Дәріс №9.

Тақырыбы:Мәліметтердің реляциялық моделі.

Дәріс мақсаты: қатынас, атрибут, мәліметтер қоры нда қатынастарды бірыңғайлау, реляциялық алгебра мен реляциялық есептеу, sql және qbe сұраныс тілдері, sql тілінде мәліметтерді өңдеудің негізгі операторлары, реляциялық модельдің кемшіліктері мен артықшылықтарымен танысу

Кілттік сөздер:мәліметтер, мәліметтер қоры , мәліметтер қоры ның жүйесі, қатынас, атрибут, мәліметтер қоры нда қатынастарды бірыңғайлау, реляциялық алгебра мен реляциялық есептеу, sql және qbe сұраныс тілдері, sql тілінде мәліметтерді өңдеудің негізгі операторлары, реляциялық модельдің кемшіліктері мен артықшылықтары

Негізгі сұрақтар мен жоспар:

1. Қатынас, атрибут.
2. Мәліметтер қоры нда қатынастарды бірыңғайлау.
3. Реляциялық алгебра мен реляциялық есептеу.
4. SQL және QBE сұраныс тілдері.
5. SQL тілінде мәліметтерді өңдеудің негізгі операторлары.
6. Реляциялық модельдің кемшіліктері мен артықшылықтары

Қатынас, атрибут.

Реляциялық Мәліметтер қоры МҚ-да сақталатын барлық ақпараттардан тұратын қатынастар жиынтығы болады. Қатынастар деп объектілер арасындағы немесе олардың қасиеттері арасындағы кез келген өзара байланысты айтады. Объектілер арасындағы, бір объектінің қасиеттері арасындағы және әртүрлі объектілер қасиеттерінің арасындағы өзара байланыстар болып бөлінеді.

Қатынастар өзінің атымен және осы қатынастар байланысқан элементтермен, атрибуттар тізімімен беріледі:

<қатынас аты>(<атрибуттар тізімі>)

Қатынас аты қатынас элементтері арасындағы байланыстардың маңызын түсіндіретіндей болып таңдалады.

Объектілердің немесе байланыстардың кейбір қасиеттерін сипаттау үшін атрибуттар деп аталатын Мәліметтердің қарапайым бөлінбейтін элементтері қолданылады.

Атрибуттар атымен, типімен, мәнімен және басқа қасиеттерімен сипатталады.

Атрибут аты – бұл Мәліметтерді өңдеу процесіндегі атрибуттың шартты белгіленуі. Ол бір қатынаста және сол қатынастың өзінде уникальды болуы қажет.

Атрибуттың мәні – объектілер мен байланыстардың кейбір қасиеттерін сипаттайтын шама.

Атрибуттар қатынастардағы Мәліметтерді біріктіретін, мәндер класына сәйкес келеді. Қатынастар атрибуттарының аттарының тізімі және олардың сипаттамалары қатынас схемасы деп аталады.

Атрибуттар сипаттамалары қатынастың әрбір аргументі үшін мәндерді енгізу облысымен беріледі.

Мәліметтер қоры нда қатынастарды бірыңғайлау.

Мәліметтердің логикалық моделін құрудың мақсаты Мәліметтердің нақты бейнеленуін құру, Мәліметтер арасындағы байланысты және шектеулерді, яғги сәйкесқатынастарды анықтау болып табылады. Бұл мәселені шешуде арнайы әдіс бірқалыпты күйге келтіру әдісі болып табылады.

Бірқалыпты күйге келтіру әдісі – Мәліметтерге қойылатын талаптар негізінде қатынастар жиынын құру болып табылады.

Бірқалыпты күйге келтіру процесін алғашқы рет 1972ж Э.Ф.Кодд ұсынды. Бірқалыпты күйге келтіру кейбір қатынастардың берілген бірқалыпты формаға келтіру сәйкестігін тестілеу жиынтығы түрінде жүзеге асырылады. Алғашқыда бірінші(1БФ), екінші(2БФ) және үшінші(3БФ) бірқалыпты форма түрлері ұсынылды. Кейіннен Р. Бойс пен Э. Ф. Коддом (Codd, 1974) Бойс-Кодд (БКНФ) атымен үшінші форманың қатаң талаптары қалыптастырылды. Бұл формалардың барлығы қатынастың атрибуттары арасындағы функцияналдық тәуелділікке негізделген.

Осыдан соң төртінші(4НФ) және бесінші(5НФ) бірқалыпты формалар пайда болды. Бірақ тәжірибе жүзінде сирек қолданылады

Реляциялық алгебра мен реляциялық есептеу.

Реляциялық алгебра-бір немесе бірнеше қатынастар негізінде берілген

қатынастарды өзгертпей басқа қатынасты құруға мүмкіндік беретін амалдардың теориялық тілі

Амал нәтижесі іштестірілген өрнекті құруға мүмкіндік беретін басқа амал үшін операнда ретінде қолданыла алады(реляциялық алгебраның тұйықтығы).

Реляциялық алгебра барлық корртеждар бір команда арқылы өңделетін

тіл болып табылады.

Амалдар жиынын анықтаудың бірнеше варианттары бар. Негізгі амалдары:

1. Таңдау;

2. Проекциялау;

3. Декарттық көбейтінді;

4. Біріктіру.

Осы амалдар негізінде төмендегідей басқа амалдарды алуға болады:

1. Айырма;

2. Қосу;

3. Қиылысу;

4. Бөлу.

Таңдау және проекциялау – унарлы, қалғандары – бинарлы амалдар.

Таңдау

Предикатта  (And),  (Or), ~ (Not) логикалық амал белгілері қолданыла алады.

Проекциялау

Патр1,…,атрn(R) – Проекциялау амалы атрибуттары атр1, … атрn болатын және тек унарлы кортеждан құралған қатынасты анықтайды (нәтижеден қайталанатын мәндер алынып тасталынады).

Декарттық көбейтінді

RS – Декарттық көбейтінді амалы әрбір R қатынасындағы кортежға бір S қатынасындағы кортежді конкатенацияның(яғни жалғастыру) нәтижесі арқылы анықталатын жаңа қатынасты анықтайды.

Біріктіру

RS - Біріктіру амалы әрбір R және S қатынасының кортеждары қайталанатын мәндері алынып тасталып кірістірілген жаңа қатынасты анықтайды. Мұнда R және S қатынасы біріктіруде үйлесімді болуы – сәйкес домендерінде бірдей атрибуттар болуы тиіс.

Айырма

R-S -Айырма амалы S қатынасында жоқ R қатынасындағы кортеждар кірістірілген жаңа қатынасты анықтайды. Мұнда R және S қатынастары үйлесімді болуы керек.

Қосу амалы

Егер қолданушыға берілген шартты қанағаттандыратын декарттық көбейтіндінің белгілі бір бөлігі ғана керек болса, негізгі амалдардың бірі қосу амалы қолданылады. Қосу амалының бірнеше түрі бар:

Тета-қоу.

R |><| FS - Тета-қосу амалы декарттық көбейтіндіден F предикатын қанағаттандыратын кортеждардан құралған қатынасты анықтайды. F предикаты

R . aiS . biтүрінде болады,мұндағы  - < | <= | >= | = | ~= амалдарының бірі

Егер F предикаты тек = амалынан құралса, онда қосу эквиваленттік

бойынша қосу амалы деп аталады.

Қатынасты базалық амалдар негізінде де жазуға болады:

R |><| FS = F(R)

Нақты қосу.

R|><|S - Нақты қосу амалы – нәтижеден әрбір жалпы атрибуттың бір экземпляры алынып тасталынатын барлық жалпы атрибуттарда орындалатын эквиваленттік бойынша қосу амалы.

Сыртқы қосу

R <|S - R қатынасының кортеждарының S қатынасындағы жалпы атрибуттар мәніне сәйкес келмесе, сонымен қатар нәтижелік қатынасқа кірістірілсе сол жағынан сыртқы қосу амалы анықталады. Мәндері болмаса Null мәні қолданылады.

Артықшылығы: сыртқы қосуда R қатынасындағы барлық ақпарат сақталады.

Осыған ұқсас оң жағынан сыртқы қосу және толық сыртқы қосу амалдарын анықтауға болады.

Жартылай қосу

R |> F S -Жартылау қосу амалы R және S қатынасына да кірістірілетін R

қатынанысының кортеждарынан тұратын қатынасты анықтайды.

Жартылай қосу амалын проекциялау және қосу операторлары арқылы анықтауға болады:

R |> F S = ПA (R |><|F S),

Мұндағы A – R қатынасындағы барлық атрибуттар жиыны.

Қиылысу

R  S - Қиылысу амалы R және S қатынасында бар кортеждардан құралатын қатынасты анықтайды. R және S қатынасы үйлесімді болуы керек.

Қиылысу амалын базалық амалдар арқылы жазуға болады:

R  S=R-(R-S)

Бөлу

R  S - Бөлу амалы S қатынасындағы барлық кортеждар комбинациясына сәйкес келетін С атрибуттар жиынында анықталған R кортеждарынан тұратын қатынасты анықтайды.

Бөлу амалын базалық амалдар арқылы өрнектеп жазуға болады:

T1=ПC( R )

T2=ПC((ST1)-R) R  S=T1-T2

1. SQL және QBE сұраныс тілдері.
2. SQL тілінде мәліметтерді өңдеудің негізгі операторлары.

Реляциялық модельдің кемшіліктері мен артықшылықтары

Мәліметтердің реляциялық моделінің артықшылықтары – оның қарапайымдылығы мен түсініктілігінде және оның компьютерде физикалық жүзеге асырылуының қолайлығында. Осындай типті Мәліметтерді өңдеу тиімділігінің проблемасы техникалық тұрғыдан толық шешілген.

Реляциялық модельдердің кемшіліктері төмендегідей: жеке жазуларды идентификациялаудың стандартты құралдарының жоқтығы мен иерархиялық және желілік байланыстарды сипаттаудың күрделілігі.

Дербес компьютерлерге арналған шетелдік реляциялық МҚБЖ-нің мысалдарына, dBase III Plus және dBase IV (Ashton-Tate фирмасының), FoxPro және FoxBase (Fox Software фирмасының), Paradox және dBASE for Windows (Borland), Visaul FoxPro және Access (Microsoft), Clarion (Clarion Software), Oracle (Oracle) және т.б. жатады.

Реляциялық МҚБЖ-дың соңғы версиялары объектіге-бағытталған жүйелердің кейбір қасиеттерінен тұрады. Мұндай МҚБЖ-н объектілі-реляциялық деп атайды. Бұл жүйелерге мысал ретінде Oracle 8.х өнімін жатқызуға болады. Алдыңғы версиялары, яғни Oracle 7.х-ге дейінгі версиялары «таза» реляциялық МҚБЖ-не жатады.