НЕДЕЛЯ	5
ЛЕКЦИЯ	1 (7)
ТЕМА	Реляционные языки. Реляционная алгебра.

Содержание

7.1. Реляционные языки. 1

7.2. Реляционная алгебра. 3

7.2.1. Основные понятия. 3

7.2.2. Выборка (или ограничение). 5

7.2.3. Проекции. 5

7.2.4. Декартово произведение. 6

7.2.5. Объединение. 7

7.2.6. Разность. 8

7.2.7. Операции соединения. 9

7.2.7.1. Тета-соединение. 10

7.2.7.2. Естественное соединение. 10

7.2.7.3. Внешнее соединение. 11

7.2.7.4. Полусоединение. 12

7.2.8. Пересечение. 13

7.2.9. Деление. 13

7.1. Реляционные языки.

На предыдущей лекции говорилось о том, что одна из частей, модели данных является управляющей, т.е. она определяет типы допустимых операций с данными, включая операции обновления и извлечения данных, а также операции изменения структуры базы данных. Для управления отношениями в реляционных СУБД используются самые разнообразные языки. Некоторые из них являются процедурными, т.е. с их помощью пользователь точно указывает системе, как следует манипулировать данными. Другие языки являются непроцедурными, т.е. пользователь указывает, какие данные ему нужны, а не как их следует извлекать.

На этой лекции основное внимание уделим реляционной алгебре, а на следующей – реляционному исчислению, которые предложены Коддом (1971) в качестве основы для создания реляционных языков. Попросту говоря, реляционную алгебру можно описать как (высокоуровневый) процедурный язык, т.е. тот, который может быть использован для того, чтобы сообщить СУБД о том, как следует построить требуемое отношение на базе одного или нескольких существующих в базе данных отношений. Реляционное исчисление, с неформальной точки зрения, представляет собой непроцедурный язык, который можно использовать для определения того, каким будет некоторое отношение, созданное на основе одного или нескольких других отношений базы данных. Однако, строго говоря, реляционная алгебра и реляционное исчисление эквивалентны друг другу, т.е. для каждого выражения алгебры существует эквивалентное выражение в реляционном исчислении (и наоборот).

Реляционное исчисление используется для оценки избирательной мощности реляционных языков. Язык называется реляционно полным, если он позволяет получить любое отношение, которое можно вывести с помощью реляционного исчисления. Большинство реляционных языков запросов является реляционно полными. Однако по сравнению с реляционной алгеброй и реляционным исчислением они обладают и другими, более широкими функциональными возможностями, поскольку в них предусмотрены дополнительные операции, способные выполнять вычислительные, обобщающие и упорядочивающие функции.

Реляционная алгебра и реляционное исчисление представляют собой формальные, а не дружественные пользователю языки. В реляционных базах данных они использовались в качестве основы для разработки других языков управления данными, более высокого уровня. Для нас они представляют интерес потому, что иллюстрируют основные операции языков манипулирования данными, а также служат определенным критерием сравнения других реляционных языков.

Несмотря на то что реляционное исчисление является достаточно сложным с точки зрения освоения и использования, тем не менее его непроцедурная природа считается весьма перспективной и это стимулирует поиск других, более простых в употреблении непроцедурных методов. Подобные исследования вызвали появление двух других категорий реляционных языков: языков на основе преобразований и графических языков.

Языки на основе преобразований являются классом непроцедурных языков, которые используют отношения для преобразования исходных данных к требуемому виду. Эти языки предоставляют простые в употреблении структуры для формулирования требуемого результата имеющимися средствами. Примерами языков на основе преобразований являются язык SQUARE, язык SEQUEL и его ответвление — язык SQL. Ранее мы с вами знакомились с некоторыми операторами языка SQL. В дальнейшем мы будем использовать именно этот язык и изучим его дополнительные возможности.

Графические языки предоставляют пользователю рисунок или другое графическое отображение структуры отношения. Пользователь создает некий образец желаемого результата, и система возвращает затребованные данные в указанном формате. Примером подобного языка является язык QBE (Query-By-Example). Он используется, например в MS Access или MS Visual Foxpro.

Еще одной категорией языков являются языки четвертого поколения (fourth-generation languages — 4GL), которые позволяют создавать полностью готовое и соответствующее требованиям заказчика прикладное приложение с помощью ограниченного набора команд и в то же время предоставляют дружественную по отношению к пользователю среду разработки, чаще всего построенную на использовании команд меню В некоторых системах используются даже некоторые разновидности естественного языка, т.е. ограниченной версии обычного английского языка, который иногда называется языком пятого поколения (fifth-generation language — 5GL). Однако разработки проектов подобных языков по большей части все еще находятся в зачаточном состоянии.