Операции с данными в реляционной модели

Операции обработки данных включают операции над строками (кортежами) таблиц (отношений) и операции над отношениями, осуществляющие обработку данных нескольких отношений.

Операциями, выполняемыми на уровне строк отношений, являются включение, удаление, обновление. При включении в таблицу добавляется новая строка (кортеж). Для выполнения этой операции требуется задать имя таблицы и указать значения атрибутов новой строки (значения ключа задается обязательно). При удалении из таблицы удаляется строка. Для выполнения этой операции требуется задать имя таблицы и указать значение первичного ключа удаляемой строки. Для удаления группы строк надо задать значение вторичного ключа. При обновлении осуществляется изменение значений атрибутов в строках. Для обновления требуется задать имя таблицы, значение первичного ключа для идентификации обновляемой строки, а также указать имена атрибутов и их новые значения.

Операции над отношениями. Операторы реляционного языка обрабатывают таблицу-отношение как единый объект. При этом результатом обработки всегда является новая таблица-отношение, которая также может быть обработана. Основными операциями над отношениями реляционной модели данных являются традиционные операции над множествами: объединение, пересечение, разность (вычитание), декартово произведение, а также специальные операции: выбор, проекция, соединение и деление множеств. Совокупность этих операций образует полную алгебру отношений. Рассмотрим основные операторы языка реляционной алгебры.

Объединение – операция выполняется над двумя совместными отношениями R₁, R₂ (с идентичной структурой – d₁, d₂, …,d_n). В результате операции объединения строится новое отношение R = R₁ U R₂. Отношение R имеет тот же состав атрибутов и совокупность кортежей исходных отношений. Причем, в эту совокупность не включаются дубликаты.

Пример. Ниже приведены исходные отношения: R₁ «Клиенты банка А» (табл. 3.5) и R₂ «Клиенты банка В» (табл. 3.6) и результаты объединения – R (табл. 3.7).

Таблица 3.5

                                   R ₁ «Клиенты банка А»

	Город	Фамилия
К11 К12 К13	Москва Санкт-Петербург Воронеж	Петров Смирнов Соколов

Таблица 3.6

                        R ₂ «Клиенты банка В»

	Город	Фамилия
К21 К22 К23	Н. Новгород Москва Тверь	Голова Петров Симакова

Таблица 3.7

                  R «Клиенты»

	Город	Фамилия
К11 К12 К13 К21 К23	Москва Санкт-Петербург Воронеж Н. Новгород Тверь	Петров Смирнов Соколов Голова Симакова

В новое отношение вошел кортеж К22, так как он дублирует кортеж К11.

Пересечение – операция выполняется над двумя совместными отношениями R₁, R₂. Результирующее отношение RP = R₁ З R₂ содержит одинаковые кортежи, которые есть в каждом из двух исходных. Результат пересечения имеет тот же состав атрибутов, как и в исходных.

Пересечение двух отношений R₁ «Клиенты банка А» и R₂ «Клиенты банка В» дает отношение R «Клиент» (табл. 3.8).

Таблица 3.8

                      Пересечение отношений

R - клиент	Город	Фамилия
	Москва	Петров	К11 (К22)

Вычитание – операция выполняется над двумя совместными отношениями R₁, R₂ с идентичным набором атрибутов. В результате операции вычитания строится новое отношение RV = R₁ – R₂ с идентичным набором атрибутов, содержащее только те кортежи первого отношения R₁, которые не повторяются в другом отношении R₂. Вычитание отношения R₂ «Клиенты банка В» из отношения R₁ «Клиенты банка А», поскольку К11 = К22, дает отношение RV «Клиент только банка А»:

RV = R1 – R2 = {K11, К12, К13} – {К21, К22, К23} = {К12, К13}.

Декартово произведение выполняется над двумя отношениями R₁, R₂, имеющими в общем случае разный состав атрибутов: (d₁, d₂, …, d_n) и (p₁, p₂, …, p_n) соответственно. В результате операции декартова произведения образуется новое отношение RD = R₁ * R₂, которое включает все атрибуты исходных отношений (d₁, d₂, …, d_n, p₁, p₂, …, p_m). Результирующее отношение состоит из всевозможных сочетаний кортежей исходных отношений R₁, R₂. Число кортежей декартова произведения равно произведению количеств кортежей в исходных отношениях.

Пример. Декартово произведение двух отношений R₁ «Студент» (табл. 3.9) и R₂ «Предмет» (табл. 3.10) дает новое отношение RD «Экзаменационная ведомость» (табл. 3.11), которое содержит все атрибуты исходных отношений.

Таблица 3.9

                                              R 1 «Студент»

	Номер	Фамилия
К11 К12 К13	11 12 13	Кочеткова Демин Орлова

Таблица 3.10

                                             R 2 «Предмет»

	Код	Наименование
К21 К22	П1 П2	Математика Информатика

Таблица 3.11