- •Предисловие
- •Основные функции систем управления базами данных (СУБД)
- •Основные понятия
- •Преимущества использования баз данных
- •Функции систем управления базами данных
- •Литература
- •Реляционная модель данных
- •Структуры данных. Фундаментальные свойства отношений
- •Целостность данных. Реляционные ключи
- •Манипулирование данными
- •Реляционная алгебра Кодда
- •Операции
- •Объединение
- •Пересечение
- •Разность
- •Декартово произведение
- •Сокращение (выборка, ограничение, селекция)
- •Проекция
- •Соединения
- •Деление
- •Приоритеты операций
- •Базис алгебры и ства операций
- •Базис
- •Свойства операций
- •Ограничения реляционной алгебры
- •Литература
- •Реляционное исчисление
- •Исчисление кортежей
- •Эквивалентность исчисления кортежей и реляционной алгебры
- •Исчисление доменов
- •Литература
- •Случаи неполной информации и ω-значения
- •Концепция трехзначной логики
- •Логические операторы
- •Кванторы
- •Арифметические операции и операции сравнения
- •ω-значения и домены
- •ω-значения и операторы реляционной алгебры
- •ω-значения и агрегирующие функции
- •Проблема интерпретации
- •ω-значения и ограничения целостности
- •Первичные ключи
- •Внешние ключи
- •Литература
- •Семантическое проектирование реляционных баз данных на основе ER-модели
- •Общий подход семантического моделирования
- •Основные понятия
- •Проектирование базы данных с помощью ER-модели
- •Литература
- •Проектирование реляционных баз данных при помощи нормализации
- •Жизненный цикл системы баз данных
- •Функциональные зависимости
- •Понятие функциональной зависимости
- •Тривиальные и нетривиальные зависимости
- •Замыкание множества зависимостей
- •Неприводимые множества зависимостей
- •Декомпозиция без потерь и функциональные зависимости
- •Диаграммы функциональных зависимостей
- •Сохранение независимости в смысле Риссанена
- •Многозначные зависимости
- •Нормализация
- •Понятие нормализации и её причины
- •Первая, вторая и третья нормальные формы
- •Нормальная форма Бойса–Кодда
- •Четвертая нормальная форма
- •Зависимости соединения и пятая нормальная форма
- •Литература
- •Основные принципы хранения данных во внешней памяти
- •Страничная организация хранения данных
- •Управление буферами внутренней памяти
- •Простая файловая организация страниц
- •Неупорядоченный файл
- •Упорядоченный файл
- •Индексирование
- •Индексно-прямой метод доступа
- •Индексно-последовательный метод доступа
- •Индекс на основе B+-деревья
- •Хэширование
- •Индексированные кластеры
- •Хэшированные кластеры
- •Литература
- •Управление транзакциями и синхронизация в реляционных СУБД
- •Понятие транзакции
- •Фундаментальные свойства транзакций
- •Изолированность транзакций
- •Синхронизационные блокировки
- •Простые блокировки
- •Гранулированные (намеренные) блокировки
- •Предикатные блокировки
- •Тупиковые ситуации
- •Метод временных меток
- •Механизм выделения версий данных
- •Литература
- •Журнализация и восстановление в реляционных СУБД
- •Журнализация и буферизация
- •Индивидуальный откат транзакции
- •Восстановление после мягкого сбоя
- •Восстановление после жесткого сбоя
- •Литература
- •Выполнение и оптимизация запросов в реляционных СУБД
- •Процесс оптимизации запроса
- •Преобразование запроса во внутреннюю форму
- •Преобразование запроса в каноническую форму
- •Выбор потенциальных низкоуровневых процедур
- •Генерация различных вариантов планов вычисления запроса и выбор плана с минимальными затратами
- •Низкоуровневая оптимизация операции выборки
- •Низкоуровневая оптимизация операции соединения
- •Литература
4.Декартово произведение отношения R1 с атрибутами tap11q; : : : ; apn1qu на отношение R2 с атри-
бутами tap12q; : : : ; apn2qu:
!T1 |
:a1p1q; : : : ; T1 |
:anp1q; T2 |
:a1p2q; : : : ; T2 |
:anp2q pT P R1q ^ pT2 P R2q) : |
||||
|
|
|
|
|
t |
a1; : : : ; an |
u |
: |
5. Разность отношений R1 и R2 с одинаковым набором атрибутов |
|
|
tT :a1; : : : ; T :an |pT P R1q ^ pT P R2qu :
Более того, всякое выражение реляционной алгебры можно преобразовать в безопасное выражение исчисления кортежей. Доказательство можно посмотреть в [4] на стр. 151–152.
4.2.Исчисление доменов
Вреляционном исчислении доменов также используются переменные, но их значения берутся из доменов (области определения) атрибутов, а не из тел отношений. Концептуальное отличие в том, что кортежи результирующего отношения строятся не как единые целые кортежи, а по частям. Любое выражение в исчислении доменов имеет следующую общую форму:
tD1; D2; : : : ; Dn |FpD1; D2; : : : ; Dmqu; m ě n;
где D1; D2; : : : ; Dn; : : : Dm — переменные области определения (доменов) и в совокупности называются целевым списком, а FpD1; D2; : : : ; Dmq — допустимая формула.
Допустимая формула F состоит из одного или нескольких элементарных выражений (атомов), которые могут иметь одну из следующих форм:
•pD1; D2; : : : ; Dnq P R, где R — отношение степени n, а Di — переменные домена или константы.
•pDi Dkq, где Di и Dk — переменные домена, а P tă : ď; ą; ě; ; u — одна из операций сравнения; переменные Di и Dk должны иметь области определения, для сравнения элементов которых применение знака операции является допустимым.
•pDi constq, где Di — переменная домена, const — константа из области определения домена Di и — одна из операций сравнения.
Допустимые формулы рекурсивно строятся из элементарных выражений на основе следующих правил:
•Любое элементарное выражение (атом) рассматривается как формула.
•Если выражения F1 и F2 являются формулами, то выражения, полученные в результате их конъюнкции (Fi ^ F2), дизъюнкции (F1 _ F2) и отрицания ( pF1q или s pF1q), также являются формулами.
•Если выражение F является формулой со свободной переменной X, то выражения pDXqpFq и p@XqpFq также являются формулами.
Eсли реляционное исчисление доменов ограничивается только указанными выражениями,
то оно эквивалентно реляционному исчислению кортежей, ограниченному только безопасными вы-
ражениями, а последнее, в свою очередь, эквивалентно реляционной алгебре. Это значит, что для каждого выражения реляционной алгебры существует эквивалентное выражение реляционного исчисления доменов, а для каждого выражения реляционного исчисления доменов или кортежей существует эквивалентное выражение реляционной алгебры.
Литература
1.Codd E. F. Relational completeness of data base sublanguages // Data base systems / R. J. Rustin. — San Jose, California : Prentice-Hall, 1972. — Pp. 65–98. — (Prentice Hall and IBM Research Report
RJ 987). — ISBN 9780131967410. — URL: http : / / citeseerx . ist . psu . edu / viewdoc /
download?doi=10.1.1.86.9277&rep=rep1&type=pdf.
25