1

Relacyjna struktura danych

●

W modelu relacyjnym dane mają logiczną strukturę

relacji

–

relacja

jest fizycznie realizowana w postaci tabeli

(tabela – posiadająca wiersze i kolumny)

●

Każda relacja ma

nazwę

–

Nazwa relacji jest

unikatowa

w skali bazy danych

–

Nazwa powinna kojarzyć się z rodzajem
opisywanego

obiektu

–

Nazwa powinna być jak najkrótsza

2

Opis relacji

●

Relacja jest przedstawiana jako dwuwymiarowa

tabela

●

Każda relacja zawiera

atrybuty

– kolumny

–

Nazwy atrybutów są

unikalne

wewnątrz tabeli

–

Nazwy atrybutów jednoznacznie powinny opisywać

rodzaj przechowywanych informacji

–

Atrybuty przechowują informacje

atomowe

●

Jeżeli informacja nie może być przedstawiona w postaci

atomowej należy ja rozbić na informacje atomowe

●

Atrybuty mogą się pojawiać w dowolnej kolejności

3

Krotki i rekordy

●

Krotka

– to wiersz relacji

–

Każda krotka zawiera

jedną

wartość każdego

atrybutu

–

Krotka jest

stanem

(wystąpieniem) relacji

–

Wraz z użytkowaniem relacji zmienia się

stan

relacji

●

Fizyczną realizację krotki nazywamy

rekordem

●

Dziedzina

–

Zbiór dopuszczalnych wartości dla jednego lub

większej liczby atrybutów

4

Przykład relacji

5

Dziedziny wybranych atrybutów

Atrybut

Znaczenie

Definicja dziedziny

miasto

Zbiór wszystkich nazw ulic typ znakowy: rozmiar 25

typ znakowy: rozmiar 8

płeć

Płeć człowieka

Nazwa

dziedziny

biuroNr

NumeryBiur

Zbiór wszystkich numerów

biur

typ znakowy: rozmiar 4,

zakres B001-B999

NazwyMiast

kodPocztowy KodyPocztowe

Zbiór wszystkich kodów

pocztowych

TypyPłci

typ znakowy: rozmiar 1,

wartość M lub K

dataUr

DatyUrodzenia

Możliwe wartości dat uro-

dzenia pracowników

typ daty, zakres od

1.01.1920, format

dd.mm.rrrr

6

Klucze relacji

●

Relacja

nie zawiera powtarzających

się krotek

●

Aby

zagwarantować

możliwość

jednoznacznej

identyfikacji krotek

klucz główny relacji

●

Klucz główny jest to

atrybut

lub

zbiór atrybutów

,

które pozwalają jednoznacznie identyfikować krotkę w

relacji

–

Klucz główny można wybrać na wiele sposobów (klucze

kandydujące)

–

Spośród możliwych kluczy kandydujących wybieramy
klucz główny o najmniejszej liczbie atrybutów

–

Pozostałe klucze główne, które nie zostaną wybrane

nazywamy

kluczami alternatywnymi

7

Klucze relacji

●

Jeżeli ze zbioru

kluczy kandydujących

nie można

wybrać klucza głównego to klucz główny musi być

utworzony w sposób sztuczny

–

Dodanie nowego atrybutu, np: idOsoba

–

Typ atrybutu całkowity (bez znaku, ze znakiem)

–

Właściwość: autonumber (autonumeracja)

●

Jest to specjalny typ danych gwarantujący
niepowtarzalność każdej krotki

●

Klucze obce

–

Atrybut lub zbiór atrybutów z jednej relacji, który
odpowiada kluczowi głównemu innej relacji

8

Integralność relacji

●

Każdy

atrybut

związany jest z pewną

dziedziną

●

Atrybut nie może zawierać informacji która nie

należy do dziedziny

●

Jeżeli w danym momencie wartość atrybutu jest

niekreślona lub nieznana a atrybut wymaga podania

informacji stosujemy wartość

NULL

–

Nieokreślona wartość logiczna

–

Niekompletne dane

–

Sytuacje nieprzewidziane

9

Integralność

●

Więzy kluczy głównych

–

W relacji żaden atrybut klucza głównego nie może być

pusty

●

Więzy referencyjne

–

Jeżeli w relacji istnieje klucz obcy:

●

Wartość musi być równa wartości klucza głównego

(kandydującego) z innej relacji

●

Lub klucz obcy ma wartości puste dla wszystkich krotek

●

Więzy ogólne

–

Dodatkowe warunki poprawności danych określone

przez użytkownika lub administratora bazy danych

10

Perspektywy

●

Perspektywa

–

Sposób widzenia bazy danych przez użytkowników

–

Jest relacją wirtualną (nie jest realizowana fizycznie)

–

Perspektywa jest wyliczana za każdym razem gdy

nastąpi wywołanie perspektywy

●

Wynik jednej lub wielu operacji relacyjnych

●

Relacja bazowa

–

Relacja o ustalonej nazwie

–

Krotki relacji bazowej są fizycznie obecne w bazie
danych

11

Właściwości perspektywy

●

Użytkownik może traktować perspektywę jak relację

istniejącą w rzeczywistości

–

Można wykonywać na niej operacje tak jak na relacji

bazowej

●

Perspektywy są

dynamiczne

–

Zmiany w relacjach bazowych wpływające na perspektywę

są natychmiast w niej odzwierciedlane

–

Zmiany w perspektywie są automatycznie przenoszone do

relacji bazowych

●

Ograniczenie na modyfikowanie relacji bazowych za

pomocą perspektywy

12

Zadania perspektyw

●

Ochrona danych przed użytkownikami

–

Ukrywanie krotek i atrybutów

●

Dostosowanie dostępu do danych w sposób

dostosowany do potrzeb użytkownika

●

Uproszczenie operacji na relacja bazowych

–

Perspektywa jest złączeniem kilku relacji bazowych

●

Zapewniają logiczną niezależność danych

–

Dodanie atrybutów do relacji może być niezauważone

przez użytkownika

–

Dodanie lub podział relacji bazowych może zostać
niezauważone

13

Modyfikowanie danych

●

Zmiany w relacji bazowej muszą być odzwierciedlone w

perspektywie

●

Zmiana w perspektywie powinna być odzwierciedlona w relacji

bazowej

●

Modyfikacja jest możliwa gdy:

–

Perspektywa jest utworzona prostym zapytaniem (brak złączeń)

na bazie jednej relacji bazowej

–

Perspektywa zawiera klucz główny relacji

●

Modyfikacji nie można dokonać gdy:

–

Perspektywa oparta jest na kilku relacjach bazowych

–

Perspektywa wykorzystuje operatory grupowania i funkcje

agregujące

14

Selekcja

●

Operacja

selekcji

działa na jednej relacji i daje w

wyniku relację zawierającą te krotki, które spełniają

podany warunek (predykat)

–

Podaj wszystkich pracowników, którzy mają pensję

wyższą niż 1500 zł

–

σ

pensja > 1500

(Personel)

●

Bardziej skomplikowane predykaty można otrzymać

stosując operatory AND(^), LUB, NOT

–

σ

(pensja > 1500) ^ (pleć = M)

(Personel)

●

W wyniku działania operatora selekcji otrzymujemy

relację

15

Rzutowanie

●

Działa na jednej relacji

●

Wynikiem działania jest relacja

–

Zawiera pionowy wycinek relacji bazowej

–

Wybierane są wartości określonych atrybutów

–

Duplikaty krotek

●

Podaj listę zawierającą imię, nazwisko oraz pensje

wszystkich pracowników

Π

imię, nazwisko, pensja

(Personel)

16

Suma zbiorów

●

Operator sumy działa na dwóch relacjach R i S

●

Wynikiem działania operatora jest relacja

–

Zawiera krotki relacji R oraz krotki relacji S

–

Duplikaty są eliminowane

–

Relacje R i S muszą mieć zgodne schematy

●

Taka sama liczba atrybutów

●

Każda para odpowiadających sobie atrybutów ma tę samą dziedzinę

●

Jeżeli schematy się różnią można zastosować operator rzutowania

–

Podaj wszystkie miasta, w których znajduje się biuro lub

nieruchomość

Π

miasto

(Biuro)

U

Π

miasto

(Nieruchomość)

17

Różnica zbiorów

●

Działa na dwóch relacjach R i S

●

Wynikiem działania jest relacja

–

Zawiera wszystkie krotki należące do R ale nie
należące do S

–

Relacje R i S muszą mieć zgodne schematy

–

Podaj wszystkie miasta, w których znajdują się biura

firmy, ale nie ma żadnej nieruchomości

Π

miasto

(Biuro)

-

Π

miasto

(Nieruchomość)

18

Przekrój zbiorów

●

Działa na dwóch relacjach R i S

●

Wynikiem działania jest relacja

–

Zawiera wszystkie krotki należące zarówno do R jak i
należące do S

–

Relacje R i S muszą mieć zgodne schematy

–

Podaj wszystkie miasta, w których znajdują się biura

firmy i nieruchomości

Π

miasto

(Biuro)

∩

Π

miasto

(Nieruchomość)

19

Iloczyn kartezjański

●

Iloczyn kartezjański definiuje relację, która zawiera

konkatenację każdej krotki z relacji R z każdą krotką z
relacji S

●

Jeżeli relacja

R

ma

I

krotek i

N

atrybutów a relacja

S

ma

J

krotek i

M

atrybutów

–

Relacja wynikowa ma

(I*J)

krotek o

(N+M)

atrybutach

a

b

R

1
2
3

S

R

x

S

1
2
3

a
a
a

b
b
b

1
2
3

20

Złączenie naturalne

●

Relacja zawierająca krotki iloczynu kartezjańskiego

relacji R i S, spełniających warunek równości co

najmniej jednego atrybutu

–

Relacje R i S muszą zawierać co najmniej jeden atrybut

mający tę samą dziedzinę

–

Jedno z wystąpień każdego ze wspólnych atrybutów
jest eliminowane z relacji wynikowej

A

--------

a
b

B

--------

1
2

R

S

D

--------

1
1
3

E

--------

x
y
z

R

▹◃

. = .

R B S D

S

A

--------

a
a

B

--------

1
1

E

--------

x
y

21

Złączenie zewnętrzne

●

Do relacji wynikowej są włączane również takie krotki

z relacji R, dla których w relacji S nie występują

wartości wspólnych atrybutów

–

Brakujące wartości atrybutów wypełniane są wartością

NULL

–

Złączenia lewostronne, prawostronne, pełne złączenie
zewnętrzne

A

--------

a
b

B

--------

1
2

R

S

D

--------

1
1
3

E

--------

x
y
z

R

⊃

◃

. = .

R B S D

S

A

--------

a
a
b

B

--------

1
1
2

E

--------

x
y

NULL

22

Półzłączenie

●

Wynikiem

operacji

półzłączenia

jest

relacja

zawierająca te krotki relacji R, które weszłyby do

złączenia R i S

–

Złączenie dwóch relacji

–

Rzutowanie wyniku na atrybuty pierwszego argumentu

A

--------

a
b

B

--------

1
2

R

S

D

--------

1
1
3

E

--------

x
y
z

R

▹

. = .

R B S D

S

A

--------

a

B

--------

1

23

Teta-złączenie

●

Wynikiem operacji złączenia jest relacja zawierająca

krotki iloczynu kartezjańskiego R i S, spełniające

warunek F

–

Warunek F jest postaci R.a (<, ≤, >, ≥, =, ≠) S.b

–

a jest atrybutem relacji R, b jest atrybutem relacji S

A

--------

a
b

B

--------

1
2

R

S

D

--------

1
1
3

E

--------

x
y
z

R

▹◃

. ≥ .

R B S D

S

A

--------

a
a
b
b

B

--------

1
1
2
2

E

--------

x
y
x
y

D

--------

1
1
1
1