Реляционная алгебра. Базисные средства манипулирования реляционными данными

Базисные средства манипулирования реляционными данными

Выделяют два базовых механизма манипулирования реляционными данными: реляционная алгебра и реляционное исчисление. Они обладают одним важным свойством: замкнуты относительно понятия “отношение”. Это означает, что выражения “реляционная алгебра” и “формулы реляционного исчисления” определяются над отношениями баз данных и результатом вычислений также является отношение. В результате любое выражение или формула может интерпретироваться как отношение, что позволяет использовать их в других выражениях и формулах.

Реляционная алгебра и реляционное исчисление обладают большой выразительной мощностью. Сложные запросы в базах данных могут быть выражены с помощью одного выражения реляционной алгебры или одной формулы реляционного исчисления. По этой причине эти механизмы включены в реляционную модель данных.

Язык манипулирования реляционными данными называется реляционным, если любой запрос, описанный с помощью одного выражения реляционной алгебры или одной формулы реляционного исчисления, может быть выражен с помощью одного оператора этого языка. Механизмы реляционной алгебры и реляционного исчисления эквивалентны, то есть для любого допустимого выражения в реляционной алгебре можно построить эквивалентную, то есть производящую такой же результат, формулу реляционного исчисления и наоборот.

Присутствие в реляционной модели данных обоих механизмов обусловлено различным уровнем процедурности реляционной алгебры и реляционного исчисления. Выражения реляционной алгебры строятся на основе алгебраических операций, и подобно тому, как интерпретируются арифметические и логические выражения, выражения реляционной алгебры также имеют процедурную интерпретацию.

Другими словами, запрос, представленный на языке реляционной алгебры, может быть вычислен на основе элементарных алгебраических операций с учетом их старшинства и возможного наличия скобок. Для формулы реляционного исчисления однозначная интерпретация отсутствует. Формула только ставит условия, которым должны удовлетворять кортежи результирующего отношения, поэтому языки реляционного исчисления являются непроцедурными (декларативными).

Основная идея реляционной алгебры состоит в том, что, так как отношения являются множествами, то средства манипулирования отношениями могут базироваться на традиционных теоретикомножественных операциях, дополненных некоторыми специальными операциями специфичными для баз данных.

В варианте реляционной алгебры, предложенной Коддом, набор основных алгебраических операций состоит из восьми. Операции реляционной алгебры делятся на два класса: теоретико-множественные и специальные реляционные.

В состав теоретикомножественных операций входят следующие: объединение отношений, пересечение отношений, взятие разности отношения и прямого произведения.

Специальные реляционные операции включают ограничение отношений, проекцию отношений, соединение и деление отношений. В состав реляционной алгебры включается также операция присваивания, позволяющая сохранять в БД результаты вычисления алгебраического выражения, и операция переименования атрибутов, дающая возможность корректно сформировать заголовок результирующего отношения.

Дата добавления: 2015-05-09