Kapcsolat (relációs modell)

A kapcsolat a relációs adatmodell  egyik alapfogalma . Emiatt a modellt relációsnak nevezik (az angol  relációból  - „relation”).

Egy reláció meghatározása és tulajdonságai

Legyen adott a T 1 , T 2 , …, T n adattípusok halmaza, amelyeket tartományoknak is neveznek , és amelyek nem feltétlenül különböznek egymástól. Ekkor egy n -es R reláció vagy egy n fokú R reláció a T 1 , T 2 , …, T n halmazok derékszögű szorzatának részhalmaza [1] [2] .

Az R reláció egy fejlécből ( séma ) és egy törzsből áll . A fejléc attribútumok halmaza (a tartomány elnevezett előfordulásai a relációfejlécben), a törzs pedig a [2] fejlécnek megfelelő sorok halmaza . Szigorúbban:

• Az R reláció H fejléce (vagy séma) az ( A i , T i )  alakú rendezett párok véges halmaza , ahol A i  az attribútum neve , T i  pedig a típus (domain) neve. , i =1,…, n . Definíció szerint a reláció fejlécében szereplő összes attribútumnévnek különállónak (egyedinek) kell lennie.
• Az R reláció  B teste t sorok  halmaza . A H fejlécnek megfelelő t sor < A i , T i , v i > formájú rendezett hármasok (hármasok) halmaza , egy ilyen triplet minden H attribútumhoz , ahol v i  a típus érvényes értéke. (domain) T i . Mivel az attribútumnevek egyediek, a tartomány megadása egy sorban általában redundáns. Ezért a H fejlécnek megfelelő t tuple-t gyakran párok halmazaként határozzák meg ( A i , v i ).

A sorok számát a reláció kardinális számának ( kardinalitás ), vagy a reláció hatványának nevezzük .

Az attribútumok számát a reláció fokának vagy " aritásának " nevezzük; az egy attribútummal rendelkező relációt unárisnak, kettővel - binárisnak és így tovább, n attribútummal - n -árusnak nevezzük. Az elmélet szempontjából teljesen helytálló egy nulla attribútumszámú reláció is, amely vagy nem tartalmaz sorokat, vagy egyetlen komponens nélküli sort (üres tuple) tartalmaz [2] .

Az [1] [2] reláció alapvető tulajdonságai :

• Nincs két egyforma elem (tuple) egy relációban.
• A sorok sorrendje egy relációban nem definiált.
• Az attribútumok sorrendje a reláció fejlécében nincs meghatározva.

A relációs attribútumok azon részhalmazát, amely kielégíti az egyediség és a minimálisság (irreducibilitás) követelményeit, potenciális kulcsnak nevezzük . Mivel egy relációban minden sor definíció szerint egyedi, minden relációban kell lennie legalább egy kulcsjelöltnek.

Kapcsolatok és táblák

A relációnak általában egyszerű grafikus értelmezése van táblázat formájában, amelynek oszlopai az attribútumoknak, a sorok pedig soroknak felelnek meg, a "cellákban" pedig attribútumértékek vannak sorokban. Egy erős relációs modellben azonban a reláció nem egy táblázat , egy tuple  nem egy sor és egy attribútum  nem oszlop [2] [3] . A "táblázat", "sor", "oszlop" kifejezések csak informális kontextusban használhatók, feltéve, hogy teljesen megértik, hogy ezek a "barátságosabb" kifejezések csak közelítések , és nem adnak pontos képet a a jelölendő fogalmak lényege [2] [4] .

A C.J. Date meghatározása szerint a táblázat egy reláció közvetlen és igaz reprezentációja, ha teljesíti a következő öt feltételt:

1. Nincs fentről lefelé a sorok sorrendje (vagyis a sorok sorrendje nem hordoz semmilyen információt).
2. Az oszlopok sorrendje nincs balról jobbra (vagyis az oszlopok sorrendje nem hordoz információt).
3. Nincsenek ismétlődő sorok.
4. Egy sor és egy oszlop minden metszéspontja pontosan egy értéket tartalmaz a megfelelő tartományból (és semmi mást).
5. Minden oszlop normál. A táblázat összes oszlopának "szabályszerűsége" azt jelenti, hogy a táblázatban nincsenek "rejtett" komponensek, amelyek csak valamilyen speciális operátor meghívásával érhetők el, ahelyett, hogy a szokásos oszlopnevekre hivatkoznának, vagy amelyek mellékhatásokhoz vezetnek a soroknál. vagy táblázatokat szabványos operátorok meghívásakor. Így például a karakterláncoknak nincs más azonosítójuk, mint a normál kulcsjelölt értékek (nincs rejtett "sorazonosító" vagy "objektumazonosító"). Nincsenek rejtett időbélyegek sem [5] .

Példa

Adjuk meg a következő típusokat (domaineket):

• = {Ivanov, Petrov, Sidorov}
• = {fizika, kémia}
• = {3, 4, 5}

Ekkor a karteziánus szorzat 18 sorból áll, ahol minden sor három értéket tartalmaz: az első a vezetéknevek egyike, a második az akadémiai diszciplína, a harmadik pedig az osztályzat.

Legyen az R relációnak H címe : { (Vezetéknév, T 1 ), (Tárgy, T 2 ), ( Pontszám, T 3 )}.

Ekkor az R reláció törzse képes szimulálni a valós helyzetet, és öt olyan sorokat tartalmazhat, amelyek megfelelnek a munkamenet eredményeinek (feltéve, hogy Petrov nem tette le a vizsgát fizikából). Mutassuk meg a kapcsolatot táblázat formájában:

Műveletek relációkon

Lásd még: relációs algebra , relációs kalkulus .

Minden olyan művelet, amely relációt eredményez, a relációs művelet fogalma alá tartozik, és felhasználható a relációelméletben és a gyakorlatban. A következő nyolc művelet listája, amelyet eredetileg a relációs modell megalkotója, Edgar Codd javasolt . A listán szereplő összes műveletet, kivéve az osztást, továbbra is széles körben használják, de a lista nem teljes, vagyis valójában sokkal több relációs műveletet használnak.

• Unió - a kapcsolat-eredmény teste a relációk-operandusok testeinek egyesülése; a séma nem változik.
• Metszéspont - a reláció-eredmény teste a reláció-operandusok testeinek metszéspontja; a séma nem változik.
• Kivonás - a reláció-eredmény testét a relációk-operandusok testeinek kivonásával kapjuk meg; a séma nem változik.
• Projekció  – az eredmény-reláció séma az operandus-reláció séma egy részhalmaza; a reláció-eredmény törzse a reláció-operandus törzsének nem szigorú részhalmaza az ismétlődő sorok esetleges eltávolítása miatt.
• Descartes szorzat - a reláció-eredmény teste a reláció-operandusok testeinek derékszögű szorzata; az eredményséma az operandussémák összefűzése.
• Mintavétel - a reláció-eredmény törzse a reláció-operandus törzsének egy részhalmaza: csak azok a sorok kerülnek kiválasztásra, amelyek megfelelnek az adott predikátumnak (kiválasztási feltétel); a séma nem változik.
• Csatlakozás - választás a derékszögű termék felett.
• Osztás - az osztó egy unáris reláció, a hányados az osztó sorainak egyező részei, amelyeket az osztó előz meg.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 Dátum: K.J., 2005 .
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Adatbázis mélységben, 2005 .
3. ↑ Konkrétan semmi sem akadályozza meg, hogy a kapcsolatot egy táblázatban vizuálisan ábrázolják, amelyben az oszlopok nem attribútumoknak, hanem soroknak, a soroknak pedig nem soroknak, hanem attribútumoknak felelnek meg. Vagyis a relációs sorok és a táblázatsorok, a relációs attribútumok a táblázat oszlopaival való korrelációja csak tisztelgés a hagyomány előtt, de nincs elméleti feltételessége.
4. ↑ Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a „táblázat” leggyakrabban nem a „kapcsolatot” jelenti, mint elvont fogalmat , hanem a kapcsolat vizuális megjelenítését papíron vagy képernyőn. A "táblázat" kifejezés helytelen és laza használata a "kapcsolat" kifejezés helyett gyakran félreértésekhez vezet. A leggyakoribb hiba az, hogy azt gondoljuk, hogy a relációs adatmodell „lapos” vagy „kétdimenziós” táblákkal foglalkozik, amikor is csak a táblák vizuális megjelenítése lehetséges. A kapcsolatok viszont absztrakciók, és nem lehetnek sem „laposak”, sem „nem laposak”.
5. ↑ C. J. dátum. Mit jelent valójában az első normál forma //С. J. dátum. Dátum az adatbázisban: Writings 2000-2006, Apress, 2006, ISBN 978-1-59059-746-0

Irodalom

• Kogalovsky M.R. Adatbázis Technológiai Enciklopédia. - M. : Pénzügy és statisztika , 2002. - 800 p. — ISBN 5-279-02276-4 .
• Kuznetsov SD Az adatbázisok alapjai. - 2. kiadás - M. : Internet University of Information Technologies; BINOMIÁLIS. Tudáslaboratórium, 2007. - 484 p. - ISBN 978-5-94774-736-2 .
• Dátum CJ Introduction to Database Systems = Bevezetés az adatbázisrendszerekbe. - 8. kiadás - M .: Williams , 2005. - 1328 p. - ISBN 5-8459-0788-8 (orosz) 0-321-19784-4 (angol).
• Connolly T., Begg K. Adatbázisok. Tervezés, kivitelezés és támogatás. Elmélet és gyakorlat = Database Systems: A gyakorlati megközelítés a tervezéshez, megvalósításhoz és kezeléshez. - 3. kiadás - M .: Williams , 2003. - 1436 p. — ISBN 0-201-70857-4 .
• Garcia-Molina G., Ulman J. , Widom J. Adatbázisrendszerek. Teljes kurzus = Adatbázisrendszerek: A teljes könyv. - Williams , 2003. - 1088 p. — ISBN 5-8459-0384-X .
• C. J. Dátum . Dátum az adatbázisban: Írások 2000–2006. - Apress , 2006. - 566 p. - ISBN 978-1-59059-746-0 , 1-59059-746-X.
• Dátum, CJ -adatbázis mélységben. - O'Reilly, 2005. - 240 p. - ISBN 0-596-10012-4 .