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

19 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

64385. КОЛОЇДНО-ХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГУМУСОВО-АКУМУЛЯТИВНОГО ҐРУНТОТВОРЕННЯ І РОДЮЧОСТІ ПРИРОДНИХ Й АГРОГЕННИХ ЧОРНОЗЕМІВ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ ТА СТЕПУ УКРАЇНИ 441.5 KB
  Обробіток ґрунтів часто обумовлює мінералізацію органічних речовин значне зниження загальних запасів гумусу в ґрунтах. Тому дослідження органічної складової ґрунту визначення шляхів збереження і накопичення гумусу у ґрунті...
64386. ФІНАНСОВИЙ МЕХАНІЗМ РЕГУЛЮВАННЯ МІЖБЮДЖЕТНИХ ВІДНОСИН В УКРАЇНІ 217.5 KB
  Однією з важливих передумов забезпечення комплексного розвитку бюджетної системи є формування дієвого фінансового механізму регулювання міжбюджетних відносин. У першу чергу це суперечливі політичні економічні та соціальні перетворення відсутність...
64387. Обґрунтування раціональних параметрів і конструкцій шпурових зарядів для зниження розміцнення гірських порід при спрямованому розколі 6.3 MB
  Для цього розроблено спеціальні конструкції зарядів що дозволяють одержати спрямований розкол блока з мінімальним розміцненням породи поблизу бічних поверхонь установити не тільки зниження її міцності але й її зміну із часом після вибухового впливу залежно...
64388. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАВ ЮРИДИЧНОЇ ОСОБИ В АДМІНІСТРАТИВНИХ ПРОВАДЖЕННЯХ 142.5 KB
  Забезпечення прав юридичної особи в адміністративних провадженнях є однією з найгостріших проблем сучасної української правової науки та практики. Саме права і свободи особи та їхні гарантії визначають зміст і спрямованість державної діяльності...
64389. ПІДГОТОВКА ВИКЛАДАЧІВ АГРАРНИХ ДИСЦИПЛІН У ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ КРАЇН ПОЧАТКОВОГО ЕТАПУ ЗАХІДНОЄВРОПЕЙСЬКОЇ ІНТЕГРАЦІЇ І ВЕЛИКОБРИТАНІЇ 348 KB
  На кожному етапі він наповнюється новим змістом, новими організаційно-педагогічними формами і методами, новими потребами та відповідними підходами до інтегрування індивідуальних, професійних, соціальних аспектів життєдіяльності.
64390. ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РОЗПІЗНАВАННЯ МІМІЧНИХ ПРОЯВІВ ЕМОЦІЙ НА ОБЛИЧЧІ ЛЮДИНИ 26.74 MB
  Методи і алгоритми аналізу й синтезу емоційного стану обличчя людини є складовою частиною систем і засобів штучного інтелекту спрямованих на дослідження створення та впровадження алгоритмічних та програмноапаратних систем і комплексів...
64391. Екологічна оцінка якості води поверхневих джерел для удосконалення технології водопідготовки 215 KB
  Аграрний сектор економіки України належить до найводоємніших галузей народного господарства – щороку використовує близько 35 % води від загального об’єму споживання.
64392. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ТА АГРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЧОРНОЗЕМУ ТИПОВОГО ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ ЗА МІНІМІЗАЦІЇ ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ І БІОЛОГІЗАЦІЇ ЗЕМЛЕРОБСТВА 363 KB
  Інтенсивне використання ґрунтового покриву особливо чорноземів супроводжується зниженням запасів гумусу погіршенням воднофізичних фізикохімічних і біологічних властивостей ґрунту що негативно позначається на продуктивності сільськогосподарських культур.
64393. ДИФРАКЦІЯ ВИПРОМІНЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ДИПОЛЯ НА ЕКРАНАХ СКЛАДНОЇ ФОРМИ 564.5 KB
  Для забезпечення спрямованого випромінювання в метровому дециметровому й сантиметровому діапазонах електромагнітних хвиль ЕМХ застосовують ВС у вигляді дротової антени з металевими плоскими прямокутними й кутковими екранами різної конфігурації розміри...