Лекция 6. Реляционная алгебра

План:

1. Традиционные операции реляционной алгебры
2. Специальные операции реляционной алгебры

 

С точки зрения внешнего представления объектов реального мира модель данных — это ос­новные понятия и способы, используемые при анализе и описании предметной области.

Среди многих попыток представить обработку данных на фор­мальном абстрактном уровне реляционная модель, предложенная Э. Ф. Коддом, стала по существу первой работоспособной моделью данных, поскольку помимо средств описания объектов имела эф­фективный инструментарий преобразований этих описаний — опе­рации реляционной алгебры.

Реляционная алгебра в том виде, в котором она была определе­на Э. Ф. Коддом, состоит из двух групп по четыре оператора.

1. Традиционные операции: объединение, пересечение, разность и декартово произведение.

2. Специальные реляционные операции: выборка, проекция, со­единение, деление.

Объединение возвращает таблицу, содержащую все записи, которые принадлежат либо одной из двух заданных таблиц, либо им обоим.

Пересечение возвращает таблицу, содержащую все записи, которые принадлежат одновременно двум заданным таблицам.

Разность возвращает таблицу, содержащую все записи, ко­торые принадлежат первому из двух заданных таблиц и не при­надлежат второй.

Произведение возвращает таблицу, содержащую все возмож­ные записи, которые являются сочетанием двух записей, принад­лежащих соответственно двум заданным таблицам.

Выборка возвращает таблицу, содержащую все записи из за­данной таблицы, которые удовлетворяют указанным условиям.

Проекция возвращает таблицу, содержащую все записи заданной таблицы, которые остались в этой таблицы после исключения из неё некоторых атрибутов

Соединение возвращает таблицу, содержащую все возможные записи, которые представляют собой комбинацию атрибутов двух записей, принадлежащих двум заданным таблицам, при условии, что в этих двух комбинированных записях присутствуют одинаковые значе­ния в одном или нескольких общих для исходных таблиц атри­бутах (причем эти общие значения в результирующем записи появ­ляются один раз, а не дважды).

Деление для заданных двух унарных таблиц и одной бинар­ной возвращает таблицу, содержащую все записи из первой унарной таблицы, которые содержатся также в бинарной таблице и соответствуют всем записям во второй унарной таблице.

 

Результат выполнения любой операции над таблицами также является таблицей, поэтому результат одной операции может ис­пользоваться в качестве исходных данных для другой. Другими сло­вами, можно записывать вложенные реляционные выражения, т. е. выражения, в которых операторы сами представлены реляционны­ми выражениями, причем произвольной сложности. Эта особен­ность называется свойством реляционной замкнутости.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Сколько реляционных операций образуют реляционную алгебру?
2. Перечислите и охарактеризуйте операции реляционной алгебры. Приведите примеры.

Лекция 7. Основные этапы проектирования БД

 

План:

1. Жизненный цикл БД
2. Планирование разработки базы данных
3. Определение требований к системе
4. Сбор и анализ требований пользователей
5. Проектирование базы данных
6. Разработка приложений
7. Реализация
8. Загрузка данных
9. Тестирование
10. Эксплуатация и сопровождение

 

Жизненный цикл БД

Как и любой программный продукт, база данных обладает

собственным жизненным циклом (ЖЦБД). Главной составляющей в жизненном цикле БД является создание единой базы данных и программ,

необходимых для ее работы.

ЖЦБД включает в себя следующие основные этапы (рисунок 7):

 

Рисунок 7 - Жизненный цикл БД

 

Планирование разработки базы данных

 

Содержание данного этапа — разработка стратегического плана, в процессе которой осуществляется предварительное планирование конкретной системы управления базами данных.

Планирование разработки базы данных состоит в определении трех основных компонентов: объема работ, ресурсов и стоимости проекта.

Важной частью разработки стратегического плана является проверка

осуществимости проекта, состоящая из нескольких частей.

Первая часть — проверка технологической осуществимости. Она состоит в выяснении вопроса, существует ли оборудование и программное обеспечение, удовлетворяющее информационным потребностям фирмы.

Вторая часть — проверка операционной осуществимости — выяснение наличия экспертов и персонала, необходимых для работы БД.

Третья часть — проверка экономической целесообразности осуществления проекта. При исследовании этой проблемы весьма важно дать оценку ряду факторов, в том числе и таким:

• целесообразность совместного использования данных разными
• отделами;
• величина риска, связанного с реализацией системы базы данных;
• ожидаемая выгода от внедрения подлежащих созданию приложений;
• время окупаемости внедренной БД;
• влияние системы управления БД на реализацию долговременных
• планов организации.

 

Определение требований к системе

 

На данном этапе необходимо определить диапазон действия приложения базы данных, состав его пользователей и области применения.

Определение требований включает выбор целей БД, выяснение информационных потребностей различных отделов и руководителей фирмы и требований к оборудованию и программному обеспечению.

 

Сбор и анализ требований пользователей

 

На данном этапе необходимо создать для себя модель движения важных материальных объектов и уяснить процесс документооборота. По каждому документу необходимо установить периодичность использования, определить данные, необходимые для выполнения выделенных функций (анализируя существующую и планируемую документацию, выясняют, как получается каждый элемент данных, кем получается, где в дальнейшем используется, кем контролируется.

Собранная информация о каждой важной области применения приложения и пользовательской группе должна включать следующие компоненты: исходную и генерируемую документацию, подробные сведения о выполняемых транзакциях, а также список требований с указанием их приоритетов.

Формализация собранной на этом этапе информации может быть повышена с помощью методов составления спецификаций требований, к числу которых относятся, например, технология структурного анализа и проектирования, диаграммы потоков данных и графики "вход — процесс — выход".

 

Проектирование базы данных

 

Полный цикл разработки базы данных включает концептуальное, логическое и физическое ее проектирование.