Microsoft PowerPoint 03 model relacyjny id 299067

Chapter 3

The Relational Model

Transparencies

Chapter 3 - Objectives



Terminology of relational model.



How tables are used to represent data.



Connection between mathematical

relations and relations in the relational

model.



Properties of database relations.



How to identify CK, PK, and FKs.



Meaning of entity integrity and

referential integrity.



Purpose and advantages of views.

Relational Model Terminology



A relation is a table with columns

and rows.



Only applies to logical structure of the

database, not the physical structure.



Attribute is a named column of a

relation.



Domain is the set of allowable

values for one or more attributes.

Relational Model Terminology



Tuple is a row of a relation.



Degree is the number of attributes in a

relation.



Cardinality is the number of tuples in a

relation.



Relational Database is a collection of

normalized relations with distinct relation

names.

Instances of Branch and Staff

Relations

Examples of Attribute Domains

Alternative Terminology for

Relational Model

Mathematical Definition of Relation



Consider two sets, D

& D

, where D

= {2, 4}

and D

= {1, 3, 5}.



Cartesian product, D



, is set of all

ordered pairs, where first element is member

of D

and second element is member of D



= {(2, 1), (2, 3), (2, 5), (4, 1), (4, 3), (4, 5)}



Alternative way is to find all combinations of

elements with first from D

and second from

Mathematical Definition of

Relation



Any subset of Cartesian product is a

relation; e.g.

R = {(2, 1), (4, 1)}



May specify which pairs are in relation

using some condition for selection; e.g.



second element is 1:

R = {(x, y) | x D

, y D

, and y = 1}



first element is always twice the second:

S = {(x, y) | x D

, y D

, and x = 2y}

Mathematical

Definition

Relation



Consider three sets D

, D

with

Cartesian Product D



; e.g.

= {1, 3} D

= {2, 4} D

= {5, 6}



= {(1,2,5), (1,2,6), (1,4,5),

(1,4,6), (3,2,5), (3,2,6), (3,4,5), (3,4,6)}



Any subset of these ordered triples is a

relation.

Matematyczna definicja relacji



Iloczyn kartezjański n zbiorów (D

, D

, . . ., D

) to:

× D

× . . . × D

= {(d

, d

, . . . , d

) | d

Є D

, d

Є D

. . . , d

Є D

}

co zazwyczaj zapisuje się w postaci:

i = 1



Dowolny zbiór n-krotek z tego iloczynu

kartezjańskiego jest relacją n zbiorów. W definicji

relacji musimy wskazać zbiory (dziedziny), z których

wybieramy wartości

Relacje baz danych



Schemat relacji



Relacja zdefiniowana przez podanie nazwy oraz par

składających się z nazw atrybutów i nazw związanych z

nimi dziedzin.



Niech A

, A

, …, A

będą atrybutami o dziedzinach D

, …, D



wtedy zbiór {A

, A

, …, A

}

jest



Relacja R jest zbiorem n-krotek

, A

,…, A

), gdzie d

Є D

, d

Є D

, … , d

Є D

Relacje baz danych



Np. 4-krotka:



{(biuroNr: B005, ulica: 22 Deer Rd,

miasto: Londyn, kodPocztowy: SW1 4EH)}

Zapis w uproszczeniu



{(B005, 22 Deer Rd, Londyn, SW1 4EH)}

Relacje baz danych



Schemat relacyjnej bazy danych



Zbiór schematów relacji różniących się od siebie

nazwami.

Jeżeli R

, R

, …, R

jest zbiorem schematów relacji,

to możemy zapisać

(lub – prościej - schemat relacyjny R)

jako:

R = {R

, R

, …, R

}

Własności relacji



Relacja ma nazwę inną niż nazwy pozostałych

relacji danego schematu relacyjnego.



Każda „komórka” relacji zawiera jedną

wartość elementarną (atomową).



Każdy atrybut ma inną nazwę.



Wszystkie wartości atrybutu pochodzą z tej

samej dziedziny.

Własności relacji



Każda krotka jest inna – nie ma duplikatów

krotek.



Kolejność atrybutów nie ma znaczenia.



Teoretycznie, kolejność krotek nie ma

znaczenia.

Klucze relacji



Nadklucz



Atrybut lub zbiór atrybutów, które pozwalają

jednoznacznie zidentyfikować krotkę w relacji.
Taki nadklucz może zawierać nadmiarowe atrybuty,

które nie są potrzebne do jednoznacznej identyfikacji.



Klucz kandydujący



Nadklucz K relacji R to klucz, który nie zawiera

właściwego podzbioru będącego nadkluczem relacji.

Ma następujące własności:



Unikalność – dla każdej krotki występującej w R wartości

atrybutów K jednoznacznie identyfikują krotkę



Minimalność – żaden właściwy podzbiór K nie ma powyższej

własności.

Klucze relacji



Klucz główny



Klucz kandydujący wybrany, by jednoznacznie

odnajdować krotki w relacji.



Klucze alternatywne



Klucze kandydujące, które nie zostały wybrane

na klucz główny.



Klucz obcy



Atrybut, lub zbiór atrybutów z jednej relacji,

który odpowiada kluczowi kandydującemu

pewnej (być może tej samej) relacji.

Więzy integralności



Wartość pusta (Null)



Reprezentuje wartość atrybutu, która w danej

chwili nie jest znana lub nie może zostać ustalona.



Ma zastosowanie przy danych niekompletnych lub

wyjątkach.



Reprezentuje brak wartości – nie jest to to samo, co

zero, czy spacje, które wartościami jednak są.

Więzy integralności



Integralność encji



W relacji bazowej żaden atrybut klucza

głównego nie może być pusty.



Integralność referencyjna



Jeżeli w relacji istnieje klucz obcy, to jego

wartość albo musi być równa wartości klucza

kandydującego pewnej krotki w relacji

nadrzędnej, albo klucz obcy musi mieć

wartości puste dla wszystkich atrybutów.

Więzy integralności



Więzy ogólne



Dodatkowe warunki poprawności danych

określone przez użytkowników lub

administratorów bazy danych.

Perspektywy



Relacja bazowa



Relacja o ustalonej nazwie, odpowiadająca zbiorowi

encji ze schematu konceptualnego. Krotki tej relacji są

fizycznie obecne w bazie danych.



Perspektywa



Dynamicznie obliczany wynik jednej lub wielu operacji

relacyjnych tworzących nową relację z relacji

bazowych. Perspektywa jest relacją wirtualną, która

nie musi fizycznie istnieć w bazie danych, ale może

być wyliczona w każdej chwili na żądanie użytkownika.

Perspektywy



Perspektywa to relacja, którą można

traktować jak istniejącą w rzeczywistości i

można na niej wykonywać operacje.



Zawartość perspektywy jest definiowana jako

zapytanie dotyczące jednej lub wielu relacji

bazowych.



Perspektywy są dynamiczne – zmiany w

relacjach bazowych wpływające na

perspektywę są w niej natychmiast

odzwierciedlane.

Zadania mechanizmu perspektyw



Jest silnym i elastycznym narzędziem

dzięki ukrywaniu części bazy danych przed

pewnymi użytkownikami.



Dostęp różnych użytkowników do danych

jest dostosowany do ich potrzeb. Różni

użytkownicy mogą widzieć te same dane

w różny sposób,



Można uprościć skomplikowane operacje

na relacjach bazowych.

Modyfikowanie danych poprzez

perspektywy



Wszystkie modyfikacje relacji bazowej

powinny być niezwłocznie odzwierciedlane

we wszystkich perspektywach

odwołujących się do tej relacji.



Gdy zmodyfikowany zostanie stan

perspektywy, powinno to zostać

odnotowane w relacji bazowej.

Modyfikowanie danych poprzez

perspektywy



Rodzaje modyfikacji, jakie można zrealizować

za pośrednictwem perspektyw to:



Modyfikacje można wykonywać poprzez perspektywy

zdefiniowane prostym zapytaniem dotyczącym jednej

relacji bazowej - taka perspektywa musi zawierać

klucz główny lub klucz kandydujący relacji.



Modyfikacji nie można wykonywać przez

perspektywy dotyczące wielu relacji bazowych.



Modyfikacji nie można wykonywać poprzez

perspektywy zawierające operatory grupowania i

funkcje agregujące.

Modyfikowanie danych poprzez

perspektywy



Zdefiniowano następujące klasy

perspektyw:



Teoretycznie niemodyfikowalne;



Teoretycznie modyfikowalne;



Częściowo modyfikowalne.