Раскройте понятие «реляционная алгебра», основные операции реляционной алгебры.

Теоретические вопросы

Охарактеризуйте понятие базы данных (БД). Общие функции всех СУБД.

База данных – именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Характерной
чертой баз данных является постоянство: данные постоянно накапливаются и используются; состав и структура данных, необходимых для решения тех или иных прикладных задач, обычно
постоянны и стабильны во времени; отдельные или даже все элементы данных могут меняться — но и это есть проявление постоянства — постоянная актуальность.

Функции всех СУБД:

· Администрирование базы данных – управление информационными ресурсами, включая планирование базы данных, разработку и внедрение стандартов, определение ограничений и процедур, а также концептуальное и логическое проектирование баз данных.

· Непосредственное управление данными во внешней памяти – предоставляет пользователю возможность выполнения основных операций с данными – хранение, извлечение и обновление информации.

· Управление буферами оперативной памяти – является единственным способом реального увеличения скорости устройства внешней памяти.

· Управление транзакциями. Транзакция – это последовательность операций над БД, которые рассматриваются СУБД как единое целое и позволяют добавлять, удалять или обновлять сведения о некотором объекте в базе.

· Журнализация – является наиболее распространенным методом поддержания надежности хранения. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя.

· Поддержка языков БД – Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время СУБД является язык SQL. Он имеет сразу два компонента: язык определения данных и язык управления данными. Кроме того, одним из языков управления данными является язык QBE – язык запросов по образцу.

Классифицируйте СУБД.

Классификация СУБД: Полнофункциональные СУБД; Серверы БД; Клиенты БД; Средства разработки программ работы с БД.

Охарактеризуйте понятие модели данных. Классификация моделей представления данных.

Модель данных —логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных.

Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу.

Модели представления данных:

· Иерархическая модель представления данных.

· Сетевая модель представления данных.

· Реляционная модель данных.

Назовите основные понятия реляционных баз данных. Домен. Схема отношения, схема баз данных. Кортеж, отношение.

Домен представляет собой множество всех возможных значений определенного атрибута отношения.

Схема отношения {заголовок отношения) представляет собой список

имен атрибутов.

Схема базы данных включает в себя описания содержания, структуры и ограничений целостности, используемые для создания и поддержки базы данных.

Кортеж – строка таблицы.

Отношение является важнейшим понятием и представляет собой двумерную таблицу, содержащую некоторые данные.

Опишите первичный и внешний ключи. Индексирование.

Первичным ключом {ключом отношения, ключевым атрибутом) на-

зывается атрибут отношения, однозначно идентифицирующий каждый изего

кортежей.

Внешний ключ представляет собой подмножество атрибутов некоторой переменной отношения R₂, значения которых должны совпадать со значениями некоторого потенциального ключа некоторой переменной отношения R₁.

Под индексомпонимают средство ускорения операции поиска записей

в таблице, а следовательно, и других операций, использующих поиск: извлечение, модификация, сортировка и т. д. Таблицу, для которой используется

индекс, называют индексированной.

Охарактеризуйте виды связей между отношениями.

Существует три вида связей между таблицами. Вид создаваемой связи зависит от того, как заданы связанные столбцы.
Связь "один ко многим" - наиболее распространенный вид связи. При такой связи каждой строке таблицы А может соответствовать множество строк таблицы Б, однако каждой строке таблицы Б может соответствовать только одна строка таблицы А.
При установлении связи "многие ко многим" каждой строке таблицы А может соответствовать множество строк таблицы Б и наоборот. Такая связь создается при помощи третьей таблицы, называемой соединительной, первичный ключ которой состоит из внешних ключей, связанных с таблицами А и Б.
При установлении связи "один к одному" каждой строке таблицы А может соответствовать только одна строка таблицы Б и наоборот. Связь "один к одному" создается в том случае, когда оба связанные столбца являются первичными ключами или на них наложены ограничения уникальности.

Раскройте понятие «реляционная алгебра», основные операции реляционной алгебры.

Реляционная алгебра - это язык операций, выполняемых над отношениями - таблицами реляционной базы данных. Операции реляционной алгебры позволяют на основе одного или нескольких отношений создавать другое отношение без изменения самих исходных отношений. Полученное другое отношение обычно не записывается в базу данных, а существует в результате выполнения SQL-запроса - массиве, создаваемом функциями для работы с базами данных в языках программирования.

Основные операции реляционной алгебры:

· объединение;

· пересечение;

· разность;

· декартово произведение.

· выборку;

· проекцию;

· естественное соединение;

· деление.

Объединением двух совместимых по типу отношений А и В называется отношение с тем же заголовком, как в отношениях А и В, и с телом, состоящим из множества строк t, принадлежащих А или В или обоим отношениям.

При выполнении операции объединения двух отношений создается отношение, включающее кортежи, входящие хотя бы в одно из отношений-операндов. Повторяющиеся кортежи удаляются по определению отношения.

Пересечением двух совместимых по типу отношений А и В называется отношение с тем же заголовком, как в отношениях А и В, и с телом, состоящим из множества строк t, принадлежащих одновременно обоим отношениям А и В.Операция пересечения двух отношений создает отношение, включающее все кортежи, входящие в оба отношения-операнда.

Разностью двух совместимых по типу отношений А и В называется отношение с тем же заголовком, как в отношениях А и В, и с телом, состоящим из множества кортежей t, принадлежащих отношению А и не принадлежащих отношению В.Отношение, являющееся разностью двух отношений включает все кортежи, входящие в первое отношение, такие, что ни один из них не входит во второе отношение.

Декартово произведение двух отношений А и В, где А и В не имеют общих имен атрибутов, определяется как отношение с заголовком, представляющим собой сцепление двух заголовков исходных отношений А и В, и телом, состоящим из множества кортежей t таких что первым является любой кортеж отношения А,а вторым – любой кортеж, принадлежащий отношению В. Кардинальное число результирующего отношения равно произведению кардинальных чисел исходных отношений, а степень равняется сумме степеней.

Операция выборка (или операция ограничение отношения) - создает новое отношение, содержащее только те строки отношения – операнда, которые удовлетворяют некоторому условию ограничения.