Слайд 2
Две группы операций РА
теоретико-множественные операции
специальные реляционные операции
Слайд 3
Теоретико-множественные операции
объединения отношений;
пересечения отношений;
взятия разности отношений;
взятия декартова
произведения отношений.
Слайд 4
Объединение,
пересечение
и разность
Отношения совместимыми по типу, если
они имеют идентичные заголовки, а атрибуты с одинаковыми именами
определены на одних и тех же доменах .
Слайд 5
Объединение
union
При выполнении операции объединения (UNION) двух отношений с
одинаковыми заголовками производится отношение, включающее все кортежи, которые входят
хотя бы в одно из отношений-операндов.
A ∪ B = { c: c∈A OR c∈B}
Слайд 6
Пересечение
intersect
пересечением множеств A и B является такое множество
C{c}, что для любого c существуют такие элементы a,
принадлежащий множеству A, и b, принадлежащий множеству B, что c=a=b;
A ∩ B = { c: c∈A AND c∈B}
Слайд 7
Разность
minus
разностью множеств A и B является такое множество
C{c}, что для любого c существует такой элемент a,
принадлежащий множеству A, что c=a, и не существует такой элемент b, принадлежащий B, что c=b.
A \ B = { c: c∈A AND c∉B}
Слайд 10
Избыточность пересечения
A ∩ B = A \ (A
\ B)
A ∩ B = B \ (B \
A)
Слайд 13
Чему тождественно равно выражение
(A ∩ B) \
(A \ B)
(A ∩ B) ∩ (B \ (A
\B))
(A ∩ B) ∪ (B \ A)
A ∩ B
Слайд 14
Декартово произведение
Два отношения совместимы по взятию декартова произведения
в том и только в том случае, если пересечение
множеств имен атрибутов, взятых из их схем отношений, пусто.
Любые два отношения всегда могут стать совместимыми по взятию декартова произведения, если применить операцию переименования к одному из этих отношений.
Слайд 15
Переименование атрибутов
Оператор переименования атрибутов имеет следующий синтаксис:
A RENAME
Atr1, Atr2 AS NewAtr1, NewAtr2
где Atr1, Atr2 - старые
значения атрибутов
NewAtr1, NewAtr2 - новые значения атрибутов
A (a, b, c) B (a, d)
A×B (A.a, b, c, B.a, d)
Слайд 16
Декартово произведение
times
Заголовок
R1 × R2 R (a1, a2,
…, an, b1, b2, …, bm),
Тело
R1 ×
R2 ={ra1, ra2, …, ran, rb1, rb2, …, rbm :
ra1, ra2, …, ran∈R1, rb1, rb2, …, rbm ∈R2}.
Мощность
[R1 × R2 ]= [R1] × [R2]
На основе ДК производится операция соединения
Слайд 17
Декартово произведение - пример
Слайд 18
Свойства операций (OP)
Ассоциативность
(A OP B) OP C
= A OP (B OP C)
Коммутативность (кроме разности)
A OP B = B OP A
Слайд 19
Реляционные операции
ограничение отношения
(селекция) – горизонтальная вырезка;
проекцию отношения –
вертикальная вырезка;
соединение отношений
(по условию, эквисоединение и естественное соединение);
деление отношений.
Слайд 20
Селекция (where)
Простое условие требует наличия двух операндов: ограничиваемого
отношения и условия ограничения (f).
Условие ограничения может иметь
вид:
(a comp-op b),
где а и b – имена атрибутов ограничиваемого отношения;
атрибуты a и b определены на одном домене, для значений которого поддерживается операция сравнения comp_op,;
(a comp-op const),
где a – имя атрибута ограничиваемого отношения, а const –константа;
атрибут a должен быть определен на домене или базовом типе, для значений которого поддерживается операция сравнения comp_op.
Операцией сравнения comp-op могут быть
= ≠ > ≥ < ≤
Слайд 21
Селекция (where)
Условие может состоять из нескольких простых условий,
связанных булевскими операторами AND NOT OR
Приоритеты – NOT AND
OR
Результатом селекции является отношение, заголовок которого совпадает с заголовком отношения-операнда, а в тело входят те кортежи отношения-операнда, для которых значением условия ограничения является true.
Слайд 22
Как обойтись только простыми условиями?
A WHERE (comp1 AND
comp2)
(A WHERE comp1) ???? (A WHERE comp2);
A WHERE
(comp1 OR comp2)
(A WHERE comp1) ???? (A WHERE comp2);
A WHERE NOT comp1
(A WHERE comp1) ????.
Слайд 23
Так обойтись только простыми условиями
A WHERE (comp1 AND
comp2) =
(A WHERE comp1) ∩ (A WHERE comp2);
A WHERE
(comp1 OR comp2) =
(A WHERE comp1) ∪ (A WHERE comp2);
A WHERE NOT comp1 = A \ (A WHERE comp1).
Слайд 24
Селекция (where)
σ A WHERE f = { c:
c∈A AND f}
σf(A)= { c ∈A : f(c) }
Слайд 25
Селекция - пример
σ СЛУЖАЩИЕ_В_ПРОЕКТЕ_1 WHERE
(СЛУ_ЗАРП >
20000.00
AND (СЛУ_ОТД_НОМ = 310
OR СЛУ_ОТД_НОМ = 315))
Слайд 26
Проекция
Операция взятия проекции также требует наличия двух операндов
– проецируемого отношения A и подмножества множества имен атрибутов,
входящих в заголовок отношения A.
Атрибутами результирующего отношения являются один или несколько атрибутов исходного, возможно в другом порядке.
Слайд 27
Проекция
PROJECT
Проекцией отношения A по атрибутам X, Y, …,
Z, где каждый из атрибутов принадлежит отношению , называется
отношение с заголовком (X, Y, …, Z) и телом, содержащим множество кортежей вида (x, y, …z) , таких, для которых в отношении найдутся кортежи со значением атрибута X равным x, значением атрибута Y равным y, …, значением атрибута Z равным z.
Синтаксис операции проекции:
π (X, Y, … Z) (A) = {x, y, …z : ∃ a1, a2, …, an ∈A AND x= ai1, y=ai2, …, z=aim},
Операция проекции дает " вертикальный срез " отношения, в котором удалены все возникшие при таком срезе дубликаты кортежей.
Слайд 28
Проекция - пример
PROJECT (СЛУ_ОТД_НОМ) СЛУЖАЩИЕ_В_ПРОЕКТЕ_1
Слайд 29
Соединение по условию – JOIN
Тэта-соединение
Требует наличия двух
операндов – соединяемых отношений и третьего операнда – простого
условия.
Условие – см. селекцию.
Операнды совместимы по взятию декартова произведения.
A JOIN B WHERE comp = (A × B) WHERE comp.
R⊳⊲fS = σf(R×S)
Слайд 30
Соединение по условию - JOIN
(ПРО_ЗАРП – средняя зарплата
по проекту)
Соединение по условию - JOIN
Слайд 31
Соединение по условию – JOIN
СЛУЖАЩИЕ JOIN ПРОЕКТЫ WHERE
(СЛУ_ЗАРП > ПРО_ЗАРП)
Слайд 32
Эквисоединение
Операция соединения называется операцией эквисоединения (EQUIJOIN) , если
условие соединения имеет вид (a = b), где a
и b – атрибуты разных операндов соединения. Этот случай важен потому, что он чаще всего встречается на практике, и для него существуют наиболее эффективные алгоритмы реализации.
Слайд 33
Эквисоединение
СЛУЖАЩИЕ JOIN (ПРОЕКТЫ RENAME ПРО_НОМ AS ПРО_НОМ1)) WHERE
(СЛУ_ЗАРП = ПРО_ЗАРП)
Слайд 34
Естественное соединение
NATURAL JOIN
Операция естественного соединения применяется к
паре отношений A и B, обладающих (возможно, составным) общим
атрибутом c (т. е. атрибутом с одним и тем же именем и определенным на одном и том же домене).
Пусть ab обозначает объединение заголовков отношений A и B. Тогда естественное соединение A и B – это спроецированный на ab результат эквисоединения A и B по условию A.c = B.c).
Слайд 35
Естественное соединение
через другие операции?
Слайд 36
Естественное соединение
через другие операции
Переименование
Декартово произведение
Селекция
Проекция
R⊳⊲S = π атрибуты
R,S\S.AσR.A=S.A(R×S)
Слайд 37
Естественное соединение - пример
СЛУЖАЩИЕ NATURAL JOIN ПРОЕКТЫ (естественное
соединение – выдать полную информацию о служащих и проектах,
в которых они участвуют).
Слайд 38
Деление
DIVIDE
Пусть заданы два отношения:
A с заголовком {a1,
a2, ..., an, b1, b2, ..., bm}
B с
заголовком {b1, b2, ..., bm}.
Будем считать, что атрибут bi отношения A и атрибут bi отношения B (i = 1, 2, …, m) не только обладают одним и тем же именем, но и определены на одном и том же домене.
Назовем множество атрибутов {aj} составным атрибутом a, а множество атрибутов {bj} – составным атрибутом b.
После этого будем говорить о реляционном делении «бинарного» отношения A{a, b} на унарное отношение B{b}.
Слайд 39
Деление
По определению, результатом деления A на B (A
DIVIDE BY B) является «унарное» отношение C (a), тело
которого состоит из кортежей v таких, что в теле отношения A содержатся кортежи для любого w из B.
Операция реляционного деления не является примитивной и выражается через операции декартова произведения, взятия разности и проекции.
(A DIVIDE BY B) = С : С×B∈A
Слайд 40
Деление - пример
Найдем всех сотрудников, которые работают и
в 1, и во 2 проектах.
Слайд 41
Деление
R DIVIDE S = π1,2,...r-s(R)- π1,2,...r-s(π1,2,...r-s(R)xS)-R).