Általában az adatbázisrendszerek fel vannak szerelve egy lekérdezési nyelvvel, amely segíthet a felhasználóknak a példányok lekérdezésében. Két ilyen típus létezik: a relációs algebra és a relációs kalkulus. Az első egy procedurális lekérdezési nyelv, amely kapcsolatpéldányokat vesz bemenetként, és példakapcsolatokat ad ki kimenetként. Ehhez unáris vagy bináris számítást használ. A relációs algebrát rekurzívan hajtják végre, a közbenső eredményeket pedig relációkként kezelik.
Karteziánus termék (Χ)
Két különböző kapcsolatból származó információkat egyesíti egybe.
Jelölések – r Χ s, ahol r és s arányok, és a kimenetük a következőképpen lesz meghatározva:
r Χ s={qt | q ∈ r és t ∈ s}.
Következtetés. Beállít egy kapcsolatot, amely megjeleníti az oktatóanyaggal írt összes könyvet és cikket.
Művelet átnevezése (ρ).
A relációs algebra relációja az eredmények, de név nélkül. Az átnevezés művelet lehetővé teszi a kimeneti érték megváltoztatását, amelyet a kis görög ρ betűvel jelölünk.
Megjelölés – ρ x (E), ahol az E kifejezés eredményét a névvel együtt tároljukx.
További műveletek:
- kereszteződés beállítása;
- feladat;
- természetes kapcsolat.
Relációszámítás
Ez egy nem eljárási lekérdező nyelv, ami azt jelenti, hogy megmondja, mit kell tennie, de nem magyarázza el, hogyan kell megvalósítani. A relációs kalkulus kétféle formában létezik:
- egy tuple korrelációs számítása;
- változótartományok szűrése.
Jelölés - T/állapot: Visszaadja az összes feltételt teljesítő T leírót. Eredmény. Névvel rendelkező sorokat ad vissza. A TRC számszerűsíthető. Használhat egzisztenciális (∃) és univerzális kvantorokat (∀). Következtetés. A fenti lekérdezés ugyanazt az eredményt adja, mint az előző.
Domain relációs kalkulus KDK
A szűrőváltozó az attribútumtartományt használja az egész sor érték helyett (ahogyan ez a fent említett TRC-ben történt).
Jelölések – {a 1, a 2, a 3, …, a | P (a 1, a 2, a 3, …, a)}, ahol a1, a2 attribútumok, P pedig belső értékekkel felépített képleteket jelöl.
Következtetés. Beállítja a cikket, old alt és témát a TutorialsPoint relációból, ahol a tárgy az adatbázis.
A TRC-hez hasonlóan a DRC is írható egzisztenciális és univerzális kvantorokkal. A DRC magában foglalja a relációs algebrai operátorokat is. A számítás, a számítás és a pontok közötti összefüggések kifejezésének erőssége egyenértékű.
A relációszámítás és algebra variációi és sémái
Az ER-modell diagramokban megfogalmazva jó áttekintést nyújt a lényeges összefüggésekről, amelyek könnyebben érthetők. A sematikus reprezentációk leképezhetők egy relációs sémára, azaz egymással együtt is létrehozhatók. Nem lehet minden ER-megkötést importálni egy relációs modellbe, de hozzávetőleges struktúra generálható. Számos folyamat és algoritmus áll rendelkezésre a diagramok ebbe a rendszerbe való konvertálására. Némelyikük automatizált, míg mások manuálisan jönnek létre. Az ER diagramok főként a következő kritériumokból állnak:
- entitás és attribútumai;
- link, amely a fenti értékek közötti asszociáció.
Az objektumok és kapcsolatok összehasonlítása különböző módokon és sémákban történik. Például egy entitás egy valós világbeli objektum, bizonyos attribútumokkal. Az egyeztetési folyamat, az algoritmus a következő:
- hozz létre egy táblázatot minden objektumhoz;
- az attribútumoknak táblamezőkké kell válniuk a megfelelő adattípusokkal;
- primer kulcs deklarálása.
A kapcsolat entitások közötti asszociáció. Az összeállítási folyamat a következő:
- táblázat létrehozása a kapcsolatokhoz;
- adja hozzá az összes résztvevő entitás elsődleges kulcsát táblázatmezőkként a megfelelő adattípusokkal;
- ha a relációnak van attribútuma, minden attribútumot állítson be táblázat mezőként;
- kombinálja a mindent alkotó elsődleges kulcsota többi a résztvevő objektumokért;
- adja meg az összes idegenkulcs-megszorítást.
A gyenge halmazok és hierarchikus objektumok megjelenítése egy bizonyos rendszer szerint történik. Mindenekelőtt meg kell érteni ezen értékek lényeges alapjait és definícióit. Gyenge szolgáltatáskészlet az, amelyhez nem tartozik elsődleges kulcs. A megjelenítési folyamat a következő:
- táblázat létrehozása gyenge objektumkészlethez;
- minden attribútum hozzáadása a sémához mezőként;
- adja meg az elsődleges kulcsot az azonosításhoz;
- állítsa be az összes idegenkulcs-megkötést.
A hierarchikus objektumok megjelenítése a relációs algebra nyelvének specializációja vagy általánosítása alapján szekvenciális entitások formájában történik. Az algoritmus a következő:
- táblázatok létrehozása az összes magasabb szintű objektumhoz;
- elsődleges kulcsok hozzáadása;
- alacsony szinten implementálja az alacsonyabb szintű objektumok összes többi attribútumait;
- deklarálja a tábla elsődleges kulcsait;
- állítsa be az idegen kulcs megszorításait.
Meglévő lehetőségek az információk leírására, tárolására, módosítására
Az SQL egy programozási nyelv relációs adatbázisokhoz. Algebra és sorok korrelációs számítása alapján fejlesztették ki. Az SQL csomagként érkezik az összes főbb DBMS disztribúcióhoz. Adatokat és nyelveket is tartalmaz ezek manipulálásához. A relációs algebra SQL adatdefiníciós tulajdonságainak használatával megtervezheti és módosíthatja az adatbázissémát,míg a kezelési és beállítási tulajdonságok, valamint az adatváltozások lehetővé teszik a rendszerbe telepített információk tárolását és lekérését. A következő parancskészletet használja a szerkezet és a rendszer meghatározásához:
- új adatbázisokat, táblákat és nézeteket hoz létre egy DBMS-ből.
- parancsokat dob.
- módosítja az adatbázissémát.
- ez a parancs egy attribútumot ad hozzá egy karakterlánc objektumhoz.
Az SQL fel van szerelve egy Data Manipulation Language (DML) nyelvvel. Módosítja az adatbázispéldányt információk beszúrásával, frissítésével és törlésével. A DML felelős az összes adat megváltoztatásáért. Az SQL a következő parancsokat tartalmazza a DML szakaszban:
A
Vannak parancsok is:
- beszúrás;
- értékek megváltoztatása;
- törlés.
Relációs algebrai lekérdezések létrehozása
A keresés összeállításakor a feladat egy olyan műveleti struktúra megtalálása, amely a megfelelő kimenethez vezet. A relációs algebra alapvető műveletei egyszerűekműveletek egy vagy két relációval operandusként. A sorozat együttes hatásai határozzák meg a végeredményt. Mivel az adatbázisokban a relációs algebra rendszere meglehetősen egyszerű, sok köztes eredményt lehet kapni a végső kimenet elérése előtt, ezeket operandusokként is használják, amelyek új fogadott adatokat állítanak elő.
A legtöbb operátor számára a lekérdezések és végrehajtásuk sorrendje nem számít, ami azt jelenti, hogy ugyanaz a kimenet érhető el a köztes adatok különböző módon történő alakításával és kombinálásával. A gyakorlatban az adatbázisban történő keresés meglehetősen egyszerű. A műveletek és a köztes eredmények végrehajtásának rendszerét a lekérdezésoptimalizáló határozza meg. A kérdések, követelmények megfogalmazásakor először
kell kiválasztani, hogy mely kapcsolatok szükségesek a válasz eléréséhez, majd megadni a műveleteket és a köztes eredményeket. A relációs algebra lekérdezés szerkezete egy eredményadatbázisban diagramként ábrázolható. A követelmény-optimalizálók igyekeznek a végrehajtást a lehető leghatékonyabban megszervezni. A gyakorlatban ez általában azt jelenti, hogy igyekeznek a lehető leggyorsabban minimalizálni a közbenső eredményeket. A relációs algebra általános példái segítenek ebben.
1. példa.
Információigény: Információ az 1996-os évjáratú járművekről, amelyeknél az 1999-es ellenőrzés során hiányosságokat találtak.
Először az autókra vonatkozó információk jelennek meg, hogy megértsék a kapcsolat összes attribútuma értékét. Az ellenőrzésekkel kapcsolatos információk az „Ellenőrzés” táblázatban tárolódnak, és ha észlelikhibákat a „Probléma” táblázatban rögzítjük. Így erre a három táblázatra van szükség a szükséges információk megszerzéséhez.
Csak az 1996-os autók érdekesek. A jármű modelltartománya a beállított attribútum értékeként jelenik meg a járműinformációs táblázat sorában. Az első köztes eredmény az 1996-os változatokat képviselő sorokból áll.
Tehát csak az ezt az időszakot lefedő sorokra van szükség. Kiválasztásukhoz ki kell választani őket. Most már autók és ellenőrzések szükségesek. A karakterláncokat ezután az összefűzési művelettel összefűzzük. Ezeket egy közös regiszterszámmal kell összekötni, mivel ez az egyetlen közös oszlop, természetes összekapcsolás használatos.
Ahhoz, hogy megtudja, voltak-e problémák az ellenőrzések során, problémasorokat kell társítania az ellenőrzéshez. Miután csatlakoztatta a vezérlősorokat az autókhoz, ezt az eredményt csatlakoztathatja a hibatáblázathoz. A hovatartozásnak a közös regisztrációs számon és az igazolt dátumon kell alapulnia. Ezek az egyetlen gyakori oszlopok a táblázatokban, ezért a rendszer természetes illesztést használ.
Számítási lehetőségek köztes eredmények nélkül
2. példa.
Szükséges információ: Az 1995-ös vagy régebbi, 2000-re nem tesztelt járművek vezetőjének neve. A név a "Driver" táblázatban található. A bűnüldöző szervek leírását az „Ellenőrzés és autók egy menzakocsiban” című táblázat tartalmazza. ÍgyEzért erre a három táblázatra van szükség. Először is meg kell találnia azokat az autókat, amelyek 2000-ben nem voltak átvizsgálva. Ezt a problémát nem lehet csak a táblázatban felsorolt ellenőrzésekkel megoldani, mivel a megtörtént ellenőrzésekről tartalmaz adatokat, a meg nem történtekről nem. Ezt a problémát úgy oldják meg, hogy olyan kiegészítő autókat keresnek, amelyeket 2000 előtt ellenőriztek. Valójában csak a regisztrációs számukra van szükség.
A fentieken kívül vannak más példák is, amelyek bemutatják, hogyan lehet módosítani vagy megtalálni az információkat. A lekérdezési változatok speciális műveletekkel optimalizálhatók. Valójában az adatok keresésének és megtalálásának a lehető legkönnyebbé és egyszerűbbé tételéhez létezik egy relációs számítási modell.
Ahol az információk biztonságosak és védettek
A relációs algebra relációs adatmodellje rekordokat tartalmazó fájlformátumokban tárolódik. Fizikai szinten a tényleges információ valamilyen eszközön elektromágneses formátumban rögzül. Ezek a tárolóeszközök három kategóriába sorolhatók:
- Elsődleges. Ebbe a kategóriába tartozik a CPU által közvetlenül elérhető memória. A regiszterek, a gyorsmemória (gyorsítótár) és a fő memória (RAM) közvetlenül elérhetők a központi számára, mivel mindegyik az alaplapon vagy a chipkészleten található. Ez a tároló jellemzően nagyon kicsi, rendkívül gyors és instabil. Az állapot fenntartásához állandó tápellátás szükséges. Ha meghiúsul, minden adata elveszik.
- Másodlagos. A jövőre vonatkozó információk tárolására szolgálhasználja vagy készítsen biztonsági másolatot. Olyan memóriaeszközöket foglal magában, amelyek nem részei a processzorlapkakészletnek vagy az alaplapnak, például mágneslemezek, optikai lemezek (DVD-k, CD-k stb.), merevlemezek, flash meghajtók és mágnesszalagok.
- Felsőfokú. Hatalmas mennyiségű adat tárolására szolgál. Mivel az ilyen tárolóeszközök a számítógépes rendszeren kívül vannak, ezek a leglassabbak a sebesség szempontjából. Ezeket a tárolóeszközöket főként a teljes rendszer biztonsági mentésére használják. Az optikai lemezeket és mágnesszalagokat széles körben használják harmadlagos tárolóként.
A speciális relációs algebrai műveletek fontosak a lekérdezés hatékonysága szempontjából.
Tárhelyszerkezet
A számítógépes rendszernek jól meghatározott memóriahierarchiája van. A CPU közvetlen hozzáféréssel rendelkezik a fő rendszerhez, valamint a beépített regiszterekhez. A fő memória elérési ideje nyilvánvalóan kevesebb, mint a processzor sebessége. Ennek az eltérésnek a minimalizálása érdekében gyorsítótár kerül bevezetésre. A gyorsítótár biztosítja a leggyorsabb hozzáférési időt, és tartalmazza a CPU által leggyakrabban elért adatokat.
A leggyorsabb hozzáférésű memória a legdrágább. A nagy tárolóeszközök kis sebességet biztosítanak és olcsóbbak, de hatalmas mennyiségű adat tárolására képesek, mint egy processzorregiszter vagy gyorsítótár.
A mágneses és merevlemezek a leggyakoribb másodlagos tárolóeszközök a mai számítógépes rendszerekben. Mágnesesnek hívjákfém alap. Ezek a korongok függőlegesen helyezkednek el az orsón. Az író/olvasó fej közöttük mozog, és az alatta lévő folt mágnesezésére vagy eltávolítására szolgál. 0 (nulla) vagy 1 (egy)ként ismerhető fel.
A merevlemezek jól meghatározott sorrendben vannak formázva a hatékony adattárolás érdekében. Sok koncentrikus kört tartalmaz, amelyeket pályáknak neveznek. Minden sáv további szektorokra van osztva, amelyek általában 512 bájtnyi adatot tárolnak.
Fájlműveletek
A relációs algebra nyelvi rendszerén és annak adatbázisán végzett műveletek nagyjából két kategóriába sorolhatók:
- frissítés;
- keresés.
Az első kategória beszúrással, törléssel vagy frissítéssel módosítja az adatértékeket. Másrészt a keresési műveletek nem szerkesztik az információkat, hanem opcionális feltételes szűrés után kivonják azokat. Mindkét típusú műveletben jelentős szerepe van a szelekciónak. A fájl létrehozása és törlése mellett több művelet is végrehajtható:
- Megnyitás – két olvasási vagy írási mód egyikében létezik. Az első esetben az operációs rendszer senkinek sem engedi meg az adatok megváltoztatását. Más szóval, az adatok csak beolvasásra kerülnek. Az olvasási módban megnyitott fájlok több objektum között is megoszthatók. Az írási mód lehetővé teszi az adatok megváltoztatását. A fájlok olvashatók, de nem oszthatók meg.
- A bezárás a legfontosabb művelet az operációs rendszer szempontjából, mivel eltávolítja az összes zárolást(ha megosztott módban van), elmenti az adatokat (ha módosították) másodlagos adathordozóra, és felszabadítja a fájlhoz tartozó összes puffert és kezelőt.
- Az indexelés egy információs szerkezeti módszer a rekordok hatékony kinyerésére a rendszer fájljaiból, a rendszer megvalósításának néhány attribútuma alapján. Attribútumok alapján definiálva.
Az indexelés a következő típusú lehet:
- Az elsődleges a rendezett adatfájlban van definiálva. Az információs fájl a kulcsmezőbe van rendezve.
- Másodlagos index olyan mezőből generált mezőből, amely kulcsjelölt, és minden rekordban egyedi értékkel rendelkezik, vagy nem duplikált értékeket tartalmazó kulcs.
- A klaszterezés egy rendezett adatfájlban, egy nem kulcsmezőben van meghatározva.
Az adatbázis-kezelő rendszer vagy DBMS a felhasználói információk maximális hatékonyságú tárolására és visszanyerésére szolgáló technológiára utal, megfelelő biztonsági intézkedések mellett. Ennek a kérdésnek a közelebbi vizsgálata arra a következtetésre jut, hogy a relációs algebra olyan operátorok nyelve, amelyek a relációkat argumentumként veszik, és ennek eredményeként visszaadják azokat.
