Файл: Конспект лекций по учебной дисциплине по дисциплине мдк. 02. 02. Технология разработки и защиты баз данных.doc

ОБОЗНАЧЕНИЕ (атрибут 1, атрибут 2, ...)[СПИСОК ОБОЗНАЧАЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ].

Как правило, обозначения не рассматриваются как полноправные сущности, хотя это не привело бы к какой-либо ошибке.

Обозначения и характеристики не являются полностью независимыми сущностями, поскольку они предполагают наличие некоторой другой сущности, которая будет "обозначаться" или "характеризоваться". Однако они все же представляют собой частные случаи сущности и могут, конечно, иметь свойства, могут участвовать в ассоциациях, обозначениях и иметь свои собственные (более низкого уровня) характеристики. Подчеркнем также, что все экземпляры характеристики должны быть обязательно связаны с каким-либо экземпляром характеризуемой сущности. Однако допускается, чтобы некоторые экземпляры характеризуемой сущности не имели связей. Правда, если это касается браков, то сущность "Мужья" должна быть заменена на сущность "Мужчины" (нет мужа без жены).

Переопределим теперь стержневую сущность как сущность, которая не является ни ассоциацией, ни обозначением, ни характеристикой. Такие сущности имеют независимое существование, хотя они и могут обозначать другие сущности, как, например, сотрудники обозначают отделы.
Контрольные вопросы

1.Чтотакое ER- модель? Назначение.

2.Смысл моделирования данных.

3.ER-диаграммы. Сущности. Атрибуты. Отношения.

4.Родительские и дочерние таблицы (сущности).

5.Виды связей между сущностями.

6. Отличия и смысл каждого вида связей.

7. Ключи. Виды ключей. Миграция.

8.Кардинальность связи. Режим нулей.

ЛЕКЦИЯ 9

Раздел 4. Основы реляционной алгебры.

Тема: Реляционная алгебра. Операции: объединение, пересечение, разность, декартово произведение

ПЛАН

1 Основы реляционной алгебры.

2 Операция объединение

3 Операция пересечение

4 Операция разность

5 Операция декартово произведение

ЛИТЕРАТУРА: [1], стр. 85 – 88
1 Основы реляционной алгебры.

Впервые термин "реляционная модель данных" появился в 1970 году в IBM. Его ввел Эдгар Франк Кодд. Он предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение). Он показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как

---

отношение – relation (англ.). Реляционной является БД, в которой все данные, доступные пользователю, организованы в виде набора двумерных таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами.

Предложив реляционную модель данных, 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 получает в результате новую таблицу, т.е. позволяет "разрезать" или "склеивать" таблицы.

Реляционная алгебра в явном виде представляет набор операций, которые можно использовать, чтобы сообщить системе, как в базе данных из определенных отношений реально построить необходимое отношение. Реляционные операторы обладают одним важным свойством: они замкнуты относительно понятия отношения. Это означает, что выражения реляционной алгебры определяются над отношениями реляционных БД и результатом вычисления также являются отношения.

Набор основных алгебраических операций состоит из восьми операций, которые делятся на два класса - теоретико-множественные операции и специальные реляционные операции, дополненные некоторыми специальными операциями, специфичными для баз данных. В состав теоретико-множественных операций входят традиционные операции над множествами:

• 
  объединение;
  
• 
  пересечение;
  
• 
  разность;
  
• 
  декартово произведение.
  

Специальные реляционные операции включают:

• 
  выборку;
  
• 
  проекцию;
  
• 
  естественное соединение;
  
• 
  деление.
  

Операции объединения, пересечения и разности требуют от операндов совместимости по типу. Два отношения совместимы по типу, если:

1. каждое из них имеет одно и то же множество имен атрибутов

2. соответствующие атрибуты (с одинаковыми именами) определены в одной и той же области.

2 Операция объединение

Рассмотрим примеры: есть два отношения (таблицы) А и В:



Объединением двух совместимых по типу отношений А и В (А ∪ В) называется отношение с тем же заголовком, как в отношениях А и В, и с телом, состоящим из множества строк t, принадлежащих А или В или обоим отношениям.



При выполнении операции объединения двух отношений создается отношение, включающее кортежи, входящие хотя бы в одно из отношений-операндов. Обратите внимание, что повторяющиеся кортежи удаляются по определению отношения.

---

· ОБЪЕДИНЕНИЕ
Отношения-операнды в этом случае должны быть определены по одной схеме. Результирующее отношение содержит все строки операндов, за исключением повторяющихся.



3 Операция пересечение

Пересечением двух совместимых по типу отношений А и В (А ∩ В) называется отношение с тем же заголовком, как в отношениях А и В, и с телом, состоящим из множества строк t, принадлежащих одновременно обоим отношениям А и В. Операция пересечения двух отношений создает отношение, включающее все кортежи, входящие в оба отношения-операнда.



· ПЕРЕСЕЧЕНИЕ
На входе операции два отношения, определенные по одной схеме. На выходе - отношение, содержащие кортежи, которые присутствуют в обоих исходных отношениях.



4 Операция разность

Разностью двух совместимых по типу отношений А и В (А − В) называется отношение с тем же заголовком, как в отношениях А и В, и с телом, состоящим из множества кортежей t, принадлежащих отношению А и не принадлежащих отношению В. Отношение, являющееся разностью двух отношений включает все кортежи, входящие в первое отношение, такие, что ни один из них не входит во второе отношение.



· РАЗНОСТЬ
Операция, во многом похожая на ПЕРЕСЕЧЕНИЕ, за исключением того, что в результирующем отношении содержатся кортежи, присутствующие в первом и отсутствующие во втором исходных отношениях.



5 Операция декартово произведение

Декартово произведение двух отношений А и В (А × В), где А и В не имеют общих имен атрибутов, определяется как отношение с заголовком, представляющим собой сцепление двух заголовков исходных отношений А и В, и телом, состоящим из множества кортежей t таких что первым является любой кортеж отношения А, а вторым – любой кортеж, принадлежащий отношению В. Кардинальное число результирующего отношения равно произведению кардинальных чисел исходных отношений, а степень равняется сумме степеней.

Пусть отношение А

---

– содержит имена всех текущих поставщиков, а отношение В – номера всех текущих деталей. Тогда А × В – это все текущие пары поставщик – деталь и деталь – поставщик.



Операция выборка (или операция ограничение отношения) - создает новое отношение, содержащее только те строки отношения – операнда, которые удовлетворяют некоторому условию ограничения.

· ДЕКАРТОВО ПРОИЗВЕДЕНИЕ

Входные отношения могут быть определены по разным схемам. Схема результирующего отношения включает все атрибуты исходных. Кроме того:

- степень результирующего отношения равна сумме степеней исходных отношений;

- мощность результирующего отношения равна произведению мощностей исходных отношений.



Контрольные вопросы

1. 
   Дайте определение понятию атомарный атрибут.
   
2. 
   Какой смысл имеет в теории баз данных понятие схемы отношения?
   
3. 
   Приведите определение понятия ‘отношение’.
   
4. 
   Какие существуют разновидности ассоциаций между отношениями?
   
5. 
   Что такое реляционная алгебра?
   
6. 
   Приведите пример унарной и бинарной алгебраической операции?
   
7. 
   На какие группы подразделяются алгебраические операции?
   
8. 
   Поясните правила выполнения операции объединение
   
9. 
   Поясните правила выполнения операции пересечение
   
10. 
    Поясните правила выполнения операции разность
    
11. 
    Поясните правила выполнения операции декартово произведение
    

ЛЕКЦИЯ 10

Тема: Выборка, проекция, соединение, деление

ПЛАН

1 Операция выборка

2 Операция проекция

3 Операция соединение

4. Операция деление
ЛИТЕРАТУРА: [1], стр. 88 – 91
1 Операция выборка

Выборка производится над кортежами одного отношения. Результат выборки - новое отношение, состоящее из котежей исходного отношения, удовлетворяющих заданному условию.

Пример выборки

Из отношения Жители нужно выбрать жителей, младше 30 лет

Отношение Жители
ФИО	Возраст
Андреев	31
Иванов	21
Перов	40
Яковлев	27

---

ФИО	Возраст
Андреев	31
Перов	40

· ВЫБОРКА (ОГРАНИЧЕНИЕ, ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ПОДМНОЖЕСТВО)
На входе используется одно отношение, результат - новое отношение, построенное по той же схеме, содержащее подмножество кортежей исходного отношения, удовлетворяющих условию выборки.



2 Опеация проекция

Проекция также производится над кортежами одного отношения. Результат проекции - новое отношение содержащее только заданные атрибуты исходного отношения.

Пример проекции

Из отношения Жители нужно выбрать только фамилии жителей

Отношение Жители
Имя	ФИО	Возраст
Юрий	Иванов	31
Сергей	Иванов	21
Владимир	Перов	40
Игорь	Перов	27

ФИО

Иванов

Перов

ПРОЕКЦИЯ (ВЕРТИКАЛЬНОЕ ПОДМНОЖЕСТВО)

Операция проекции представляет собой выборку из каждого кортежа отношения значений атрибутов, входящих в список A, и удаление из полученного отношения повторяющихся строк.


3 Операция соединение

Соединение - операция над двумя отношениями, имеющими общие атрибуты, в результате которой получается новое отношение, состоящее из всех атрибутов исходных отношений и объединяющее только те кортежи исходных отношений в которых значения общих атрибутов совпадают.

Семантически общие атрибуты описывают общие свойства соединяемых отношений. Общие атрибуты должны иметь один тип

Пример соединения

Даны два отношения Рабочие и Инструменты

Рабочие ТабНомер ФИО Должность 1 Андреев Слесарь 2 Иванов Слесарь 3 Перов Токарь 4 Яковлев Фрезеровщик

Инструменты ТабНомер Инструмент 1 Штангельциркуль 1 Микрометр 1 Линейка 2 Штангельциркуль 2 Скоба

---