ullman100 (2)

4______

Działania w modelu relacyjnym

W bieżącym rozdziale przedstawimy bazy danych z punktu widzenia użytkownika. Najczęściej główne działanie użytkownika polega na przeszukiwaniu bazy danych, to znaczy na pisaniu programów, których wyniki są odpowiedziami na pytania związane z bieżącą instancją bazy danych. W rozdziale czwartym nauczymy się definiowania zapytań do bazy danych w sposób oderwany od konkretnych zastosowań, przez użycie pewnych operatorów zapytań.

W metodach stosowanych w modelu ODL korzy sta się z dowolnych operatorów' przetwarzania danych, w modelach związków cncji także nic określono żadnej specyfiki dla operowania na danych, natomiast w modelu relacyjnym istnieje ograniczony zestaw' „standardowych” operacji na danych. A zatem skoncentrujemy uwagę na nauczeniu się operowania na danych w modelu relacyjnym, bez względu na to, jakie dane te modele opisują. Operacje na danych są definiowane w sposób algebraiczny i tworzą tzw.,.algebrę relacji”. Stosuje się w tym celu formalizm logiki, i ten rodzaj opisu nazwano „Datalog”. Obie te notacje poznamy w bieżącym rozdziale.

W następnych rozdziałach opiszemy współczesne komercyjne systemy baz danych w zakresie języków i możliwości oferowanych użytkownikow i. W rozdziałach od 5 do 7 opisano operatory zapytań występujące w języku zapytań SQL. Podobne operator}' występują również w języku OQL, który opisano w rozdziale 8.

4.1. Algebra działań na relacjach

Jako pierwsze działania na relacjach poznamy te operacje algebry relacji. które obejmują metody tworzenia nowych, bardziej skomplikowanych relacji na podstawie innego zbioru relacji. Pojęcie wyrażenia w algebrze relacji początkowo sprowadza się do operandu, relację można przedstaw ić albo przez jej nazwę (np. R lub Film), albo przez podanie jej krotek. Następnie, stosując

różne, opisane poniżej operatory algebry albo do relacji, albo do prostszych wyrażeń algebry relacji, można tworzyć nowe, coraz bardziej skomplikowane wyrażenia. Zapytanie jest wyrażeniem algebr}' relacji. Dlatego też algebra relacji jest pierwszym podstawowym przykładem języka zapytań.

Operacje w algebrze relacji można podzielić na cztery szerokie kategorie:

1.    Zwyczajne działania algebry' zbiorów: suma, przecięcie i różnica zastosowane do relacji.

2.    Operacje zawężania relacji: selekcja eliminuje pewne wiersze, a rzutowanie niektóre kolumny.

3.    Operacje komponow-ania krotek z innych krotek pochodzących z różnych relacji, na przykład „iloczyn kartezjański”, który' tworzy wszystkie możliwe kombinacje par krotek pochodzących z dwóch różnych relacji lub różne warianty operacji złączenia, która w sposób selektywny łączy w pary krotki z dwóch różnych relacji.

4.    Operacje „przemianowania”, które nie zmieniają krotek relacji, ale jej schemat, tzn. nazwy atrybutów lub/ i nazwę samej relacji.

Zakres tych działań jest dość ograniczony, nie wystarczą one do wykonania wszystkich możliwych obliczeń dla relacji. Mimo to jednak, posługując się nimi, można wykonać prawie wszystko, co jest potrzebne w' bazach danych i stanowią one, jak przekonamy się w rozdziale 5, dużą część standardowego języka zapytań baz danych $QL. Natomiast w podrozdziałach 4.6 i 4.7 przedstaw imy pokrótce pewne możliwości tkwiące w języku SQL, ale które nic występują w algebrze relacji.

4.1.1. Działania tcoriomnogościowe w zastosowaniu do relacji

Trzy' najpopularniejsze operacje tcoriomnogościowe stanowią suma, przecięcie i różnica zbiorów. Czytelnicy powinni znać te operacje z podstawowego kursu matematyki, tutaj przytoczymy tylko definicje, przy założeniu, żc dane są dwa zbiory R i S:

•    S- suma zbiorów' R i .Sjest zbiorem elementów, z których każdy należy do zbioru R lub do zbioru S, lub do obu naraz. Jeżeli jakiś element należy do obu zbiorów- R i S, to w sumie tych zbiorów występuje tylko jeden raz.

•    R n S przecięcie zbiorów R i Sjest takim zbiorem, do którego należą tylko te elementy^-, które występują zarówno w zbiorze S, jak i w zbiorze R.

•    R-S- różnica zbiorów R i S to zbiór, do którego należą tylko te elementy ze zbioru R, które nie należą do zbioru S. Zwróćmy uwagę na