Curs 3,4 - BD

7/23/2019 Curs 3,4 - BD

http://slidepdf.com/reader/full/curs-34-bd 1/10

31.10.2013

1

Modelul de daterelaţional

ACADEMIA DE STUDII ECONOMICE BUCUREŞTIFACULTATEA DE CIBERNETICĂ, STATISTICĂ ŞI INFORMATICĂ ECONOMICĂ

BAZE DE DATE

BUCUREŞTI2013-2014

Modelul de date relaţional

Structura relaţională

Operatorii relaţionali

Restricţiile de integritate

Structura relaţională

Domeniu

Relaţie

Atribut

Tuplu

Cheie

Schemă

Domeniul

Reprezintă un ansamblu de valori, caracterizatprintr-un nume.

Un domeniu se poate defini:

explicit, prin enumerarea tuturor valorilor aparţinând

acestuia

implicit, prin precizarea proprietăţilor pe care le auvalorile din cadrul domeniului respectiv

Exemplu:D1 : {"F ", "M " }D2 : { x | x N , x [0, 100]}D3 : {s | s=şir de caractere}

Domeniul

Pentru un ansamblu de domenii D1, D2 , ..., Dn

produsul cartezian al acestora reprezintăansamblul tuplurilor <v 1, v 2 , ..., v n>, unde: v 1 esteo valoare aparţinând domeniului D1, v 2 este o

valoare din D2 ş.a.m.d.De exemplu, tuplurile:

<"Maria","F", 50>,

<"Vasile","M", 15>,

<"Vasile","M", 20>,

<"Vasile","F", 100>aparţinprodusului cartezian: D3 D1 D2 .

Relaţia

Relaţia reprezintă un subansamblu al produsuluicartezian al mai multor domenii, care este caracterizatprintr-un nume şi conţine tupluri cu semnificaţie.

Într-o relaţie, tuplurile trebuie să fie distincte (nu se admitduplicări).

Să presupunem că se acordă o anumită semnificaţie

valorilordomeniilorD 1, D2 , D3.

Numai unele dintre tuplurile produsului cartezian: D3 D1 D2

pot avea o semnificaţie şi anume cele care conţin numele,

sexul şi vârsta aceleiaşipersoane

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


1

31.10.2013

2

Relaţia

R : {<a, 1, α >, <b, 2 , β >}

Reprezentare ca tabel bidimensional

Extensia unei relaţii: ansamblul tuplurilor carecompun la un moment dat relaţia

Numărul tuplurilor dintr-o relaţie reprezintă cardinalul

relaţiei, în timp ce numărul valorilor dintr-un tupludefineşte gradul acesteia.

D3 D1 D2

a 1 α

b 2 β

Atributul Atributul reprezintă coloana unei tabele de date,

caracterizată printr-un nume. Numele coloanei(atributului) exprimă, de regulă, semnificaţia valorilor

din cadrul coloanei respective.

Tuplul Tuplul reprezintă linia unei tabele de date şi nu are

nume.

Cheia Cheia desemnează un atribut sau un ansamblu de

atribute care are rolul de a identifica o înregistraredintr-o tabelă.

Schema unei relaţii

Aceasta este alcătuită din numele relaţiei, urmat

de lista atributelor, pentru fiecare atributprecizându-se domeniul asociat.

R ( A1:D1, ..., An:Dm)

R: A1:D1 . . . An:Dm

Operatorii modelului relaţional

Operatori din algebra relaţională (AR);

Operatori din calculul relaţional (CR).

Algebra relaţională

Introdusă de E.F.Codd ca o colecţie de operaţii perelaţii în care operatorii descriu tipuri de prelucrăriasupra relaţiilor, operanzii sunt relaţii, iar rezultatuleste, de asemenea, o relaţie.Operatori de bază:

Universali: reuniunea, diferenţa, produsul cartezian Specifici: proiecţia, selecţia şi joncţiunea

Operatori derivaţi: intersecţia şi diviziunea

Extensii ale algebrei relaţionale standard:complementarea unei relaţii, spargerea unei relaţii şi închiderea tranzitivă.

Proiecţia

Definită asupra unei relaţii R , proiecţia constă dinconstruirea unei noi relaţii P , în care se regăsescnumai acele atribute din R specificate explicit încadrul operaţiei.

Implică efectuarea unor tăieturi verticale asuprarelaţiei R şi care pot avea ca efect apariţia unor tupluri duplicate, care se cer a fi eliminate.

Se trece de la o relaţie de grad n la o relaţie de grad p, mai mic decât cel iniţial ( p < n), adică de la unspaţiu de n dimensiuni la unul cu mai puţinedimensiuni, ceea ce explică şi numele de proiecţie.

A1 A2 A3 A4R

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

3

Proiecţia

Ai ,……, Am (R )

R [ Ai ,..., Am] PROJECT (R , Ai ,..., Am)

N ume Va rs ta S alar iu

Ion 25 3000

Mihai 30 2000

Anca 25 3000

Sof ia 30 2000

Mi rce a 3 0 20 00

Varsta Salariu

25 3000

30 2000

25 3000

30 2000

30 2000

Varsta Salariu

25 3000

30 2000

ANGAJATI Varsta,salariu

Exemplu SQL

SELECT DISTINCT varsta, salariu

FROM angajati;

Selecţia

Reprezintă operaţia definită asupra unei relaţiiR , care constă din construirea unei relaţii S, cuaceeaşi schemă ca R şi a cărei extensie esteconstituită din acele tupluri din R care satisfaccondiţia menţionată explicit în cadrul operaţiei.

Implică efectuarea de tăieturi orizontale asuprarelaţiei R , adică eliminarea unor tupluri alerelaţiei.

A1 A2 A3 A4R

Selectia

δ condiţie (R )

R [condiţie]

RESTRICT (R , condiţie)

N ume Va rs ta S alar iuIon 25 3000

Mihai 30 2000

Anca 25 3000

Sof ia 30 2000

Mi rcea 3 0 2 00 0

N ume Va rs ta S alar iu

Ion 25 3000

Anca 25 3000

Mir cea 30 2 00 0

ANGAJATI

δ(salariu>2000 or nume=Mircea)

Exemplu SQL

SELECT *

FROM angajati

WHERE salariu>2000 or nume=‘Mircea’

Produsul cartezian

Este o operaţie definită pe două relaţii, R 1 şi R 2 .

Pe baza relaţiilor R 1 şi R 2 se construieşte o nouărelaţie, R 3, a cărei schemă se obţine princoncatenarea schemelor relaţiilor R 1 şi R 2 şi a

cărei extensie cuprinde toate combinaţiiletuplurilor din R 1 cu cele din R 2 .

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

4

Produsul cartezian

R 1 x R 2

PRODUCT (R 1, R 2 )

TIMES (R 1, R 2 )

ID Nume

1 Ion

2 Mih ai

3 Anca

4 S of ia

5 M ir ce a

NRC Data ID

1 0 1. 01 .11 1

2 0 7.0 1. 11 2

3 0 8.0 1. 11 3

4 0 8.0 1. 11 2

5 09.01.11

Angajati ComenziID Nume NRC Data ID

1 Ion 1 01.01.11 1

1 Ion 2 07.01.11 2

1 Ion 3 08.01.11 3

1 Ion 4 08.01.11 2

1 Ion 5 09.01.11

2 Mihai 1 01.01.11 1

2 Mihai 2 07.01.11 2

…… ……. …… …… ……

Angajati x Comenzi

Exemplu SQL

SELECT *

FROM angajati, comenzi;

SELECT *

FROM angajati CROSS JOIN comenzi;

Joncţiune

Reprezintă operaţia definită pe două relaţii, R 1 şiR 2 , care constă din construirea unei noi relaţiiR 3, prin concatenarea unor tupluri din R 1 cutupluri din R 2 , pe baza unei condiţii specificateexplicit în cadrul operaţiei.

Extensia relaţiei R 3 va conţine combinaţiileacelor tupluri care satisfac condiţia deconcatenare.

Tipuri de joncţiuni

Internă (inner join)De egalitate

Naturală

De neegalitate

Externă (outer join)La stânga

La dreapta

Completă

Tipuri de joncţiuni Joncţiunea de egalitate şi naturală

R 1 R 2

JOIN (R 1, R 2 , condiţie)

JOIN (R 1, R 2 , condiţie) = RESTRICT

(PRODUCT (R 1, R 2 ), condiţie)

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

5

Joncţiunea de egalitate

Operaţie definită pe două relaţii, R 1 şi R 2 , prin

care este construită o nouă relaţie, R 3, a căreischemă este obţinută prin reuniunea atributelor din relaţiile iniţiale;

Extensia relaţiei R 3 conţine tuplurile obţinute princoncatenarea tuplurilor din R 1 cu tuplurile din R 2

care au aceleaşi valori pentru atributele folosite în condiţia de joncţiune.

Joncţiunea de egalitate

Angajati Comenzi

Exemple SQLSELECT *FROM angajati a, comenzi c

WHERE a.id_ang=c.id_ang;

SELECT *FROM angajati a JOIN comenzi cON a.id_ang=c.id_ang;

SELECT *FROM angajati a JOIN comenzi cUSING (id_Ang);

Joncţiunea naturală

Presupune existenţa unor atribute avândaceeaşi denumire în ambele relaţii

SELECT *

FROM angajati a NATURAL JOIN comenzi c;

Joncţiunea externă

Operaţie prin care din două relaţii, R 1 şi R 2 , seobţine o nouă relaţie, R 3, prin joncţiunea relaţiilor iniţiale

La noua relaţie R 3 sunt adăugate şi tuplurile din

R 1 şi/sau R 2 care nu au participat la joncţiune. Aceste tupluri sunt completate în relaţia R 3 cu

valori NULL pentru atributele relaţieicorespondente (R 2 , respectiv R 1).

R 1 R 2

EXT-JOIN (R 1, R 2 , condiţie)

Joncţiunea la stânga

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

6

Joncţiunea la dreapta Joncţiunea completă

Modelul de daterelaţional (2)

ACADEMIA DE STUDII ECONOMICE BUCUREŞTIFACULTATEA DE CIBERNETICĂ, STATISTICĂ ŞI INFORMATICĂ ECONOMICĂ

BAZE DE DATE

BUCUREŞTI2013-2014

Reuniunea

Este o operaţie definită pe două relaţii, R 1 şi R 2 ,ambele cu aceeaşi schemă, prin care se obţineo nouă relaţie R 3, cu schema identică cu R 1 şiR 2 , dar având ca extensie tuplurile din R 1 şi R 2 ,

luate împreună o singură dată.R 1 R 2

OR (R 1, R 2 )

APPEND (R 1, R 2 )

UNION (R 1, R 2 )

Exemplu UNION

Clienti Angajati Clienti Angajati

Exemplu UNION ALL

Clienti Angajati

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

7

Diferenţa

Este o operaţie definită pe două relaţii, R 1 şi R 2 ,

ambele cu aceeaşi schemă, prin care se obţine onouă relaţie, R 3, cu extensia formată din aceletupluri ale relaţiei R 1 care nu se regăsesc şi înrelaţia R 2 .

R 1 – R 2

REMOVE (R 1, R 2 )

MINUS (R 1, R 2 )

Diferenţa

DA

NU!DE CE?

Clienti – Comenzi

Clienti – Comenzi

Ce afişează?

Intersecţia

Reprezintă o operaţie definită pe două relaţii, R 1şi R 2 ambele cu aceeaşi schemă, prin care seobţine o nouă relaţie, R3, cu schema identică cua relaţiilor operand şi cu extensia formată dintuplurile din R

1şi R

2 .

R 1 R 2

INTERSECT (R 1, R 2 )

AND (R 1, R 2 )

Intersecţia

Clienti Comenzi

Ce afişează?

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

8

Alţi operatori

Diviziunea

Complementarea

Spargerea unei relaţii

Închiderea tranzitivă

Calculul relaţional

Introdus, ca şi algebra relaţională de către E.F.

Codd.

Este o adaptare a calculului cu predicate deordinul 1 (domeniu al logicii matematice) ladomeniul bazelor de date relaţionale.

Predicatul este o relaţie care se stabileşte întreanumite elemente şi care are drept argumentevariabile care nu sunt predicate.

Calculul relaţional

Variabila poate fi de tip tuplu (valorile sunt dintr-

un tuplu al unei tabele) sau domeniu (valorilesunt dintr-un domeniu al unei tabele).

Rezultă:Calcul relaţional orientat pe tuplu

Calcul relaţional orientat pe domeniu

Operatori

Conectivele (conectorii):Conjuncţia

Disjuncţia

Negaţia

Cuantificatorii:Cuantificatorul existenţial

Cuantificatorul universal


Restricţiile de integritate, denumite şi reguli deintegritate, definesc cerinţele pe care trebuie săle satisfacă datele din cadrul bazei de datepentru a putea fi considerate corecte şi coerente

în raport cu domeniul pe care îl reflectă.


Restricţii structurale (minimale):De unicitate a cheii

Referenţială

Entităţii

Restricţii de comportament:De domeniu

Temporare

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

9

Restricţia de unicitate a cheii

Impune ca într-o relaţie R, care are cheia K ,

oricare ar fi tuplurile t 1 şi t 2 să fie satisfăcutăinegalitatea: t 1(K ) ≠ t 2 (K ).

Această inegalitate semnifică faptul că într-orelaţie nu pot exista două tupluri cu aceeaşivaloare pentru atributele cheie.

Cheia unei relaţii trebuie să fie minimală, însensul că nicio parte a sa nu trebuie să aibăproprietatea de identificare unică a tuplurilor relaţiei.

Restricţia de unicitate a cheii

Cheia primarăSimplăCompusă

Cheia candidată

ANGAJATI

Marca Cheieprimarăsimplă

CNP Cheiecandidată

NumePrenumeData_angajareSalariuDepartament

ISTORIC_FUNCTII

Marca Cheieprimarăcompusă

Data_inceputData_sfarsitId_functie

Restricţia referenţială

Un atribut sau un grup de atribute dintr-o relaţie R 1 ale

cărui/căror valori sunt definite pe acelaşi/aceleaşidomeniu/domenii ca şi cheia primară a unei alte relaţii,R 2 şi care are rolul de a modela asocierea între entităţilereprezentate cu ajutorul relaţiilor R 1 şi R 2 .

R 1 şi R 2 nu trebuie să fie neapărat distincte.

ANGAJATI

Marca Cheieprimară

CNP Cheiecandidată

NumePrenumeData_angajareSalariuDepartament

ISTORIC_FUNCTII

Marca Cheieprimarăcompusă

Marca–cheieexternaData_inceputData_sfarsitId_functie Cheieexternă

Restricţia entităţii

Restricţia entităţii reprezintă restricţia deintegritate care impune ca într-o relaţie, anumiteatribute sa fie nenule.

ANGAJATI

Marca Cheieprimară

CNP Cheiecandidată, Notnull

Nume Notnull

Prenume Notnull

Data_angajare Notnull

SalariuDepartament

ISTORIC_FUNCTII

Marca Cheieprimară compusă

Data_inceputData_sfarsitId_functie Notnull

Alte restricţii de integritate

De domeniu Domeniul corespunzător unui atribut dintr-o tabelă

trebuie să se încadreze între anumite valori;

Temporare

Valorile anumitor atribute se compară cu nişte valoritemporare (rezultate din calcule etc.).

ANGAJATI

MarcaCNPNumePrenumeData_angajareSalariu >=1000, <= 5000

Departament ‘FIN’, ‘IT’,’CONTA’

ISTORIC_FUNCTII

MarcaData_inceputData_sfarsitId_functie

Restricţiile de integritatesuportate în SQL-Oracle

NOT NULL nu permite valori NULL (nespecificate) în coloanele unei tabele;

UNIQUE nu permite valori duplicat în coloanele unei tabele;

PRIMARY KEY nu permite valori duplicate sau NULL în coloana sau coloanele

definite astfel; FOREIGN KEY

presupune ca fiecare valoare din coloana sau setul de coloanedefinit astfel să aibă o valoare corespondentă identică în tabela delegătură, tabelă în care coloana corespondentă este definită curestricţiaUNIQUE sau PRIMARY KEY;

CHECK elimină valorile care nu satisfac anumite cerinţe (condiţii) logice.

7/23/2019 Curs 3,4 - BD


31.10.2013

10

Exemplificare SQL-Oraclecreate table angajati

(marca number(3),

CNP char (13) not null,

nume varchar2(20) not null,prenume varchar2(20) not null,

data_angajare date default sysdate,

salariu number(8,2),

departament varchar2(6),

constraint pk_angajat primary key (marca),

constraint uq_cnp unique (CNP),

constraint ck_salariu check (salariu between 1000 and 5000),

constraint ck_departament check (departament IN (‘FIN’, ‘IT’, ‘CONTA’)));

Exemplificare SQL-Oraclecreate table istoric_functii

(marca number(3),

data_inceput date,

data_sfarsit date,

id_functie varchar2(10) not null,

constraint pk_istoric primary key (marca, data_inceput),

constraint fk_angajat foreign key (marca) references angajati (marca),

constraint fk_angajat foreign key (id_functie) references functii(id_functie));

CURSUL 5...

Baze de date relaţionale

Curs 3,4 - BD

Documents

Transcript of Curs 3,4 - BD