- •Реляционная алгебра
- •Введение в реляционную алгебру
- •Реляционная замкнутость
- •Синтаксис
- •Семантика
- •Примеры
- •Назначение реляционной алгебры
- •Реляционное исчисление
- •Введение в реляционное исчисление
- •Исчисление кортежей
- •Примеры для исчисления кортежей
- •Средства языка sql
- •Целостность данных
- •Введение в целостность данных
- •Ограничения типа
- •Ограничения атрибута
- •Ограничения переменной-отношения
- •Ограничения баз данных
- •«Золотое правило»
- •Ограничения состояния и ограничения перехода
- •Средства языка sql
- •Заключительная часть
Примеры для исчисления кортежей
Представим несколько примеров использования реляционного исчисления кортежей для формулирования запросов.
Определить номера поставщиков из Твери со статусом, большим 20.
(SX.S#, SX.STATUS)
WHERE SX.CITY = ‘Тверь’ AND SX.STATUS > 20
Определить имена поставщиков детали с номером ‘P2’.
SX.SNAME WHERE EXISTS SPX(SPX.S#=SX.S#
AND SPX.P#=’P2’)
Определить имена поставщиков по крайней мере одной красной детали.
SX.SNAME WHERE EXISTS SPX (SX.S#=SPX.S# AND
EXISTS PX (PX.P# = SPX.P# AND PX.COLOR = ‘Красный’))
Найти имена поставщиков по крайней мере одной детали, поставляемой поставщиком с номером ‘П2’.
SX.SNAME
WHERE EXISTS SPX (EXISTS SPY(SX.S# = SPX.S# AND
SPX.P# = SPY.P# AND
SPY.S# = ‘П2’))
Выбрать имена поставщиков всех типов деталей.
SX.SNAME WHERE FORALL PX (EXISTS SPX (SPX.S# = SX.S# AND
SPX.P# = PX.P#))
Определить имена поставщиков, которые не поставляют деталь с номером ‘P2’.
SX.SNAME WHERE NOT EXISTS SPX
(SPX.S# = SX.S# AND SPX.P# = ‘P2’)
Средства языка sql
Как отмечалось, в основу реляционного языка может быть положена как реляционная алгебра, так и реляционное исчисление. Язык SQL имеет элементы как одного, так и другого, но полностью не реализует ни то, ни другое. Когда язык SQL разрабатывался, предполагалось, что он будет отличаться как от реляционной алгебры, так и от реляционного исчисления. Язык в настоящем своем виде похож и на реляционную алгебру, и на реляционное исчисление.
Запросы в языке SQL формулируются в виде табличных выражений, которые потенциально могут иметь очень высокую степень сложности. Рассмотрение возможностей языка предлагается осуществить путем представления нескольких примеров. В качестве основы для примеров взяты определения SQL-таблиц для базы данных поставщиков и деталей (см. лекцию № 2).
Указать цвета и названия городов, в которых находятся детали «не из Твери» c весом, превышающим 10 кг.
SELECT PX.COLOR, PX.CITY
FROM P AS PX
WHERE PX.CITY <> ‘Тверь’ AND PX.WEIGHT > 10
Необходимо отметить внимание на:
Поддержку скалярных операторов сравнения: =, <,>,<=,>=,<>.
Имеется возможность введения переменной кортежа, областью значений которой является таблица P.
В языке SQL допускается неявное обращение к переменным кортежей (без P AS PX). Если этого явно не указано, то в качестве переменной кортежа принимается одноименная переменная с именем таблицы.
Можно обходиться без спецификаторов доступа (P.), там, где не возникает неоднозначности.
Может присутствовать предложение ORDER BY для сортировки значений результата запроса.
Вместо перечисления всех имен столбцов таблицы может употребляться символ ‘*’ для сокращения записи в предложении SELECT.
Запрос может вернуть таблицу с одинаковыми строками, так как SQL не предполагает удаления излишних дублирующихся строк из результата, пока пользователь явно не потребует этого при помощи оператора DISTINCT (SELECT DISTINCT …).
В результате можно заключить, что фундаментальным объектом данных в языке SQL является не отношение, а таблица. SQL-таблицы содержат не множества, а мультимножества строк (допускают повторение элементов).
Для всех деталей указать номер и вес в фунтах
SELECT P.P#, P.WEIGHT / 0.454 AS WF
FROM P
Спецификация AS WF вводит имя результирующего столбца.
Выбрать информацию обо всех парах поставщиков и деталей, находящихся в одном городе
SELECT S.*, P.P#, P.PNAME, P.COLOR, P.WEIGHT
FROM S, P
WHERE S.CITY = P.CITY
Сначала в предложении FROM мы получаем декартово произведение S TIMES P. Затем в предложении WHERE осуществляется выборка, результат которой – естественное соединение S и P по атрибуту CITY. В конце осуществляется проекция выборки по столбцам в предложении SELECT.
Определить общее количество поставщиков
SELECT COUNT(*) AS N
FROM S
Результатом будет таблица с одним столбцом, которому присвоено имя N, и одной строкой, содержащей в качестве значения атрибута число поставщиков. Язык SQL поддерживает набор обобщающих функций: COUNT, AVG, SUM, MAX, MIN. Важно указание ключевого слова DISTINCT. Функция COUNT не допускает использования ключевого слова DISTINCT.
Для каждой поставляемой детали указать номер и общий объем поставки в штуках
SELECT SP.P#, SUM(SP.QTY) AS TOTQTY
FROM SP
GROUP BY SP.P#
В данном запросе идет группировка по значению в столбце P# и внутри группы идет суммирование. Выражение в предложении SELECT должно быть однозначным для группы.
Указать номера всех типов деталей, поставляемых более чем одним поставщиком
SELECT SP.P#
FROM SP
GROUP BY SP.P#
HAVING COUNT(SP.S#) > 1;
Предложение HAVING в отношении групп является тем же, что и предложение WHERE для отдельных строк, т.е. используется для исключения групп аналогично тому, как предложение WHERE используется для исключения отдельных строк. Выражение в предложении HAVING должно быть однозначным для заданной группы.
Определить имена поставщиков детали с номером ‘P2’
SELECT DISTINCT S.SNAME
FROM S
WHERE S.S# IN
(SELECT SP.S#
FROM SP
WHERE SP.P# = ‘P2’);
В этом примере используется подзапрос – выражение из предложений SELECT-FROM-WHERE-GROUP BY-HAVING, которое вложено в другое такое же выражение. Подзапрос чаще всего используется для представления множества значений, поиск которых осуществляется с помощью предложения IN-условия.
Определить имена поставщиков, по крайней мере, одной красной детали
SELECT DISTINCT S.SNAME
FROM S
WHERE S.S# IN
(SELECT SP.S#
FROM SP
WHERE SP.P# IN
(SELECT P.P#
FROM P
WHERE P.COLOR=’Красный’));
Подзапросы могут иметь произвольную глубину вложения.
Указать имена поставщиков, статус которых меньше текущего максимального статуса в таблице S
SELECT S.S#
FROM S
WHERE S.STATUS < (SELECT MAX(S.STATUS) FROM S)
Выбрать имена поставщиков, которые не поставляют деталь с номером ‘P2’
SELECT DISTINCT S.SNAME
FROM S
WHERE NOT EXISTS
(SELECT *
FROM SP
WHERE SP.S#=S.S# AND SP.P#=’P2’)
SQL-выражение EXISTS будет иметь значение истина тогда и только тогда, когда результат вычисления внутреннего выражения SELECT … FROM … будет непустым. Это аналог квантора существования в реляционном исчислении. Однако нет поддержки квантора всеобщности, для чего используются отрицания кванторов существования, что продемонстрировано в следующем примере.
Определить имена поставщиков все типов деталей
SELECT DISTINCT S.SNAME
FROM S
WHERE NOT EXISTS
(SELECT *
FROM P
WHERE NOT EXISTS
(SELECT *
FROM SP
WHERE SP.S#=S.S# AND SP.P#=P.P#)
Этот запрос можно описать следующим образом: «Выбрать всех поставщиков, для которых не существует детали, которая бы не поставлялась данным поставщиком».
Также имеются операции UNION, INTERSECT и EXCEPT (аналог MINUS).