35899

Реляционная модель. Свойства и основные особенности реляционной модели Информационный принцип наполнения БД. Замкнутость реляционных систем, проявление замкнутости в синтаксе языка SQL

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Техническая статья Реляционная модель данных для больших разделяемых банков данных доктора Е. 12 правил Кодда Реляционная СУБД должна быть способна полностью управлять базой данных через ее реляционные возможности. Онлайновый реляционный каталог описание БД и ее содержания должны быть представлены на логическом уровне как таблицы к которым можно применять запросы используя язык базы данных. Он должен поддерживать описание структуры данных и манипулирование ими правила целостности авторизацию и транзакции.

Русский

2013-09-20

45 KB

20 чел.

1 вопрос. Реляционная модель. Свойства и основные особенности реляционной модели Информационный принцип наполнения БД. Замкнутость реляционных систем, проявление замкнутости в синтаксе языка SQL.

Реляционная модель – данные представлены в виде набора таблиц, и имеются некоторые программные элементы, кот-е обеспечивают взаимодействие между данными, находящимися в различных таблицах.

Техническая статья "Реляционная модель данных для больших разделяемых банков данных" доктора Е.Ф. Кодда, опубликованная в 1970 г., является родоначальницей современной теории реляционных БД. Доктор Кодд определил 13 правил реляционной модели (которые называют 12 правилами Кодда ).

12 правил Кодда

  1.  Реляционная СУБД должна быть способна полностью управлять базой данных через ее реляционные возможности.
  2.  Информационное правило - вся информация в реляционной БД (включая имена таблиц и столбцов) должна определяться строго как значения в таблицах.
  3.  Гарантированный доступ - любое значение в реляционной БД должно быть гарантированно доступно для использования через комбинацию имени таблицы, значения первичного ключа и имени столбца
  4.  Поддержка пустых значений (null value) - СУБД должна уметь работать с пустыми значениями (неизвестными или неиспользованными значениями), в отличие от значений по умолчанию и независимо для любых доменов.
  5.  Онлайновый реляционный каталог - описание БД и ее содержания должны быть представлены на логическом уровне как таблицы, к которым можно применять запросы, используя язык базы данных.
  6.  Исчерпывающий язык управления данными - по крайней мере, один из поддерживаемых языков должен иметь четко определенный синтаксис и быть всеобъемлющим. Он должен поддерживать описание структуры данных и манипулирование ими, правила целостности, авторизацию и транзакции.
  7.  Правило обновления представлений (views) - все представления, теоретически обновляемые, могут быть обновлены через систему.
  8.  Вставка, обновление и удаление - СУБД поддерживает не только запрос на отбор данных, но и вставку, обновление и удаление
  9.  Физическая независимость данных - на программы-приложения и специальные программы логически не влияют изменения физических методов доступа к данным и структур хранилищ данных.
  10.  Логическая независимость данных - на программы-приложения и специальные программы логически не влияют, в пределах разумного, изменения структур таблиц.
  11.  Независимость целостности - язык БД должен быть способен определять правила целостности. Они должны сохраняться в онлайновом справочнике, и не должно существовать способа их обойти.
  12.  Независимость распределения - на программы-приложения и специальные программы логически не влияет, первый раз используются данные или повторно.
  13.  Неподрывность - невозможность обойти правила целостности, определенные через язык базы данных, использованием языков низкого уровня

Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:

- модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;

- для реляционных баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;

- наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

Кроме того, в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.

Реляционная алгебра представляет собой набор операторов, использующих отношения в качестве аргументов, и возвращающие отношения в качестве результата. Реляционная алгебра замкнута таким образом, что результаты одних реляционных выражений можно использовать в других выражениях. Для выполнения некоторых реляционных операторов требуется, чтобы отношения были совместимы по типу.

Операторы:

1. Объединением двух совместимых по типу отношений А и В называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений А и В, и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих или , А или В , или обоим отношениям. Синтаксис операции объединения: A UNION B.

2. Пересечением двух совместимых по типу отношений А и В называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений А и В , и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих одновременно обоим отношениям А и В. Синтаксис операции пересечения: A INERSECT B.

3. Вычитанием двух совместимых по типу отношений А и В называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений А и В , и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих отношению А и не принадлежащих отношению В. Синтаксис операции вычитания: A MINUS B.

4. Декартовым произведением двух отношений и называется отношение, заголовок которого является сцеплением заголовков отношений А и В: , а тело состоит из кортежей, являющихся сцеплением кортежей отношений А и В: , таких, что , .

Синтаксис операции декартового произведения: A TIMED B.

Замечание. Если в отношения A и B имеются атрибуты с одинаковыми наименованиями, то перед выполнением операции декартового произведения такие атрибуты необходимо переименовать.

5. Выборкой на отношении А с условием с называется отношение с тем же заголовком, что и у отношения А, и телом, состоящем из кортежей, значения атрибутов которых при подстановке в условие с дают значение ИСТИНА. с – представляет собой логическое выражение, в которое могут входить атрибуты отношения А и (или) скалярные выражения.

В простейшем случае условие с имеет вид , где – один из операторов =, <, > и т.д., а X и Y – атрибуты отношения A или скалярные значения. Такие выборки называются -выборки (тэта-выборки).

Синтаксис операции выборки: A WHERE c или A WHERE .

6. Проекцией отношения A по атрибутам X, Y,…,Z, где каждый из атрибутов принадлежит отношению A, называется отношение с заголовком (X, Y,…,Z) и телом, содержащим множество кортежей вида (x,y,…,z), таких, для которых в отношении A найдутся кортежи со значением атрибута X равным x, значением атрибута Y равным y, …, значением атрибута Z равным z.

Синтаксис операции проекции: A[X,Y,…,Z].

7. Соединением отношений А и В по условию с называется отношение (A TIMES B) WHERE c , где с представляет собой логическое выражение, в которое могут входить атрибуты отношений А и В и (или) скалярные выражения.

8. Деление. Пусть даны отношения А(X1,X2,…, Xn, Y1,Y2,…, Ym) и B(Y1,Y2,…, Ym), причем атрибуты Y1,Y2,…, Ym- общие для двух отношений. Делением отношений A на B называется отношение с заголовком (X1,X2,…, Xn) и телом, содержащим множество кортежей (x1,x2,…, xn), таких, что для всех кортежей (y1,y2,…, ym) принадлежит B, в отношении A найдется кортеж (x1,x2,…,xn,y1,y2,…,ym).

Синтаксис операции деления: A DEVIDBY B.

 

Примеры использования реляционной алгебры .

1. Получить имена поставщиков, которые поставляют деталь P2

 ((SP JOIN S ) WHERE P#=’P2’ ) [SNAME]

 2.Получить номера поставщиков ,которые поставляют по крайней мере все те детали , которые поставляет поставщик S2

 SP[S#,P#] DEVIDEBY (SP WHERE S#=’S2’)[P#]

 4. Получить имена поставщиков которые не поставляют деталь P2

 ((S[S#] MINUS (SP WHERE P#=’P2’)[S#]

Наиболее распространенные реляцион. СУБД:

FoxPro, Access, Paradox, Clarion - персональные

MS SQL Server, Oracle, Sybase, Interbase, Ingres – корпоративные

Целью теории реляционной БД было создание минимального набора таблиц, в котором осуществлялось бы хранение минимально-избыточных данных.

Осн. свойства реляцион. модели (фундаментальные свойства):

  1.  Данные воспринимаются пользователями как таблица, и никак иначе.
  2.  Каждая таблица сост. из однотипных строк и имеет уникальное имя (в пределах БД).
  3.  Строки имеют фиксированное число полей и значений. Множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы.
  4.  Таким образом, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется одно значение, которое может быть и пустым.
  5.  Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку таблицы.
  6.  Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных.
  7.  Полное информационное содержание БД представляется в виде явных значений данных, и такой метод явл-ся единственным, т.е. не сущ. каких-либо связей или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.
  8.  При выполнении операций с таблицей, ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц, имен столбцов, а так же возможность выделения строки или набора строк с указанными признаками.
  9.  Записи в таблице располагаются в том порядке, в котором они были туда занесены


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83726. Исследование устойчивости линейных систем автоматического управления 860.5 KB
  Переходная характеристика данной САУ в замкнутом состоянии в графическом виде: Из графика переходной характеристики системы четко видно что данная система при заданных параметрах является неустойчивой. Частотные и импульсные характеристики процесса: Логарифмически амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики...
83727. Электрические цепи постоянного тока 112.45 KB
  ак как согласование источника и нагрузки — это выбор соотношения сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника с целью достижения заданных свойств полученной системы (как правило, стараются достичь максимального значения какого-либо параметра для данного источника).
83728. Промышленная пыль и средства пылеулавливания 153.5 KB
  Цель работы – определение концентрации пыли весовым (гравиметрическим) методом и оценка воздуха рабочей зоны по пылевому фактору. Приборы и оборудование. лабораторная установка состоит из трех камер (условных рабочих мест) с различной запыленностью воздуха; циклон и рукавный фильтр, вентиляторная установка...
83729. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМАХ 822.96 KB
  Зарисовать последовательность изготовления формы конфигурацию моделей и полученной отливки. Сделать вывод сравнив процессы литья в разовую и постоянную формы. Основным способом изготовления отливок является литье в песчаные формы в которых получают около 80 от общего количества отливок.
83730. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 102 KB
  Пользователь системы компьютерной обработки данных это специалист профессиональная деятельность которого связана: либо с применением подобной системы как средства выполнения им своих функций обычно операторских аналитических или управленческих.
83731. Решение дробных рациональных уравнений 58.59 KB
  Цели урока: Обучающая: формирование понятия дробные рациональные уравнения; рассмотреть различные способы решения дробных рациональных уравнений; рассмотреть алгоритм решения дробных рациональных уравнений включающий условие равенства дроби нулю; обучить решению дробных рациональных уравнений по алгоритму...
83732. Какие бывают растения? 150.63 KB
  Древесные и травянистые жизненные формы растений и их отличительные признаки; лекарственные растения края; осенние изменения в жизни растений различать травянистые и древесные жизненные формы растений по их внешним признакам; распознавать растения края...
83733. Глобус – модель Земли 44.52 KB
  Цель: познакомить с глобусом – моделью Земли; формировать понятия: глобус модель экватор полюса земная ось материки океаны. Планируемые результаты предметные: научатся: определять форму планеты Земля находить на глобусе полюса экватор земную ось материки океаны; иметь представление о накоплении...
83734. What do we name the Motherland? Что мы называем Родиной? 87 KB
  Teacher: Ok, you are right. The title of our lesson is our motherland and its power. Are you ready to find out more interesting information concerned this topic? If yes, let’s get the ball rolling. После ответов учащихся, учитель подводит итог ответам и объявляет тему и цель урока.