Введение в реляционную алгебру

Реляционная алгебра

Основная часть

Вступительная часть

Методическая разработка

для проведения лекционного занятия по военно-технической подготовке (курс 220)

Тема № 1:	Базы данных специального назначения
Занятие № 3:	Реляционная алгебра. Реляционное исчисление. Средства языка SQL.
Учебные цели занятия:	Получить общее представление о реляционной модели данных и языке SQL работы с реляционными БД.
Время:	4 часа
Место проведения:	Аудитория
Материально-техническое обеспечение:	методическая разработка, план проведения лекции, проектор, доска, мел, указка
Литература:	1. К. Дж. Дейт. - Введение в системы баз данных, 7-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 1072 с., ил. 2. Дж. Грофф, П. Вайнберг.- SQL: Полное руководство.- Пер. с англ.-2-е изд., перераб. и доп.-К.: Издательская группа BHV, 2001.- 816 с., ил. 3. SQL в примерах и задачах; учеб. пособие / И.Ф.Астахова, А.П.Толстобров, В.М.Мельников.— Мн.: Новое знание, 2002. — 176 с. 4. Теория и практика построения баз данных/Д.Кренке.- 8-е изд.- СПб.: Питер, 2003.- 800 с., ил.- (Серия «Классика computer science»).

Учебные вопросы и ориентировочный размер времени:

№ п/п	Содержание вопроса	Время
	Вступительная часть	5 мин
	Основная часть	170 мин
	Реляционная алгебра	55 мин
	Реляционное исчисление	55 мин
	Целостность данных	60 мин
	Заключительная часть	5 мин
Всего:	180 мин

Оглавление

Вступительная часть. 3

Основная часть. 3

1. Реляционная алгебра. 3

1.1. Введение в реляционную алгебру. 3

1.2. Реляционная замкнутость. 4

1.3. Синтаксис. 5

1.4. Семантика. 6

1.5. Примеры.. 9

1.6. Назначение реляционной алгебры.. 10

2. Реляционное исчисление. 10

2.1. Введение в реляционное исчисление. 10

2.2. Исчисление кортежей. 11

2.3. Примеры для исчисления кортежей. 13

2.4. Средства языка SQL. 14

3. Целостность данных. 17

3.1 Введение в целостность данных. 17

3.2 Ограничения типа. 18

3.3 Ограничения атрибута. 18

3.4 Ограничения переменной-отношения. 18

3.5 Ограничения баз данных. 19

3.6 «Золотое правило». 20

3.7 Ограничения состояния и ограничения перехода. 21

3.8 Ключи. 21

3.9 Средства языка SQL. 25

Заключительная часть. 27

Третья лекция посвящена описанию двух эквивалентных подходов – реляционной алгебры и реляционного исчисления, а также способам поддержания целостности данных. Также после рассмотрения соответствующих теоретических положений теории реляционных модели данных, приводятся средства языка SQL, которые реализуют те или иные возможности.

Основным компонентом части реляционной модели, в которой рассматриваются операторы манипулирования данными, является реляционная алгебра, которая состоит, в основном, из операторов, использующих отношения в качестве операндов и возвращающих отношения в качестве результата.

Кодд определяет так называемую «начальную алгебру», т.е. набор из восьми операторов. Однако важно понимать, что реляционная алгебра не исчерпывается этими восемью операторами. Возможно определение любого числа операторов, единственным требованием к которым является удовлетворение условию «отношение на входе – отношение на выходе».

Реляционная алгебра в том виде, котором она была определена Коддом, состоит из восьми операторов, составляющих две группы по четыре оператора:

§ Традиционные операторы над множествами: объединение, пересечение, разность и декартово произведение.

§ Специальные реляционные операции: выборка, проекция, соединение и деление.

Приведем упрощенные определения этих операторов (рис. 3.1):

Выборка	Возвращает отношение, содержащее все кортежи заданного отношения, которые удовлетворяют указанным условиям. Операцию выборки также иногда называют операцией ограничения.
Проекция	Возвращает отношение, содержащее все кортежи (подкортежи) заданного отношения, которые остались в этом отношении после исключения из него нескольких атрибутов.
Произведение	Возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые являются сочетанием двух кортежей, принадлежащих соответственно двум заданным отношениям.
Объединение	Возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат либо одному из двух заданных отношений, либо им обоим.
Пересечение	Возвращает отношение, содержащее кортежи, которые принадлежат одновременно двум заданным отношениям.
Разность	Возвращает отношение, содержащее кортежи, которые принадлежат первому отношению, но не принадлежат второму.
Соединение	Возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые представляют собой комбинацию атрибутов двух кортежей, принадлежащих двум заданным отношениям, при условии, что в этих двух комбинируемых кортежах присутствуют одинаковые значения в одном или нескольких общих для исходных отношений атрибутах.
Деление	Для заданных двух унарных отношений и одного бинарного возвращает отношение, содержащее все кортежи из первого унарного отношения, которые содержатся также в бинарном отношении и соответствуют всем кортежам во втором унарном отношении.

Рис. 3.1. Графическая интерпретация восьми операторов

Дата добавления: 2014-01-13