16.Операции реляц. Алгебры.

Теоретич. основой реляц. БД явл-ся реляц. алгебра.

Алгебра – мн-во объектов с заданной на нём совок-ю операций, замкнутых отн-но этого мн-ва, называемого осн. множеством.

Осн. мн-во объектов в реляц. алгебре – мн-во отношений.

1.Теоретико-множественные операции:

1) При операции Объединения двух отн-ний получается третье, включающее кортежи, входящие хотя бы в одно отношение, т.е. содержащее все элементы исходн. отн-ний. 2) Результатом операции Пересечение двух отн-ний явл-ся отн-ние, включающее все кортежи, входящие в оба отн-ния. 3) При Вычитании (разности) выдаются лишь те кортежи первого отн-ния, к-ые остались от вычитания второго отн-ния, т.е. из первого отн-ния выбрасываются все кортежи второго. 4) При Умножении (декартовом произведении) двух отн-ний получается новое отн-ние, кортежи к-ого явл-ся сцеплением (конкатенацией) кортежей первого и второго отн-ний.

2. Специальные операции:

1)Операция Выборка позволяет выбрать из отн-ния только те кортежи, к. удовл-ют задан. условию. 2) При Проекции отн-ния на заданный набор его атрибутов получается новое отн-ие, создаваемое поср-вом извлечения из исходного отн-ния кортежей, содержащих указан. атрибуты. 3) Соединение применяется к двум отн-ям, имеющим общий атрибут. Результат этой операции для двух отн-ний по некотор. условию есть отн-ние, состоящее из кортежей, к. являются сочетанием первого и второго отн-ний, удовл-щих указан. условию. 4)Деление предп-ет, что имеется два отн-ния: 1 – бинарное (содержащее два атрибута), 2 – унарное (содерж. один атрибут). В рез-те получается отн-ие, состоящее из кортежей, включающих значения первого атрибута кортежей первого отн-ния, но только таких, для к-ых мн-во значений второго атрибута первого отн-ния совпадает с мн-вом значений атрибутов второго отн-ния.

3. Дополнительные операции: Операция присваивания и Операция переименования атрибутов.

17. Постреляционная модель, ее достоинства и недостатки.

Постреляционная модель является расширением реляционной модели. Она снимает ограничение неделимости данных, допуская многозначные поля, значения которых состоят из подзначений, и набор значений воспринимается как самостоятельная таблица, встроенная в главную таблицу. Спецификой постреляционной модели является то, что она поддерживает множественные группы, называемые ассоциированными множественными полями, а совокупность объединенных множественных полей называется ассоциацией. В постреляционной модели не накладываются требования на длину и количество полей в записях, что делает структуру таблиц более наглядной. Основным достоинством является возможность представления совокупности связанных реляционных таблиц в виде одной постреляционной таблицы и отсутствие ограничений на длину полей и их кол-во в записях таблицы. Недостатком является сложность обеспечения целостности и непротиворечивости данных, хранимых в ней.

18.Объектно-ориентированная модель данных. Ее баз. Понятия достоинства и недостатки.

Объектно-ориентированная модель представляет структуру, которую можно изобразить графически в виде дерева, узлами которого являются объекты. Объект обладает следующими свойствами: идентифицируется уникальным неизменным образом, принадлежит к определенному классу, может посылать сообщения другим объектам, имеет внутреннее состояние. Класс объекта состоит из его интерфейса и закрытой области. Интерфейс класса – это то, что видно другим объектам. Он, в свою очередь, состоит из двух частей: свойства класса и методов класса. Закрытая область – это та часть определения класса, которая не видна другим объектам. Инкапсуляция означает объединение в единое целое данных и алгоритмов (функций и методов) их обработки, а также скрытие данных внутри объектов, что повышает надежность разрабатываемого программного обеспечения. То есть вся информация об объекте заключена в определении его класса. Доступ к объекту может осуществляться только через его интерфейс. Поведение объекта полностью определяется принадлежностью к конкретному классу. Наследование распространяет множество свойств и методов на всех потомков объекта. Аналогом наследования можно считать разбиение на подтипы. Полиморфизм допускает в объектах разных типов иметь методы (процедуры и функции) с одинаковыми именами, что означает способность одного и того же программного кода работать с разнотипными данными. Основным достоинством является возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов. ООМД позволяет также идентифицировать отдельные записи в базе и определять функции их обработки. Основной недостаток состоит в сложности понимания ее сути и низкой скорости выполнения запросов.

19. ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦ. МОДЕЛЬ ДАННЫХ. «+» И «-»

В связи со значительным усложнением приложений появилась новая модель – расширенная реляционная модель (Extended Relation Data Model –ERDM). Эта модель вкл. в себя осн. достоинства объектно-ориентированной модели и одновременно унаследовала простоту структуры реляционных моделей, и потому стала называться объектно-реляционной моделью данных. В отличие от объектно-ориентир. модели (OODM) объектно-реляц. модель (ERDM) осн-на на стратегии реляц-й модели, в то время как OODM модель основана на объектной стратегии. Исходя из этого, модель ERDM наиболее приспособлена для бизнес-приложений, а модель OODM исп-ся в спец-х инженерных и научн. приложениях. Некот. спец-ты пол-ют, что в будущем произойдет слияние OODM и ERDM моделей.

Однако у объектно-реляц. и объектно-ориентир. моделей есть и ряд недостатков, осн-е из к-х след:

· отсутствие унифицированной теории, которая есть в реляционных моделях;

· отсутствие формальн методологии проектир-я БД, как нормал-ция в реляц-х базах;

· отсутствие специальных средств создания запросов;

· отсутствие общих правил определения целостности и др.

20. МНОГОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ, ЕЕ БАЗ. ПОНЯТИЯ (ИЗМЕРЕНИЕ, ЯЧЕЙКА), «+» И «-».

Информация в многомерной модели представляется в виде многомерных массивов, называемых гиперкубами. В одной базе данных, построенной на многомерной модели, может храниться множество таких кубов, на основе которых можно проводить совместный анализ показателей. Основными понятиями для многомерной модели являются: 1)Агрегируемость данных означает рассмотрение и возможность анализа данных на разных уровнях обобщения: для пользователя, аналитика, руководителя. 2)Историчность данных обозначает привязку их ко времени и высокий уровень неизменности (статичности) данных и их взаимосвязей. Временная привязка позволяет выполнять запросы, имеющие значения даты и времени. А статичность – использовать специализированные методы загрузки, хранения, выборки. 3)Прогнозируемость данных предполагает задание функций прогнозирования и применение их к различным временным интервалам.

Основные понятия, с кот. работает пользователь в многомерной модели: 1)Измерение (мн-во однотипных данных, образ-щих одну из граней гиперкуба (дни, месяцы, районы, регионы и т.д.)) 2)Ячейка (поле, значение кот-го однозначно определяется фиксированным набором измерений)

Для многомерной модели применяются специальные операции: 1)Срез – это подмножество гиперкуба, полученное в результате фиксации одного или нескольких измерений. 2) Вращение изменяет порядок измерений при визуальном представлении данных (меняются местами оси ОХ и ОУ). 3) Агрегация и детализация означают соответственно переход к более общему и более детальному представлению данных.(например в кубе имеется иерархия подразделение-регион-страна, тогда получ. данные не только по отдельномй подразделению, но и по целой стране – агрегация и наоборот)

В совр. многомерных системах исп-ся обычно 2 варианта (схемы) орг-ции данных: гиперкубическая (все пок-ли опр-ся одним и тем же набором измерений и даже при наличии нескольких гиперкубов в базе все они имеют одинаковую размерность и совпадающие измерения) и поликубическая (в базе может быть определено несколько гиперкубов с различной размерностью и с различными измерениями в качестве граней).

Достоинством многомерной модели явл-ся удобство и эфф-сть анализа больших объемов данных, имеющих врем. связь, а также быстрота реализации сложных нерегламентированных запросов. Недостаток этой модели в громоздкости в случае ее исп-ния для решения стандартных задач оперативной обработки.