Verilənlər bazalarında əlaqə cəbri: əməliyyatlar, nümunələr

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Ümumiyyətlə, verilənlər bazası sistemləri istifadəçilərinə nümunələri sorğulamağa kömək edə biləcək sorğu dili ilə təchiz edilmişdir. Belə iki növ var - əlaqə cəbri və əlaqə hesabı. Birincisi, əlaqə nümunələrini giriş kimi qəbul edən və nümunə münasibətləri çıxış kimi çıxaran prosedur sorğu dilidir. Bunun üçün birlik və ya ikili hesablamadan istifadə edir. Əlaqəli cəbr rekursiv şəkildə həyata keçirilir və aralıq nəticələr əlaqələr kimi qəbul edilir.

Kartezian məhsulu (Χ)

İki fərqli münasibətdən məlumatı birləşdirir.

Qeyd – r Χ s, burada r və s nisbətlərdir və onların çıxışı

kimi müəyyən ediləcək

r Χ s={qt | q ∈ r və t ∈ s}.

Nəticə. Dərslik ilə yazılmış bütün kitabları və məqalələri göstərən əlaqə qurur.

Əməliyyatın adını dəyişmək (ρ).

Relational cəbrin əlaqəsi nəticələrdir, lakin heç bir ad yoxdur. Adının dəyişdirilməsi əməliyyatı kiçik yunan hərfi ρ.

ilə işarələnən çıxış dəyərini dəyişməyə imkan verir.

Təyinatı – ρ _x (E), burada E ifadəsinin nəticəsi adla birlikdə saxlanılırx.

Əlavə əməliyyatlar:

• kesişmə təyin edildi;
• tapşırıq;
• təbii əlaqə.

Relational hesab

Bu qeyri-prosedur sorğu dilidir, yəni o sizə nə edəcəyinizi deyir, lakin onun necə həyata keçiriləcəyini izah etmir. Əlaqəli hesab iki formada mövcuddur:

• korrelyasiya hesabı;
• dəyişən diapazonlarını filtrləyir.

Qeyd - T/Dövlət: Şərti təmin edən bütün T kortejlərini qaytarır. Nəticə. Adı olan dəstləri qaytarır. TRC kəmiyyətlə ölçülə bilər. Siz ekzistensial (∃) və universal kəmiyyət göstəricilərindən (∀) istifadə edə bilərsiniz. Nəticə. Yuxarıdakı sorğu əvvəlki ilə eyni nəticəni verəcək.

Domen relational hesablama DRC

Filtr dəyişəni tənzimləmə tam dəyərləri əvəzinə atribut domenindən istifadə edir (yuxarıda qeyd olunan TRC-də edildiyi kimi).

Qeyd - {a ₁, a ₂, a ₃, …, a | P (a ₁, a ₂, a ₃, …, a)}, burada a1, a2 atributlardır və P daxili dəyərlərlə qurulmuş düsturları bildirir.

Nəticə. Mövzunun verilənlər bazası olduğu TutorialsPoint əlaqəsindən məqalə, səhifə və mövzunu təyin edir.

TRC kimi, DRC də ekzistensial və universal kəmiyyət göstəricilərindən istifadə etməklə yazıla bilər. DRC həmçinin relational cəbr operatorlarını ehtiva edir. Hesablamanın, hesablamanın və nöqtələr arasındakı əlaqələrin korrelyasiya ifadəsinin gücü ekvivalentdir.

Relational hesablama və cəbrin variasiyaları və sxemləri

ER modeli diaqramlarda konseptuallaşdırıldıqda, başa düşülməsi daha asan olan əsas əlaqələrin yaxşı icmalını təqdim edir. Sxematik təsvirlər əlaqə sxeminə uyğunlaşdırıla bilər, yəni bir-biri ilə birlikdə yaradıla bilər. Bütün ER məhdudiyyətlərini əlaqə modelinə idxal etmək mümkün deyil, lakin təxmini struktur yaradıla bilər. Diaqramları bu sistemə çevirmək üçün bir neçə proses və alqoritm mövcuddur. Onların bəziləri avtomatlaşdırılıb, digərləri isə əl ilə yaradılıb. ER diaqramları əsasən aşağıdakı meyarlardan ibarətdir:

• varlıq və onun atributları;
• link, yuxarıdakı dəyərlər arasında assosiasiyadır.

Obyektlərin və münasibətlərin müqayisəsi müxtəlif üsul və sxemlərdə baş verir. Məsələn, varlıq bəzi atributları olan real dünya obyektidir. Uyğunlaşma prosesi, alqoritm aşağıdakı kimidir:

• hər obyekt üçün cədvəl yaradın;
• atributlar müvafiq məlumat növləri ilə cədvəl sahələrinə çevrilməlidir;
• əsas açarı elan edin.

Münasibət qurumlar arasındakı assosiasiyadır. Kompilyasiya prosesi aşağıdakı kimidir:

• münasibətlər üçün cədvəl yaradın;
• bütün iştirakçı obyektlərin əsas açarlarını müvafiq məlumat növləri ilə cədvəl sahələri kimi əlavə edin;
• əlaqədə hər hansı bir atribut varsa, hər atributu cədvəl sahəsi kimi təyin edin;
• hər şeyi təşkil edən əsas açarı birləşdirinqalanı iştirak edən obyektlər üçün;
• bütün xarici açar məhdudiyyətlərini qeyd edin.

Zəif çoxluqların və iyerarxik obyektlərin göstərilməsi müəyyən sistemə uyğun olaraq baş verir. İlk növbədə, bu dəyərlərin əsas əsaslarını və təriflərini başa düşmək lazımdır. Zəif xüsusiyyətlər dəsti onunla əlaqəli heç bir əsas açarı olmayan biridir. Göstərmə prosesi aşağıdakı kimidir:

• zəif obyektlər dəsti üçün cədvəl yaradın;
• bütün atributları sxemə sahə kimi əlavə edin;
• identifikasiya üçün əsas açarı göstərin;
• bütün xarici açar məhdudiyyətlərini təyin edin.

Relational cəbr dilinin ixtisaslaşmasına və ya ümumiləşdirilməsinə əsaslanan iyerarxik obyektlərin nümayişi ardıcıl varlıqlar şəklində baş verir. Alqoritm aşağıdakı kimidir:

• bütün yuxarı səviyyəli obyektlər üçün cədvəllər yaradın;
• əsas açarları əlavə et;
• aşağı səviyyədə aşağı səviyyəli obyektlərin bütün digər atributlarını həyata keçirin;
• cədvəlin əsas açarlarını elan edin;
• xarici açar məhdudiyyətləri təyin edin.

Məlumatın təsviri, saxlanması, dəyişdirilməsi üçün mövcud seçimlər

SQL əlaqəli verilənlər bazaları üçün proqramlaşdırma dilidir. O, cəbr və korrelyasiya hesablamaları üzərində işlənib hazırlanmışdır. SQL bütün əsas DBMS paylamaları ilə paket şəklində gəlir. Həm məlumatları, həm də onları idarə etmək üçün dilləri ehtiva edir. Əlaqəli cəbr SQL məlumat tərifi xassələrindən istifadə etməklə siz verilənlər bazası sxemini dizayn edə və dəyişdirə bilərsiniz,idarəetmə və tənzimləmə xassələri, eləcə də məlumat dəyişiklikləri sistemdə quraşdırılmış məlumatları saxlamağa və əldə etməyə imkan verir. Struktur və sistemi müəyyən etmək üçün aşağıdakı əmrlər dəstindən istifadə edir:

• DBMS-dən yeni verilənlər bazası, cədvəllər və görünüşlər yaradır.
• əmrlər atır.
• verilənlər bazası sxemini dəyişir.
• bu əmr sətir obyektinə atribut əlavə edir.

SQL Data Manipulation Language (DML) ilə təchiz edilmişdir. Məlumat daxil etmək, yeniləmək və silməklə verilənlər bazası nümunəsini dəyişdirir. DML bütün məlumatların dəyişdirilməsinə cavabdehdir. SQL DML bölməsində aşağıdakı əmrlər toplusunu ehtiva edir:

1. SELECT əsas sorğu əmrlərindən biridir. Bu, əlaqə cəbrinin proyeksiya əməliyyatına bənzəyir. O, HARADA bəndində təsvir olunan şərt əsasında atributları seçir.
2. FROM - Bu bölmə atributların seçiləcəyi/proyeksiya ediləcəyi arqument kimi ad götürür. Birdən çox ad verildiyi halda, bu element Dekart məhsuluna uyğun gəlir.
3. HARADA - Bu bölmə proqnozlaşdırılan atributun uyğunlaşdırılması üçün yerinə yetirilməli olan predikatı və ya şərtləri müəyyən edir.

Əmrlər də var:

• daxil et;
• dəyişən dəyərlər;
• sil.

Relational Cəbr Sorğuları Yaradılır

Axtarış qurarkən vəzifə düzgün nəticəyə gətirib çıxaracaq əməliyyatların strukturunu tapmaqdır. Əlaqəli cəbrin əsas əməliyyatları sadədiroperand kimi bir və ya iki əlaqə ilə əməliyyatlar. Ardıcıllığın birləşmiş effektləri yekun nəticəni müəyyən edir. Verilənlər bazalarında əlaqə cəbri sistemi olduqca sadə olduğundan, son nəticəyə çatmazdan əvvəl bir çox ara nəticələr əldə edilə bilər, onlar həmçinin alınan yeni məlumatları yaradan operandlar kimi istifadə olunur.

Əksər operatorlar üçün sorğuların ardıcıllığı və onların icrası əhəmiyyət kəsb etmir, bu o deməkdir ki, aralıq verilənləri müxtəlif üsullarla formalaşdırmaq və birləşdirməklə eyni nəticə əldə etmək olar. Təcrübədə verilənlər bazası axtarışları kifayət qədər asandır. Əməliyyatların və aralıq nəticələrin yerinə yetirilməsi sistemi sorğu optimallaşdırıcısı tərəfindən müəyyən edilir. Sualları, tələbləri formalaşdırarkən, öncə cavaba nail olmaq üçün hansı əlaqələrin zəruri olduğunu seçməli, sonra əməliyyatları və aralıq nəticələri göstərməlisiniz. Nəticələr bazasında əlaqəli cəbr sorğusunun strukturu diaqram şəklində təqdim edilə bilər. Tələbləri optimallaşdıranlar icranı mümkün qədər səmərəli təşkil etməyə çalışırlar. Təcrübədə bu, adətən onların aralıq nəticələri mümkün qədər tez minimuma endirməyə çalışması deməkdir. Münasibətli cəbrin ümumi nümunələri buna kömək edəcək.

Nümunə 1.

Məlumata Ehtiyac: 1999-cu il üçün yoxlama zamanı çatışmazlıqlar aşkar edilmiş 1996-cı il model avtomobillər haqqında məlumat.

Birincisi, əlaqənin bütün atributlarının dəyərlərini başa düşmək üçün avtomobillər haqqında məlumat göstərilir. Yoxlamalar haqqında məlumat "Yoxlama" cədvəlində saxlanılır və aşkar edildikdənasazlıqlar, onlar "Problem" cədvəlində qeyd olunur. Beləliklə, bu üç cədvəl tələb olunan məlumatı əldə etmək üçün lazımdır.

Yalnız 1996-cı il avtomobilləri maraqlıdır. Avtomobilin model diapazonu avtomobil haqqında məlumat cədvəlinin sətirində təyin edilmiş atributun dəyəri kimi təqdim olunur. İlk ara nəticə 1996-cı il variantlarını təmsil edən dəstlərdən ibarətdir.

Yalnız bu dövrü əhatə edən sətirlər lazımdır. Onları çıxarmaq üçün seçimdən istifadə etməlisiniz. İndi tələb olunan maşınlar və texniki baxışlar var. Sonra sətirlər birləşmə əməliyyatından istifadə edərək birləşdirilir. Onlar ümumi registr nömrəsi ilə birləşdirilməlidir, çünki bu, yeganə ümumi sütun olduğundan, təbii birləşmə istifadə olunur.

Yoxlamalar zamanı problemlərin olub-olmadığını öyrənmək üçün problem xətlərini çeklə əlaqələndirməlisiniz. Nəzarət cərgələrini avtomobillərə birləşdirdikdən sonra bu nəticəni nasazlıq cədvəlinə qoşa bilərsiniz. Mənsubiyyət ümumi qeydiyyat nömrəsinə və təsdiq edilmiş tarixə əsaslanmalıdır. Bunlar cədvəllərdə yeganə ümumi sütunlardır, ona görə də təbii birləşmə istifadə olunur.

Aralıq nəticələri olmayan hesablama seçimləri

Nümunə 2.

Tələb olunan məlumat: 1995-ci il model və ya 2000-ci ildə sınaqdan keçirilməmiş köhnə avtomobillər üçün sürücünün adı. Adı "Sürücü" cədvəlində var. Hüquq-mühafizə orqanları "Yoxlama və yeməkxana avtomobilindəki avtomobillər" cədvəlində təsvir edilmişdir. Belə kiBeləliklə, bu üç cədvələ ehtiyac var. Əvvəlcə 2000-ci ildə texniki baxışdan keçməmiş avtomobilləri tapmaq lazımdır. Yalnız cədvəldə sadalanan yoxlamalardan istifadə etməklə bu problemi həll etmək mümkün deyil, çünki burada həyata keçirilməyən yox, aparılan yoxlamalar haqqında məlumatlar var. Bu problem 2000-ci ildən əvvəl yoxlanılan tamamlayıcı avtomobillərin axtarışı ilə həll edilir. Əslində, yalnız onların qeydiyyat nömrələri lazımdır.

Yuxarıdakılardan başqa məlumatı necə dəyişdirmək və ya tapmaq lazım olduğunu göstərən başqa nümunələr də var. Sorğu variantları xüsusi əməliyyatlar vasitəsilə optimallaşdırıla bilər. Əslində, məlumatların axtarışını və tapılmasını mümkün qədər asan və sadə etmək üçün əlaqə hesablama modeli mövcuddur.

Məlumatın qorunduğu və qorunduğu yer

Relational cəbrin relational data modeli qeydləri ehtiva edən fayl formatlarında saxlanılır. Fiziki səviyyədə faktiki məlumat bəzi cihazlarda elektromaqnit formatında sabitlənir. Bu yaddaş cihazlarını üç kateqoriyaya bölmək olar:

1. İlkin. Bu kateqoriyaya CPU-nun birbaşa çıxışı olan yaddaş daxildir. Qeydiyyatlar, sürətli yaddaş (keş) və əsas yaddaş (RAM) birbaşa mərkəzə daxil olur, çünki onların hamısı ana platada və ya çipsetdə yerləşir. Bu yaddaş adətən çox kiçik, ultra sürətli və qeyri-sabitdir. Vəziyyəti qorumaq üçün daimi enerji təchizatı tələb olunur. Əgər uğursuz olarsa, onun bütün datası itəcək.
2. İkinci. Gələcək üçün məlumat saxlamaq üçün istifadə olunuristifadə edin və ya ehtiyat nüsxə edin. Maqnit disklər, optik disklər (DVD, CD və s.), sərt disklər, fleş disklər və maqnit lentləri kimi prosessor çipsetinin və ya ana platanın bir hissəsi olmayan yaddaş cihazları daxildir.
3. Üçüncü. Böyük miqdarda məlumat saxlamaq üçün istifadə olunur. Belə saxlama qurğuları kompüter sistemi üçün xarici olduğundan, sürət baxımından ən yavaş olanlardır. Bu saxlama qurğuları əsasən bütün sistemin ehtiyat nüsxəsini çıxarmaq üçün istifadə olunur. Optik disklər və maqnit lentlər üçüncü dərəcəli yaddaş kimi geniş istifadə olunur.

Xüsusi əlaqəli cəbr əməliyyatları sorğunun səmərəliliyi üçün vacibdir.

Yaddaş strukturu

Kompüter sistemi dəqiq müəyyən edilmiş yaddaş iyerarxiyasına malikdir. CPU-nun həm əsas sistemə, həm də daxili registrlərə birbaşa çıxışı var. Əsas yaddaşa giriş vaxtı prosessor sürətindən açıq-aydın azdır. Bu uyğunsuzluğu minimuma endirmək üçün bir önbellek təqdim olunur. Keş ən sürətli giriş vaxtlarını təmin edir və CPU tərəfindən ən çox daxil olan məlumatları ehtiva edir.

Ən sürətli çıxışı olan yaddaş ən bahalıdır. Böyük yaddaş cihazları az sürət təmin edir və daha ucuzdur, lakin onlar prosessor registrinə və ya keşinə nisbətən böyük həcmdə məlumat saxlaya bilər.

Maqnit və sərt disklər müasir kompüter sistemlərində ən çox yayılmış ikinci dərəcəli yaddaş qurğularıdır. Onlara maqnit deyilirmetal baza. Bu disklər şaquli olaraq mil üzərində yerləşdirilir. Oxu/yazma başlığı onların arasında hərəkət edir və altındakı belə bir ləkəni maqnitləşdirmək və ya çıxarmaq üçün istifadə olunur. O, 0 (sıfır) və ya 1 (bir) kimi tanınır.

Sərt disklər məlumatların səmərəli saxlanması üçün dəqiq müəyyən edilmiş qaydada formatlanır. Yol adlanan çoxlu konsentrik dairələrə malikdir. Hər trek adətən 512 bayt məlumat saxlayan sektorlara bölünür.

Fayl əməliyyatları

Relational cəbr dili sistemi və onun verilənlər bazası üzərində əməliyyatları geniş şəkildə iki kateqoriyaya bölmək olar:

• yeniləmə;
• axtar.

Birinci kateqoriya daxil etmək, silmək və ya yeniləməklə data dəyərlərini dəyişir. Digər tərəfdən, axtarış əməliyyatları məlumatı redaktə etmir, lakin isteğe bağlı şərti filtrasiyadan sonra onu çıxarır. Hər iki əməliyyat növündə seçim mühüm rol oynayır. Fayl yaratmaq və silməkdən əlavə, onlar üzərində edilə bilən bir neçə əməliyyat ola bilər:

1. Açıq - iki oxumaq və ya yazma rejimindən birində mövcuddur. Birinci halda, əməliyyat sistemi heç kimə məlumatları dəyişdirməyə icazə vermir. Başqa sözlə, məlumatlar yalnız oxunur. Oxu rejimində açılan fayllar bir neçə obyekt arasında paylaşıla bilər. Yazma rejimi məlumatları dəyişdirməyə imkan verir. Fayllar oxuna bilər, lakin paylaşıla bilməz.
2. Bağlamaq əməliyyat sistemi baxımından ən vacib əməliyyatdır, çünki bütün kilidləri silir(paylaşılan rejimdə olarsa), məlumatları (dəyişikliklər edilərsə) ikinci dərəcəli mediaya saxlayır və fayl ilə əlaqəli bütün buferləri və işləyiciləri buraxır.
3. İndeksləşdirmə, sistemin tətbiq olunduğu bəzi atributlara əsaslanan sistemin fayllarından qeydləri səmərəli şəkildə çıxarmaq üçün məlumat strukturu üsuludur. Atributlara əsasən müəyyən edilmişdir.

İndeksləşdirmə aşağıdakı növdə ola bilər:

1. Əsas sıralanmış data faylında müəyyən edilib. Məlumat faylı açar sahəsində təşkil olunub.
2. Namizəd açarı olan və hər qeyddə unikal dəyəri olan və ya dublikat dəyərləri olmayan bir sahədən yaradılan ikinci dərəcəli indeks.
3. Klasterləşdirmə sifarişli data faylında, əsas olmayan sahədə müəyyən edilib.

Verilənlər bazası idarəetmə sistemi və ya DBMS müvafiq təhlükəsizlik tədbirləri ilə birlikdə maksimum səmərəliliklə istifadəçi məlumatının saxlanması və əldə edilməsi texnologiyasına aiddir. Bu məsələnin daha yaxından araşdırılması belə nəticəyə gəlməyə gətirib çıxarır ki, əlaqə cəbri əlaqələri arqument kimi qəbul edən və nəticədə qaytaran operatorların dilidir.