En general, els sistemes de bases de dades estan equipats amb un llenguatge de consulta que pot ajudar els usuaris a consultar instàncies. N'hi ha dos tipus: àlgebra relacional i càlcul relacional. El primer és un llenguatge de consulta procedimental que pren les instàncies de relació com a entrada i les sortides d'exemple com a sortida. Utilitza càlcul unari o binari per a això. L'àlgebra relacional es realitza de forma recursiva i els resultats intermedis es tracten com a relacions.
Producte cartesià (Χ)
Combina la informació de dues relacions diferents en una sola.
Notació – r Χ s, on r i s són proporcions i la seva sortida es definirà com a
r Χ s={qt | q ∈ r i t ∈ s}.
Conclusió. Estableix una relació que mostra tots els llibres i articles escrits amb el tutorial.
Operació de canvi de nom (ρ).
La relació de l'àlgebra relacional són els resultats, però sense cap nom. L'operació de canvi de nom us permet canviar el valor de sortida, indicat amb la lletra grega minúscula ρ.
Designació – ρ x (E), on el resultat de l'expressió E s'emmagatzema amb el nomx.
Operacions addicionals:
- set intersecció;
- assignació;
- connexió natural.
Càlcul relacional
Aquest és un llenguatge de consulta no procedimental, és a dir, us indica què heu de fer però no explica com implementar-lo. El càlcul relacional existeix de dues formes:
- càlcul de correlació d'una tupla;
- intervals de filtratge de variables.
Notació - T/Estat: retorna totes les tuples T que compleixen una condició. Resultat. Retorna tuples amb un nom. El TRC es pot quantificar. Podeu utilitzar quantificadors existencials (∃) i universals (∀). Conclusió. La consulta anterior donarà el mateix resultat que l'anterior.
Càlcul relacional del domini DRC
La variable de filtre utilitza el domini de l'atribut en lloc dels valors enters de tupla (com es fa al TRC esmentat anteriorment).
Notació: {a 1, a 2, a 3, …, a | P (un 1, un 2, un 3, …, un)}, on a1, a2 són atributs i P denota fórmules construïdes amb valors interns.
Conclusió. Estableix l'article, la pàgina i el tema a partir de la relació TutorialsPoint, on el tema és la base de dades.
Com TRC, DRC també es pot escriure amb quantificadors existencials i universals. DRC també inclou operadors d'àlgebra relacional. La força de l'expressió de càlcul, càlcul i correlació de relacions entre punts és equivalent.
Variacions i esquemes de càlcul relacional i àlgebra
El model ER, quan es conceptualitza en diagrames, proporciona una bona visió general de les relacions essencials que són més fàcils d'entendre. Les representacions esquemàtiques es poden mapar a un esquema relacional, és a dir, es poden crear conjuntament. No és possible importar totes les restriccions ER a un model relacional, però es pot generar una estructura aproximada. Hi ha diversos processos i algorismes disponibles per convertir gràfics a aquest sistema. Alguns d'ells estan automatitzats, mentre que altres es creen manualment. Els gràfics ER consisteixen principalment en els criteris següents:
- entitat i els seus atributs;
- link, que és una associació entre els valors anteriors.
La comparació d'objectes i relacions es produeix de diferents maneres i esquemes. Per exemple, una entitat és un objecte del món real amb alguns atributs. El procés de concordança, l'algorisme és el següent:
- creeu una taula per a cada objecte;
- atributs haurien de convertir-se en camps de taula amb els tipus de dades corresponents;
- declara una clau primària.
Una relació és una associació entre entitats. El procés de compilació és el següent:
- crear una taula per a les relacions;
- afegiu les claus primàries de totes les entitats participants com a camps de taula amb els tipus de dades adequats;
- si la relació té algun atribut, establiu cada atribut com a camp de taula;
- combina la clau primària que ho forma totla resta per a objectes participants;
- especifica totes les restriccions de clau estrangera.
La visualització de conjunts febles i objectes jeràrquics es produeix segons un sistema determinat. En primer lloc, cal entendre els fonaments i definicions essencials d'aquests valors. Un conjunt de funcions febles és aquell que no té cap clau primària associada. El procés de visualització és el següent:
- creeu una taula per a un conjunt feble d'objectes;
- afegiu tots els atributs a l'esquema com a camp;
- especifica la clau primària per a la identificació;
- estableix totes les restriccions de clau estrangera.
La visualització d'objectes jeràrquics basada en l'especialització o generalització del llenguatge de l'àlgebra relacional es produeix en forma d'entitats seqüencials. L'algorisme és el següent:
- crear taules per a tots els objectes de nivell inferior superior;
- afegeix claus primàries;
- a un nivell baix implementa tots els altres atributs dels objectes de nivell inferior;
- declarar les claus primàries de la taula;
- estableix restriccions de clau estrangera.
Opcions existents per descriure, emmagatzemar i canviar la informació
SQL és un llenguatge de programació per a bases de dades relacionals. Es desenvolupa sobre àlgebra i càlcul de correlació de tuples. SQL es presenta com un paquet amb totes les distribucions principals de DBMS. Conté dades i idiomes per manipular-los. Mitjançant l'ús de propietats de definició de dades SQL d'àlgebra relacional, podeu dissenyar i modificar l'esquema de la base de dades,mentre que les propietats de gestió i ajust, així com els canvis de dades, permeten emmagatzemar i recuperar informació instal·lada al sistema. Utilitza el següent conjunt d'ordres per definir l'estructura i el sistema:
- crea noves bases de dades, taules i vistes des d'un SGBD.
- llança ordres.
- canvia l'esquema de la base de dades.
- aquesta ordre afegeix un atribut a un objecte de cadena.
SQL està equipat amb un llenguatge de manipulació de dades (DML). Modifica la instància de la base de dades inserint, actualitzant i suprimint informació. DML és responsable de canviar totes les dades. SQL conté el següent conjunt d'ordres a la secció DML:
- SELECT és una de les ordres de consulta bàsiques. És anàloga a l'operació de projecció de l'àlgebra relacional. Selecciona els atributs en funció de la condició descrita a la clàusula WHERE.
- FROM - Aquesta secció pren un nom com a argument des del qual s'han de seleccionar/projectar els atributs. En cas que es doni més d'un nom, aquest article correspon al producte cartesià.
- ON: aquesta secció especifica el predicat o les condicions que s'han de complir per qualificar l'atribut projectat.
També hi ha ordres:
- insereix;
- valors canviants;
- suprimir.
Creació de consultes d'àlgebra relacional
Quan es construeix una cerca, la tasca és trobar una estructura d'operacions que condueixi a la sortida correcta. Les operacions bàsiques de l'àlgebra relacional són senzillesoperacions amb una o dues relacions com a operands. Els efectes combinats de la seqüència determinen el resultat final. Com que el sistema d'àlgebra relacional a les bases de dades és bastant senzill, es poden obtenir molts resultats intermedis abans d'arribar a la sortida final, també s'utilitzen com a operands que produeixen noves dades rebudes.
Per a la majoria d'operadors, l'ordre de les consultes i la seva execució no importa, la qual cosa significa que es pot aconseguir la mateixa sortida configurant i combinant dades intermèdies de diferents maneres. A la pràctica, les cerques de bases de dades són bastant fàcils. El sistema de realització d'operacions i resultats intermedis el determina l'optimitzador de consultes. A l'hora de formar preguntes, requisits, cal que
primer escolliu quines relacions són necessàries per aconseguir una resposta i, a continuació, especificar les operacions i els resultats intermedis. L'estructura d'una consulta d'àlgebra relacional en una base de dades de resultats es pot representar com un diagrama. Els optimitzadors de requisits intenten organitzar l'execució de la manera més eficient possible. A la pràctica, això normalment vol dir que intenten minimitzar els resultats intermedis el més aviat possible. Els exemples habituals d'àlgebra relacional us ajudaran.
Exemple 1.
Necessitat d'informació: informació sobre vehicles de l'any model 1996 on es van trobar deficiències durant la inspecció de 1999.
Primer, es mostra informació sobre els cotxes per entendre els valors de tots els atributs de la relació. La informació sobre les inspeccions s'emmagatzema a la taula "Inspecció", i si es detectaerrors, es registren a la taula "Problemes". Per tant, aquestes tres taules són necessàries per obtenir la informació necessària.
Només els cotxes de 1996 són interessants. La gamma de models del vehicle es representa com el valor de l'atribut establert a la fila de la taula d'informació del vehicle. El primer resultat intermedi consisteix en tuples que representen les variants de 1996.
Per tant, només calen files que cobreixen aquest període. Heu d'utilitzar una selecció per extreure'ls. Ara hi ha cotxes i inspeccions que eren necessaris. A continuació, les cadenes es concatenen mitjançant l'operació de concatenació. Han d'estar units per un número de registre comú, ja que és l'única columna comuna, s'utilitza una unió natural.
Per esbrinar si hi ha hagut problemes durant les comprovacions, heu d'associar les línies de problemes amb la comprovació. Després de connectar les files de control als cotxes, podeu connectar aquest resultat a la taula d'errors. L'afiliació s'ha de basar en el número de registre comú i la data verificada. Aquestes són les úniques columnes comunes a les taules, de manera que s'utilitza una unió natural.
Opcions de càlcul sense resultats intermedis
Exemple 2.
Informació necessària: nom del conductor per a vehicles model de l'any 1995 o anteriors que no s'han provat per a l'any 2000. El nom es troba a la taula "Conductor". Les forces de l'ordre es descriuen a la taula "Inspecció i cotxes en un cotxe cantina". TanPer tant, aquestes tres taules són necessàries. En primer lloc, cal esbrinar els cotxes que no es van inspeccionar l'any 2000. No és possible resoldre aquest problema utilitzant només les inspeccions enumerades a la taula, ja que conté dades sobre aquelles inspeccions que s'han fet, i no les que no s'han realitzat. Aquest problema es resol buscant cotxes complementaris que es revisen abans de l'any 2000. De fet, només calen els seus números de registre.
Hi ha altres exemples a més dels anteriors que mostren com canviar o cercar informació. Les variants de consulta es poden optimitzar mitjançant operacions especials. De fet, per fer la cerca i la recerca de dades el més fàcil i senzill possible, hi ha un model de càlcul relacional.
On la informació està segura i protegida
El model de dades relacionals de l'àlgebra relacional s'emmagatzema en formats de fitxer que contenen registres. A nivell físic, la informació real es fixa en un format electromagnètic en algun dispositiu. Aquests dispositius d'emmagatzematge es poden dividir en tres categories:
- Primària. Aquesta categoria inclou la memòria a la qual la CPU pot accedir directament. Els registres, la memòria ràpida (caché) i la memòria principal (RAM) són directament accessibles a la central, ja que tots estan situats a la placa base o el chipset. Aquest emmagatzematge sol ser molt petit, ultraràpid i inestable. Es necessita una font d'alimentació constant per mantenir l'estat. Si falla, es perden totes les seves dades.
- Secundària. S'utilitza per emmagatzemar informació per al futurús o còpia de seguretat. Inclou dispositius de memòria que no formen part del chipset del processador o de la placa base, com ara discos magnètics, discs òptics (DVD, CD, etc.), discs durs, unitats flash i cintes magnètiques.
- Terciari. S'utilitza per emmagatzemar grans quantitats de dades. Com que aquests dispositius d'emmagatzematge són externs al sistema informàtic, són els més lents en termes de velocitat. Aquests dispositius d'emmagatzematge s'utilitzen principalment per fer una còpia de seguretat de tot el sistema. Els discos òptics i les cintes magnètiques s'utilitzen àmpliament com a emmagatzematge terciari.
Les operacions especials d'àlgebra relacional són importants per a l'eficiència de la consulta.
Estructura d'emmagatzematge
El sistema informàtic té una jerarquia de memòria ben definida. La CPU té accés directe al sistema principal així com als registres integrats. El temps d'accés a la memòria principal és òbviament inferior a la velocitat del processador. Per minimitzar aquesta discrepància, s'introdueix una memòria cau. La memòria cau proporciona els temps d'accés més ràpids i conté les dades a les quals la CPU accedeix amb més freqüència.
La memòria amb l'accés més ràpid és la més cara. Els dispositius d'emmagatzematge grans proporcionen poca velocitat i són més barats, però poden emmagatzemar grans quantitats de dades en comparació amb un registre o memòria cau d'un processador.
Els discs durs i magnètics són els dispositius d'emmagatzematge secundari més comuns als sistemes informàtics actuals. S'anomenen magnèticsbase metàl·lica. Aquests discs es col·loquen verticalment sobre l'eix. El capçal de lectura/escriptura es mou entre ells i s'utilitza per magnetitzar o eliminar aquest punt a sota. Es pot reconèixer com a 0 (zero) o 1 (un).
Els discs durs estan formatats en un ordre ben definit per a un emmagatzematge eficient de dades. Té molts cercles concèntrics anomenats camins. Cada pista es divideix en sectors, normalment emmagatzemant 512 bytes de dades.
Operacions amb fitxers
Les operacions sobre el sistema de llenguatge d'àlgebra relacional i la seva base de dades es poden classificar a grans trets en dues categories:
- actualització;
- cerca.
La primera categoria canvia els valors de les dades mitjançant la inserció, la supressió o l'actualització. D' altra banda, les operacions de cerca no editen la informació, sinó que l'extreuen després d'un filtrat condicional opcional. En ambdós tipus d'operacions, la selecció juga un paper important. A més de crear i suprimir un fitxer, hi pot haver diverses operacions que es poden realitzar sobre ells:
- Obert: existeix en un dels dos modes de lectura o escriptura. En el primer cas, el sistema operatiu no permet que ningú modifiqui les dades. En altres paraules, les dades només es llegeixen. Els fitxers oberts en mode de lectura es poden compartir entre diversos objectes. El mode d'escriptura us permet canviar les dades. Els fitxers es poden llegir però no es poden compartir.
- Tancar és l'operació més important des del punt de vista del sistema operatiu, ja que elimina tots els bloquejos(si està en mode compartit), desa les dades (si es modifiquen) al suport secundari i allibera tots els buffers i gestors associats al fitxer.
- La indexació és un mètode d'estructura d'informació per extreure de manera eficient els registres dels fitxers d'un sistema basat en alguns atributs on s'ha implementat el sistema. Definit en funció dels atributs.
La indexació pot ser del tipus següent:
- El principal es defineix al fitxer de dades ordenat. El fitxer d'informació s'organitza al camp clau.
- Índex secundari generat a partir d'un camp que és una clau candidata i té un valor únic a cada registre o no una clau amb valors duplicats.
- La agrupació es defineix en un fitxer de dades ordenat, en un camp no clau.
Un sistema de gestió de bases de dades o DBMS fa referència a una tecnologia per emmagatzemar i recuperar la informació de l'usuari amb la màxima eficiència juntament amb les mesures de seguretat adequades. Un examen més detallat d'aquesta qüestió porta a la conclusió que l'àlgebra relacional és un llenguatge d'operadors que prenen relacions com a arguments i les retornen com a resultat.
