Өгөгдлийн сан дахь харилцааны алгебр: үйлдлүүд, жишээнүүд

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 05:36

Ерөнхийдөө өгөгдлийн сангийн системүүд нь хэрэглэгчиддээ жишээ асуухад туслах асуулгын хэлээр тоноглогдсон байдаг. Ийм хоёр төрөл байдаг - харилцааны алгебр ба харилцааны тооцоо. Эхнийх нь харилцааны жишээг оролт болгон авч, жишээ хамаарлыг гаралт болгон гаргадаг процедурын асуулгын хэл юм. Үүний тулд нэг буюу хоёртын тооцооллыг ашигладаг. Харьцааны алгебрийг рекурсив байдлаар гүйцэтгэх ба завсрын үр дүнг харилцаа гэж үзнэ.

Картезийн бүтээгдэхүүн (Χ)

Хоёр өөр харилцааны мэдээллийг нэг дор нэгтгэдэг.

Тэмдэглэгээ – r Χ s, энд r ба s нь харьцаа бөгөөд тэдгээрийн гаралт нь

гэж тодорхойлогдоно

r Χ s={qt | q ∈ r ба t ∈ s}.

Дүгнэлт. Сургалтын дагуу бичсэн бүх ном, нийтлэлийг харуулах харилцааг тохируулна.

Үйлдлийн нэрийг өөрчлөх (ρ).

Харилцан алгебрийн хамаарал нь үр дүн боловч ямар ч нэргүй. Нэр солих үйлдэл нь Грекийн жижиг ρ.

үсгээр тэмдэглэсэн гаралтын утгыг өөрчлөх боломжийг танд олгоно.

Тэмдэглэл – ρ _x (E), Энд E илэрхийллийн үр дүн нэрийн хамт хадгалагданаx.

Нэмэлт үйлдлүүд:

• тогтоосон уулзвар;
• даалгавар;
• байгалийн холболт.

Харилцааны тооцоо

Энэ бол процедурын бус асуулгын хэл бөгөөд энэ нь танд юу хийхийг зааж өгөх боловч үүнийг хэрхэн хэрэгжүүлэх талаар тайлбарлаагүй гэсэн үг юм. Харилцааны тооцоо нь хоёр хэлбэрээр байдаг:

• Туплийн корреляцийн тооцоо;
• хувьсагчийн мужийг шүүж байна.

Тэмдэглэгээ - T/Төлөв: Нөхцөлийг хангасан бүх T хэлхээг буцаана. Үр дүн. Нэр бүхий багцуудыг буцаана. TRC-ийг тоогоор илэрхийлж болно. Та экзистенциал (∃) ба бүх нийтийн хэмжигдэхүүнийг (∀) ашиглаж болно. Дүгнэлт. Дээрх асуулга нь өмнөхтэй ижил үр дүнг өгнө.

Домэйн харилцааны тооцоо DRC

Шүүлтүүрийн хувьсагч нь бүхэл тоон утгын оронд атрибутын домайныг ашигладаг (дээр дурдсан TRC-д хийсэн шиг).

Тэмдэглэгээ – {a ₁, a ₂, a ₃, …, a | P (a ₁, a ₂, a ₃, …, a)}, энд a1, a2 нь шинж чанарууд бөгөөд P нь дотоод утгуудаар бүтээгдсэн томъёог илэрхийлдэг.

Дүгнэлт. Субъект нь мэдээллийн сан болох TutorialsPoint хамаарлаас нийтлэл, хуудас, сэдвийг тохируулна.

TRC-ийн нэгэн адил DRC-г экзистенциал болон универсал хэмжигчийг ашиглан бичиж болно. DRC нь харилцааны алгебрийн операторуудыг агуулдаг. Тооцоолол, тооцоолол, цэг хоорондын хамаарлын илэрхийллийн хүч нь тэнцүү байна.

Харилцан тооцоолол ба алгебрын хувилбарууд ба схемүүд

ER-ийн загвар нь диаграммд дүрслэгдсэн бол ойлгоход хялбар чухал харилцааг сайн тоймлон харуулдаг. Схемийн дүрслэлийг харилцааны схемд буулгаж болно, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийг бие биетэйгээ хамт үүсгэж болно. ER-ийн бүх хязгаарлалтыг хамаарлын загварт оруулах боломжгүй ч ойролцоогоор бүтцийг үүсгэж болно. Диаграмыг энэ системд хөрвүүлэх хэд хэдэн процесс, алгоритмууд байдаг. Тэдгээрийн зарим нь автоматжуулсан бол зарим нь гараар бүтээгдсэн байдаг. ER диаграм нь үндсэндээ дараах шалгууруудаас бүрдэнэ:

• аж ахуйн нэгж ба түүний шинж чанарууд;
• холбоос нь дээрх утгуудын хоорондын холбоо юм.

Объект ба харилцааг харьцуулах нь янз бүрийн арга, схемээр явагддаг. Жишээлбэл, аж ахуйн нэгж нь зарим шинж чанаруудтай бодит ертөнцийн объект юм. Тохируулах үйл явц, алгоритм нь дараах байдалтай байна:

• объект бүрт хүснэгт үүсгэх;
• атрибутууд нь харгалзах өгөгдлийн төрлүүдтэй хүснэгтийн талбарууд болох ёстой;
• үндсэн түлхүүрийг зарлах.

Харилцаа нь аж ахуйн нэгжүүдийн хоорондын холбоо юм. Эмхэтгэх үйл явц дараах байдалтай байна:

• харилцааны хүснэгт үүсгэх;
• оролцогч бүх байгууллагын үндсэн түлхүүрүүдийг тохирох өгөгдлийн төрлүүдтэй хүснэгтийн талбар болгон нэмнэ үү;
• хэрэв хамаарал нь ямар нэгэн шинж чанартай бол шинж чанар бүрийг хүснэгтийн талбар болгон тохируулна уу;
• бүх зүйлийг бүрдүүлдэг үндсэн түлхүүрийг нэгтгэнэүлдсэн хэсэг нь оролцогч объектуудад;
• бүх гадаад түлхүүр хязгаарлалтыг зааж өгнө.

Сул олонлогууд болон шаталсан объектуудыг харуулах нь тодорхой системийн дагуу явагддаг. Юуны өмнө эдгээр үнэт зүйлсийн үндсэн суурь, тодорхойлолтыг ойлгох шаардлагатай. Сул шинж чанаруудын багц нь үүнтэй холбоотой ямар ч үндсэн түлхүүргүй нэг юм. Дэлгэцийн процесс дараах байдалтай байна:

• сул объектуудын хүснэгт үүсгэх;
• бүх шинж чанарыг схемд талбар болгон нэмнэ;
• тодорхойлох үндсэн түлхүүрийг зааж өгөх;
• бүх гадаад түлхүүр хязгаарлалтыг тохируулсан.

Харилцааны алгебрийн хэлийг мэргэшүүлэх эсвэл ерөнхийд нь үндэслэн шаталсан объектуудыг харуулах нь дараалсан нэгж хэлбэрээр тохиолддог. Алгоритм нь дараах байдалтай байна:

• дээд түвшний бүх объектод хүснэгт үүсгэх;
• үндсэн түлхүүр нэмэх;
• доод түвшинд доод түвшний объектын бусад бүх шинж чанаруудыг хэрэгжүүлэх;
• хүснэгтийн үндсэн түлхүүрүүдийг зарлах;
• гадаадын түлхүүрийн хязгаарлалтыг тохируул.

Мэдээллийг тайлбарлах, хадгалах, өөрчлөх одоо байгаа сонголтууд

SQL нь харилцааны өгөгдлийн сангийн програмчлалын хэл юм. Энэ нь алгебр, корреляцийн тооцоолол дээр боловсруулагдсан болно. SQL нь бүх томоохон DBMS түгээлтүүдтэй багц хэлбэрээр ирдэг. Мэдээлэл болон тэдгээрийг удирдах хэлийг хоёуланг нь агуулна. Харилцааны алгебрийн SQL өгөгдлийн тодорхойлолтын шинж чанарыг ашигласнаар та өгөгдлийн сангийн схемийг боловсруулж, өөрчлөх боломжтой.удирдлагын болон тохируулгын шинж чанарууд, түүнчлэн өгөгдлийн өөрчлөлтүүд нь системд суулгасан мэдээллийг хадгалах, сэргээх боломжийг олгодог. Бүтэц болон системийг тодорхойлохын тулд дараах командуудыг ашигладаг:

• нь DBMS-ээс шинэ мэдээллийн сан, хүснэгт, харагдац үүсгэдэг.
• команд шиддэг.
• өгөгдлийн сангийн схемийг өөрчилнө.
• энэ тушаал нь стринг объектод атрибут нэмнэ.

SQL нь Data Manipulation Language (DML)-ээр тоноглогдсон. Энэ нь мэдээлэл оруулах, шинэчлэх, устгах замаар өгөгдлийн сангийн жишээг өөрчилдөг. DML нь бүх өгөгдлийг өөрчлөх үүрэгтэй. SQL нь DML хэсэгт дараах тушаалуудыг агуулна:

1. SELECT нь асуулгын үндсэн командуудын нэг юм. Энэ нь харилцааны алгебрын проекцын үйлдэлтэй адил юм. Энэ нь WHERE заалтад тодорхойлсон нөхцөл дээр үндэслэн шинж чанаруудыг сонгодог.
2. FROM - Энэ хэсэг нь атрибутуудыг сонгох/төсөх аргумент болгон нэрийг авдаг. Нэгээс олон нэр өгсөн тохиолдолд энэ зүйл нь декартын бүтээгдэхүүнтэй тохирч байна.
3. ХААА - Энэ хэсэг нь төлөвлөсөн шинж чанарыг хангахын тулд хангагдсан байх ёстой предикат эсвэл нөхцөлийг зааж өгсөн болно.

Мөн тушаалууд байна:

• оруулах;
• утгыг өөрчлөх;
• устгах.

Харилцан алгебрийн асуулга үүсгэх

Хайлт хийхдээ зөв гаралтад хүргэх үйлдлүүдийн бүтцийг олох нь даалгавар юм. Харилцааны алгебрийн үндсэн үйлдлүүд нь энгийн байдагоперанд хэлбэрээр нэг эсвэл хоёр харилцаатай үйлдлүүд. Дарааллын хосолсон нөлөө нь эцсийн үр дүнг тодорхойлдог. Өгөгдлийн сан дахь харилцааны алгебрын систем нь маш энгийн тул эцсийн гаралтад хүрэхээс өмнө олон завсрын үр дүнг гаргаж авах боломжтой тул тэдгээрийг хүлээн авсан шинэ өгөгдлийг үүсгэдэг операнд болгон ашигладаг.

Ихэнх операторуудын хувьд асуулгын дараалал, тэдгээрийн гүйцэтгэл чухал биш бөгөөд энэ нь завсрын өгөгдлийг янз бүрийн аргаар хэлбэржүүлж, нэгтгэснээр ижил үр дүнд хүрч болно гэсэн үг юм. Практикт мэдээллийн санг хайх нь нэлээд хялбар байдаг. Үйлдлүүд болон завсрын үр дүнг гүйцэтгэх системийг асуулга оновчтой болгогч тодорхойлно. Асуулт, шаардлагуудыг бүрдүүлэхдээ та эхлээд

хариулт авахын тулд ямар харилцаа шаардлагатайг сонгож, дараа нь үйл ажиллагаа, завсрын үр дүнг зааж өгөх хэрэгтэй. Үр дүнгийн мэдээллийн сан дахь харилцааны алгебрийн асуулгын бүтцийг диаграмм хэлбэрээр дүрсэлж болно. Шаардлагыг оновчтой болгогчид гүйцэтгэлийг аль болох үр дүнтэй зохион байгуулахыг хичээдэг. Практикт энэ нь ихэвчлэн завсрын үр дүнг аль болох хурдан багасгахыг хичээдэг гэсэн үг юм. Харилцааны алгебрын нийтлэг жишээнүүд үүнд тусална.

Жишээ 1.

Мэдээллийн хэрэгцээ: 1999 оны үзлэгээр дутагдал илэрсэн 1996 оны автомашины мэдээлэл.

Нэгдүгээрт, харилцааны бүх шинж чанаруудын үнэ цэнийг ойлгохын тулд машинуудын талаарх мэдээллийг харуулдаг. Хяналт шалгалтын талаархи мэдээллийг "Хяналт шалгалт" хүснэгтэд хадгалдаг бөгөөд хэрэв илэрсэн болалдаа, тэдгээрийг "Асуудал" хүснэгтэд тэмдэглэнэ. Иймд шаардлагатай мэдээллийг авахын тулд эдгээр гурван хүснэгт шаардлагатай.

Зөвхөн 1996 оны машин сонирхолтой. Тээврийн хэрэгслийн загварын хүрээг тээврийн хэрэгслийн мэдээллийн хүснэгтийн мөрөнд тогтоосон шинж чанарын утгаар илэрхийлнэ. Эхний завсрын үр дүн нь 1996 оны хувилбаруудыг төлөөлсөн товхимолуудаас бүрдэнэ.

Тиймээс зөвхөн энэ үеийг хамарсан мөрүүд шаардлагатай. Та тэдгээрийг задлахын тулд сонголтыг ашиглах хэрэгтэй. Одоо машин, үзлэг шалгалт шаардлагатай байсан. Дараа нь холбох үйлдлийг ашиглан мөрүүдийг холбоно. Тэдгээр нь нийтлэг регистрийн дугаараар нэгдэх ёстой, учир нь энэ нь цорын ганц нийтлэг багана тул байгалийн холболтыг ашигладаг.

Шалгах явцад асуудал гарсан эсэхийг мэдэхийн тулд асуудлын мөрүүдийг чектэй холбох хэрэгтэй. Хяналтын мөрүүдийг машинд холбосны дараа та энэ үр дүнг гэмтлийн хүснэгтэд холбож болно. Хамтарсан холбоо нь нийтлэг регистрийн дугаар болон баталгаажуулсан огноог үндэслэнэ. Эдгээр нь хүснэгтийн цорын ганц нийтлэг багана тул байгалийн холболтыг ашигладаг.

Завсрын үр дүнгүй тооцооны сонголтууд

Жишээ 2.

Шаардлагатай мэдээлэл: 1995 оны загвар болон 2000 онд шалгагдаагүй хуучин тээврийн хэрэгслийн жолоочийн нэр. Энэ нэр нь "Жолооч" хүснэгтэд байна. Хууль сахиулах байгууллагуудыг "Хяналт шалгалт, гуанзны машин дахь машин" хүснэгтэд тайлбарлав. ТэгэхээрТиймээс эдгээр гурван хүснэгт хэрэгтэй болно. Эхлээд 2000 онд техникийн хяналтын үзлэгт ороогүй машинуудыг олж мэдэх хэрэгтэй. Зөвхөн хүснэгтэд жагсаасан хяналт шалгалтыг ашиглан энэ асуудлыг шийдвэрлэх боломжгүй, учир нь энэ нь хийгдээгүй шалгалтын мэдээллийг агуулдаггүй. 2000 оноос өмнө шалгагдсан нэмэлт машинуудыг хайж олох замаар энэ асуудлыг шийддэг. Үнэндээ зөвхөн регистрийн дугаар л хэрэгтэй.

Дээрх жишээнээс гадна мэдээллийг хэрхэн өөрчлөх, олохыг харуулсан өөр жишээнүүд бий. Асуулгын хувилбаруудыг тусгай үйлдлүүдийг ашиглан оновчтой болгож болно. Үнэн хэрэгтээ өгөгдөл хайх, олохыг аль болох хялбар бөгөөд хялбар болгохын тулд харилцааны тооцооллын загвар байдаг.

Мэдээлэл хамгаалагдсан газар

Харилцан алгебрын харилцааны өгөгдлийн загвар нь бичлэг агуулсан файлын форматад хадгалагддаг. Физик түвшинд бодит мэдээллийг зарим төхөөрөмж дээр цахилгаан соронзон форматаар тогтоодог. Эдгээр хадгалах төхөөрөмжийг гурван төрөлд хувааж болно:

1. Анхдагч. Энэ ангилалд CPU-д шууд хандах боломжтой санах ой орно. Бүртгэлүүд, хурдан санах ой (кэш) ба үндсэн санах ой (RAM) нь бүгд эх хавтан эсвэл чипсет дээр байрладаг тул төв рүү шууд хандах боломжтой. Энэ хадгалах сан нь ихэвчлэн маш жижиг, хэт хурдан, тогтворгүй байдаг. Төлөв байдлыг хадгалахын тулд байнгын цахилгаан хангамж шаардлагатай. Хэрэв амжилтгүй болвол түүний бүх өгөгдөл устах болно.
2. Хоёрдогч. Ирээдүйн мэдээллийг хадгалахад ашигладагашиглах эсвэл нөөцлөх. Соронзон диск, оптик диск (DVD, CD гэх мэт), хатуу диск, флаш диск, соронзон хальс зэрэг процессорын чипсет эсвэл эх хавтангийн нэг хэсэг биш санах ойн төхөөрөмжүүд багтана.
3. Гуравдагч. Асар их хэмжээний өгөгдөл хадгалахад ашигладаг. Ийм хадгалах төхөөрөмж нь компьютерийн системийн гадна байдаг тул хурдны хувьд хамгийн удаан байдаг. Эдгээр хадгалах хэрэгслүүд нь үндсэндээ бүхэл системийг нөөцлөхөд ашиглагддаг. Оптик диск болон соронзон хальснуудыг гуравдагч санах ой болгон өргөн ашигладаг.

Холбооны алгебрийн тусгай үйлдлүүд нь асуулгын үр ашигтай байдалд чухал ач холбогдолтой.

Хадгалалтын бүтэц

Компьютерийн систем нь санах ойн тодорхой шатлалтай. CPU нь үндсэн систем болон суурилагдсан бүртгэлд шууд хандах боломжтой. Үндсэн санах ойд хандах хугацаа нь процессорын хурдаас бага байх нь ойлгомжтой. Энэ зөрүүг багасгахын тулд кэшийг нэвтрүүлсэн. Кэш нь хамгийн хурдан хандалтын хугацааг өгдөг бөгөөд CPU-ийн хамгийн их ханддаг өгөгдлийг агуулдаг.

Хамгийн хурдан хандалттай санах ой нь хамгийн үнэтэй байдаг. Том санах ойн төхөөрөмжүүд нь хурд багатай бөгөөд хямд боловч процессорын бүртгэл эсвэл кэштэй харьцуулахад асар их хэмжээний өгөгдөл хадгалах боломжтой.

Соронзон болон хатуу диск нь орчин үеийн компьютерийн системүүдийн хамгийн түгээмэл хоёрдогч хадгалах төхөөрөмж юм. Тэднийг соронзон гэж нэрлэдэгметалл суурь. Эдгээр дискүүд нь босоо тэнхлэгт байрладаг. Унших/бичих толгой нь тэдгээрийн хооронд хөдөлж, доор нь ийм толбыг соронзлох эсвэл арилгахад ашигладаг. Үүнийг 0 (тэг) эсвэл 1 (нэг) гэж хүлээн зөвшөөрч болно.

Хатуу дискүүд нь өгөгдлийг үр ашигтай хадгалахын тулд тодорхой дарааллаар форматлагдсан байдаг. Энэ нь зам гэж нэрлэгддэг олон төвлөрсөн тойрогтой. Зам бүрийг салбаруудад хуваадаг бөгөөд ихэвчлэн 512 байт өгөгдөл хадгалдаг.

Файлын үйлдлүүд

Харилцан алгебр хэлний систем болон түүний мэдээллийн сан дээрх үйлдлүүдийг ерөнхийд нь хоёр ангилалд ангилж болно:

• шинэчлэлт;
• хайх.

Эхний ангилал нь оруулах, устгах, шинэчлэх замаар өгөгдлийн утгыг өөрчилдөг. Нөгөөтэйгүүр, хайлтын үйл ажиллагаа нь мэдээллийг засварлахгүй, харин нэмэлт нөхцөлт шүүлтүүрийн дараа гаргаж авдаг. Хоёр төрлийн үйл ажиллагаанд сонголт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Файл үүсгэх, устгахаас гадна тэдгээрт хийж болох хэд хэдэн үйлдлүүд байж болно:

1. Нээлттэй - унших эсвэл бичих хоёр горимын аль нэгэнд байдаг. Эхний тохиолдолд үйлдлийн систем нь өгөгдлийг өөрчлөхийг хэн ч зөвшөөрдөггүй. Өөрөөр хэлбэл, өгөгдлийг зөвхөн уншдаг. Унших горимд нээгдсэн файлуудыг олон объект хооронд хуваалцах боломжтой. Бичих горим нь өгөгдлийг өөрчлөх боломжийг танд олгоно. Файлуудыг унших боломжтой боловч хуваалцах боломжгүй.
2. Хаах нь үйлдлийн системийн хамгийн чухал үйлдэл бөгөөд бүх түгжээг арилгадаг.(хуваалцсан горимд байгаа бол) өгөгдлийг (хэрэв өөрчилсөн бол) хоёрдогч зөөвөрлөгч рүү хадгалж, файлтай холбоотой бүх буфер болон зохицуулагчийг чөлөөлнө.
3. Индексжүүлэх нь системийг хэрэгжүүлсэн зарим шинж чанарууд дээр үндэслэн системийн файлуудаас бүртгэлийг үр дүнтэй гаргаж авах мэдээллийн бүтцийн арга юм. Шинж чанарт тулгуурлан тодорхойлсон.

Индексжүүлэх нь дараах төрлийн байж болно:

1. Анхдагч нь эрэмбэлэгдсэн өгөгдлийн файлд тодорхойлогддог. Мэдээллийн файл нь түлхүүр талбарт зохион байгуулагдсан.
2. Нэр дэвшигч түлхүүр бөгөөд бүртгэл бүрт өвөрмөц утгатай эсвэл давхардсан утгатай түлхүүр байхгүй талбараас үүсгэсэн хоёрдогч индекс.
3. Кластер нь эрэмбэлэгдсэн өгөгдлийн файлд, түлхүүр бус талбарт тодорхойлогддог.

Өгөгдлийн сангийн удирдлагын систем буюу DBMS гэдэг нь аюулгүй байдлын зохих арга хэмжээний хамт хэрэглэгчийн мэдээллийг дээд зэргийн үр ашигтайгаар хадгалах, сэргээх технологийг хэлнэ. Энэ асуудлыг нарийвчлан судалж үзэхэд харилцааны алгебр нь харилцааг аргумент болгон авч үр дүнд нь буцаадаг операторуудын хэл юм гэсэн дүгнэлтэд хүрнэ.