Suhde (relaatiomalli)

Suhde on relaatiotietomallin  peruskäsite . Tästä syystä mallia kutsutaan relaatioksi ( englanninkielisestä  relaatiosta  "relationship").

Suhteen määritelmä ja ominaisuudet

Olkoon joukko tietotyyppejä T 1 , T 2 , …, T n , joita kutsutaan myös alueiksi , ei välttämättä erilainen. Tällöin n - aarinen relaatio R tai n - asteinen relaatio R on joukkojen T 1 , T 2 , …, T n karteesisen tulon osajoukko [1] [2] .

Relaatio R koostuu otsikosta ( skeema ) ja rungosta . Otsikko on joukko attribuutteja (verkkotunnuksen nimetyt esiintymät relaatiootsikossa), ja runko on joukko monikoita , jotka vastaavat [2] -otsikkoa . Tarkemmin:

• Relaation R otsikko (tai malli) H  on äärellinen joukko järjestettyjä pareja muotoa ( A i , T i ), jossa A i  on attribuutin nimi ja T i  on tyypin (toimialueen) nimi. , i = 1,…, n . Määritelmän mukaan kaikkien relaatiootsikon attribuuttien nimien on oltava erillisiä (yksilöllisiä).
• Suhteen  R runko B  on monikkojoukko t . Otsikkoa H vastaava monikko t on joukko järjestettyjä triplettejä (triplettejä) muodossa < A i , T i , v i >, yksi tällainen tripletti jokaiselle H :n attribuutille , missä v i  on tyypin kelvollinen arvo (verkkotunnus) T i . Koska attribuuttien nimet ovat yksilöllisiä, verkkotunnuksen määrittäminen monikkoon on yleensä tarpeetonta. Siksi otsikkoa H vastaava monikko t määritellään usein parien ( Ai , vi ) joukoksi .

Tuples-lukua kutsutaan suhteen kardinaaliluvuksi ( kardinaalisuus ) tai suhteen potenssiksi .

Attribuuttien lukumäärää kutsutaan suhteen asteeksi tai " arityksi "; relaatiota, jolla on yksi attribuutti, kutsutaan unaariksi, kahdella - binäärisuhteella ja niin edelleen, n attribuutilla - n -ary. Teorian näkökulmasta varsin oikea on myös relaatio, jossa on nolla attribuuttien lukumäärä, joka joko ei sisällä monikoita tai sisältää yksittäisen monikon ilman komponentteja (tyhjä monikko) [2] .

Relaation [1] [2] perusominaisuudet :

• Relaatiossa ei ole kahta samanlaista elementtiä (tuples).
• Relaatiossa olevien monikoiden järjestys on määrittelemätön.
• Attribuuttien järjestys relaatiootsikossa on määrittelemätön.

Relaatioattribuuttien osajoukkoa, joka täyttää yksilöllisyyden ja minimaalisuuden (redistymättömyyden) vaatimukset, kutsutaan potentiaaliseksi avaimeksi . Koska kaikki relaatiossa olevat monikot ovat määritelmän mukaan ainutlaatuisia, jokaisessa suhteessa on oltava vähintään yksi ehdokasavain.

Suhteet ja taulukot

Relaatiolla on yleensä yksinkertainen graafinen tulkinta taulukon muodossa, jonka sarakkeet vastaavat attribuutteja ja rivit vastaavat monikkoja, ja "soluissa" on attribuuttiarvot monikoissa. Vahvassa relaatiomallissa relaatio ei kuitenkaan ole taulukko , monikko  ei ole rivi ja attribuutti  ei ole sarake [2] [3] . Termejä "taulukko", "rivi", "sarake" voidaan käyttää vain epävirallisessa kontekstissa, mikäli ymmärretään täysin, että nämä "ystävällisemmät" termit ovat vain likimääräisiä eivätkä anna tarkkaa käsitystä merkittyjen käsitteiden olemus [2] [4] .

Kuten C.J. Date määrittelee , taulukko on suora ja todellinen esitys jostakin suhteesta, jos se täyttää seuraavat viisi ehtoa:

1. Rivejä ei järjestetä ylhäältä alas (eli rivien järjestys ei sisällä mitään tietoa).
2. Sarakkeissa ei ole vasemmalta oikealle järjestystä (eli sarakkeiden järjestys ei sisällä tietoa).
3. Ei päällekkäisiä rivejä.
4. Jokainen rivin ja sarakkeen leikkauspiste sisältää täsmälleen yhden arvon vastaavasta toimialueesta (eikä mitään muuta).
5. Kaikki sarakkeet ovat normaaleja. Taulukon kaikkien sarakkeiden "säännöllisyys" tarkoittaa, että taulukossa ei ole "piilotettuja" komponentteja, joihin pääsee käsiksi vain jonkin erikoisoperaattorin kutsuessa sen sijaan, että viitattaisiin tavallisiin sarakkeiden nimiin tai jotka johtavat sivuvaikutuksiin riveille tai taulukoita käytettäessä vakiooperaattoreita. Näin ollen esimerkiksi merkkijonoilla ei ole muita tunnisteita kuin normaalit ehdokasavainarvot (ei piilotettuja "rivitunnisteita" tai "objektitunnisteita"). Niissä ei myöskään ole piilotettuja aikaleimoja [5] .

Esimerkki

Olkoon seuraavat tyypit (verkkotunnukset):

• = {Ivanov, Petrov, Sidorov}
• = {fysiikka, kemia}
• = {3, 4, 5}

Sitten karteesinen tulo koostuu 18 monikosta, joissa jokainen monikko sisältää kolme arvoa: ensimmäinen on yksi sukunimistä, toinen on akateeminen tieteenala ja kolmas on arvosana.

Olkoon suhteella R otsikko H : { (Sukunimi, T 1 ), (Aihe, T 2 ), (Pistemäärä, T 3 )}.

Sitten suhteen R runko voi simuloida todellista tilannetta ja sisältää viisi monikkoa, jotka vastaavat istunnon tuloksia (edellyttäen, että Petrov ei läpäissyt fysiikan tenttiä). Esitetään suhde taulukon muodossa:

Operaatiot suhteissa

Katso myös: relaatioalgebra , relaatiolaskenta .

Mikä tahansa relaatioon johtava operaatio kuuluu relaatiooperaation käsitteeseen ja sitä voidaan käyttää relaatioteoriassa ja -käytännössä. Seuraavassa on luettelo kahdeksasta operaatiosta, joita alun perin ehdotti relaatiomallin luoja Edgar Codd . Kaikki listan operaatiot, paitsi jako, ovat edelleen laajasti käytössä, mutta luettelo ei ole tyhjentävä, eli itse asiassa käytetään paljon enemmän relaatiooperaatioita.

• Unioni - suhde-tuloksen runko on suhteiden-operandien kappaleiden liitto; kaavio ei muutu.
• Leikkaus - relaatio-tuloksen runko on relaatio-operandien kappaleiden leikkaus; kaavio ei muutu.
• Vähennys - relaatio-tuloksen runko saadaan vähentämällä relaatio-operandien kappaleet; kaavio ei muutu.
• Projektio  - tulos-relaatioskeema on osajoukko operandi-suhdeskeemasta; relaatio-tuloksen runko on ei-tiukka osajoukko relaatio-operandin rungosta johtuen mahdollisesta kaksoiskappaleiden poistamisesta.
• Karteesinen tulo - relaatio-tuloksen runko on relaatio-operandien kappaleiden karteesinen tulo; tulosskeema on operandiskeemojen ketjutus.
• Näytteenotto - relaatio-tuloksen runko on osajoukko relaatio-operandin rungosta: vain ne monikot, jotka täyttävät annetun predikaatin (valintaehto), valitaan; kaavio ei muutu.
• Yhteys - valinta karteesisen tuotteen päälle.
• Jako - jakaja on unaarinen relaatio, osamäärä on osingon monikoiden vastaavat osat, joita edeltää jakaja.

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Päivämäärä K.J., 2005 .
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Tietokanta perusteellisesti, 2005 .
3. ↑ Erityisesti mikään ei estä suhdetta esittämästä visuaalisesti taulukkoa, jossa sarakkeet eivät vastaa attribuutteja, vaan monikoita ja rivit eivät monikoita, vaan attribuutteja. Toisin sanoen relaatiomonikon korrelaatio taulukon riveillä ja relaatioattribuuttien korrelaatio taulukon sarakkeiden kanssa on vain kunnianosoitus perinteelle, mutta sillä ei ole teoreettista ehdollisuutta.
4. ↑ On muistettava, että "taulukko" ei useimmiten tarkoita "suhdetta" abstraktina käsitteenä , vaan suhteen visuaalista esitystä paperilla tai näytöllä. Käsitteen "taulukko" virheellinen ja löyhä käyttö termin "suhde" sijaan johtaa usein väärinkäsityksiin. Yleisin virhe on ajatella, että relaatiotietomalli käsittelee "litteitä" tai "kaksiulotteisia" taulukoita, kun taulukot voivat olla vain visuaalisia esityksiä. Toisaalta suhteet ovat abstraktioita, eivätkä ne voi olla "litteä" tai "ei-litteä".
5. ↑ C. J. Päivämäärä. Mitä ensimmäinen normaalimuoto todella tarkoittaa //С. J. päivämäärä. Päiväys tietokannassa: Writings 2000-2006, Apress, 2006, ISBN 978-1-59059-746-0

Kirjallisuus

• Kogalovsky M.R. Tietokantateknologian tietosanakirja. - M. : Talous ja tilastot , 2002. - 800 s. — ISBN 5-279-02276-4 .
• Kuznetsov SD Tietokantojen perusteet. - 2. painos - M .: Internet University of Information Technologies; BINOMIAL. Knowledge Laboratory, 2007. - 484 s. - ISBN 978-5-94774-736-2 .
• Päivämäärä CJ Johdanto tietokantajärjestelmiin = Tietokantajärjestelmien johdanto. - 8. painos - M .: Williams , 2005. - 1328 s. - ISBN 5-8459-0788-8 (venäjä) 0-321-19784-4 (englanniksi).
• Connolly T., Begg K. Tietokannat. Suunnittelu, toteutus ja tuki. Teoria ja käytäntö = Tietokantajärjestelmät: Käytännön lähestymistapa suunnitteluun, toteutukseen ja hallintaan. - 3. painos - M .: Williams , 2003. - 1436 s. — ISBN 0-201-70857-4 .
• Garcia-Molina G., Ulman J. , Widom J. Tietokantajärjestelmät. Täydellinen kurssi = Tietokantajärjestelmät: Täydellinen kirja. - Williams , 2003. - 1088 s. — ISBN 5-8459-0384-X .
• C. J. Päivämäärä . Päivämäärä tietokannassa: kirjoituksia 2000–2006. - Apress , 2006. - 566 s. - ISBN 978-1-59059-746-0 , 1-59059-746-X.
• Päivämäärä, CJ -tietokanta perusteellisesti. - O'Reilly, 2005. - 240 s. - ISBN 0-596-10012-4 .