Databáze I

Note	Relační model dat, relační schéma, klíče relačních schémat, relační algebra (projekce, selekce, agregace, přejmenování), spojování relací. PB154

Relační model dat

Model dat je sada nástrojů (se svou syntaxí a sémantikou) pro popis dat, vztahů a podmínek, které jsou na data kladeny. Hlavním nástrojem relačního modelu dat je relace. Mezi další modely patří entity-relationship (ERD) a objektový (class diagram).

Atribut: Definován jménem a doménou (,,sloupec tabulky'').
Doména: Množina povolených hodnot atributu.
NULL: Speciální prázdná hodnota atributu.
Relační schéma: Neprázdná uspořádaná n-tice atributů (,,záhlaví tabulky'').
Relace: Podmnožina kartézského součinu domén atributů z relačního schématu (,,tabulka'').
Uspořádaná n-tice: Prvek relace (,,řádek v tabulce'').
Databáze: Soubor relací.

Klíče

Superklíč: Libovolná podmnožina atributů, které unikátně identifikují každou entitu.
Kandidátní klíč: Neredundantní superklíč. Každá část klíče je nezbytná pro unikátní identifikaci.
Primární klíč: Zvolený kandidátní klíč.
Cizí klíč: Atribut, který nabývá hodnoty primárního klíče jiné relace (nebo může být NULL).

Relační algebra

Selekce $σ_{podm \overset{ı}{ˊ} nka} (relace)$: Vybere n-tice (řádky), pro které je splněna podmínka.
Projekce $π_{A_{1}, A_{2}, ..., A_{n}} (relace)$: Vybere sloupce odpovídající atributům $A_{1}, A_{2}, ..., A_{n}$ z relace. Vrací množinu (bez duplicit).
Přejmenování $ρ_{x} (relace)$ nebo $ρ_{x (A_{1}, A_{2})} (relace)$: Umožňuje přistupovat k jedné relaci pod více jmény a přejmenování atributů.

Lze použít k vytvoření konstantní relace: $ρ_{predmety(uco, kod)} {(123, PB156), (456, VB001)}$ .
Agregace $_{G_{1}, G_{2}, ..., G_{m}} g_{f_{1} (A_{1}), f_{2} (A_{2}), ..., f_{n} (A_{n})} (relace)$: Aplikuje agregační funkce $f_{1}, f_{2}, ... f_{n}$ na atributy $A_{1}, A_{2}, ... A_{n}$ a seskupí je podle atributů $G_{1}, G_{2}, ..., G_{m}$ . Agregační funkce jsou nejčastěji: Sum, Count, Average, Maximum, Minimum.

Spojování relací

Sjednocení $x \cup y$

Výsledek obsahuje řádky, které se nachází v $x$ , nebo v $y$ .

Relační schéma se přebírá z první relace — $x$ .
Relace musí mít stejný počet atributů a stejné domény příslušných atributů.

Rozdíl $x ∖ y$

Výsledek obsahuje řádky, které se nachází v $x$ , ale ne v $y$ . Relace musí mít stejný počet atributů a stejné domény příslušných atributů.

Přiřazení $x \leftarrow y$

Dá se použít k

přidání řádku $E$ : $r \to r \cup E$ ,
smazání řádku $E$ : $r \to r ∖ E$ ,
aktualizace záznamů, přidání/odebrání sloupců: $r \to π_{E_{1}, E_{2}, ..., E_{n}} (r)$ .

Kartézský součin $x \times y$

Spojí každý řádek z $x$ ke každému řádku z $y$ . Nové relační schéma vznikne zřetězením schématu $x$ a $y$ . Pokud mají relační schémata neprázdný průnik, je nutné nejdříve přejmenovat kolidující atributy.

Přirozené vnitřní spojení (natural join) $x ⋈ y$

Spojí pouze řádky, které mají stejné hodnoty ve společných sloupcích $x$ a $y$ . Pokud takové sloupce neexistují, chová se jako kartézský součin.

Přirozené vnější spojení (natural outer join) $x ⟗ y$

Rozšíření přirozeného vnitřního spojení, které neztrácí informace, protože chybějící hodnoty zaplní NULL.

Pravé přirozené vnější spojení (right outer join) $x ⟖ y$

Přirozené spojení, které zachovává všechny řádky z $y$ (té vpravo), ale ztrácí neslučitelné řádky z $x$ .

Levé přirozené vnější spojení (left outer join) $x ⟕ y$

Přirozené spojení, které zachovává všechny řádky z $x$ (té vlevo), ale ztrácí neslučitelné řádky z $y$ .