

Структурированный язык запросов – SQL, язык запросов по образцу – QBL.

Операции в таблицах

В реляционной модели данных имеются операции над отдельными кортежами: включить кортеж в отношение (INSERT), удалить (DELETE), обновить (UPDATE); есть и дополнительные служебные операции. Эти операции имеют очень простой смысл.

Операция INSERT предназначена для вставки кортежа (строки) в отношение (таблицу).

Синтаксис операции:

INSERTINTO{таблица|взгляд}

[ (столбец[,столбец] ...) ]

{VALUES(выражение[,выражение] ...) |подзапрос}

Операция DELETE предназначена для удаления кортежей (строк) из отношения (таблицы).

Синтаксис операции:

DELETE [FROM] {таблица|взгляд}

[WHEREусловие]

Операция UPDATE предназначена для изменения значений в таблицах.

Синтаксис операции:

UPDATE{таблица|взляд}

SET{ (столбец[,столбец] ...) = (подзапрос)

| столбец= {выражение| (подзапрос) } }

[, { (столбец[,столбец] ...) = (подзапрос)

| столбец= {выражение| (подзапрос) } } ] ...

[WHEREусловие]

Теоретико-множественные и специальные операции

Однако, главное значение имеют операции над отношениями, которые в совокупности образуют реляционную алгебру.

Набор основных операций состоит из восьми операций, которые делятся на два класса: теоретико-множественные операции и специальные реляционные операции.

В состав теоретико-множественных операций входят операции:

• Объединения отношений;

• Пересечения отношений;

• Разность отношений;

• Декартова (прямого) произведения отношений.

• Специальные реляционные операции включают:

• Ограничение отношения (селекция, выборка);

• Проекция отношения;

• Соединение отношений

• Деление отношений.

Кроме того, в состав алгебры включается операция присваивания, позволяющая сохранить в базе данных результаты вычисления алгебраических выражений, и операция переименования атрибутов, дающая возможность корректно сформировать заголовок (схему) результирующего отношения.

Операндами в операциях реляционной алгебры и результатами операций являются отношения. В операциях объединения, пересечения, разности, прямого произведения, соединения и деления участвуют два операнда, в остальных – один.

Результатом объединения (пересечения) отношений является отношение, включающее кортежи, которые входят в оба (хотя бы в одно) из отношений-операндов.

Результатом разности отношений будет отношение, включающее кортежи, которые входят в отношение - первый операнд и не входят в отношение - второй операнд.

Результат прямого произведения отношений – отношение, кортежи которого являются конкатенацией (сцеплением) кортежей первого и второго операндов.

Результатом ограничения (селекции) отношения по некоторому условию является отношение, включающее кортежи отношения - операнда, удовлетворяющие этому условию.

Результатом проекции отношения на заданный набор его атрибутов будет отношение, кортежи которого получаются путем взятия соответствующих значений из заданных столбцов кортежей отношения-операнда. Если при этом возникают кортежи - дубликаты, они уничтожаются.

Результатом соединения отношений по некоторому условию является отношение, кортежи которого являются конкатенацией кортежей отношений - операндов и удовлетворяют этому условию. Если условие соединения является равенством значений атрибутов, то операция называется эквисоединением. Если в результирующем отношении совпадающий атрибут отношений - операндов оставляют в одном экземпляре, операция называется естественным соединением.

Результат деления двух отношений – это отношение, определенное на атрибутах первого отношения, которых нет во втором отношении. Кортеж включается в результирующее отношение, когда его декартово произведение с отношением - делителем содержится в отношении - делимом.

Результатом операции переименования будет отношение, тело которого совпадает с телом операнда, но имена изменены.

Операция присваивания позволяет сохранить результат вычисления реляционного выражения в существующем отношении БД. Поскольку результатом любой операции (кроме операции присваивания) является некоторое отношение, можно образовывать реляционные выражения, в которых вместо отношения - операнда некоторой реляционной операции находится вложенное реляционное выражение. Результатом запроса к БД может быть значение одного реляционного выражения.

Не все двухместные операции могут выполняться для любой пары отношений-операндов. Говорят, что отношения совместимы по операции объединения (пересечения, разности) тогда, когда они обладают одинаковыми заголовками. Отношения называются «почти» совместимыми, если они совместимы во всем, кроме имен атрибутов, тогда их можно сделать совместимыми, применяя операцию переименования. Операция переименования может использоваться также тогда, когда возникает конфликт именования атрибутов в операциях прямого произведения и соединения.

Реляционная модель данных обладает такими достоинствами, как простота и наглядность табличного представления данных; непроцедурность запросов и обеспечение большей, чем в других моделях, степени независимости данных; хорошее теоретическое обоснование.

Предложив реляционную модель данных, Э.Ф. Кодд создал и инструмент для удобной работы с отношениями – реляционную алгебру. Каждая операция этой алгебры использует одну или несколько таблиц (отношений) в качестве ее операндов и продуцирует в результате новую таблицу, т.е. позволяет "разрезать" или "склеивать" таблицы.