ساختار پایگاه داده رابطه ای
ساختار پایگاه داده رابطه ای
در پایگاه داده، جبر رابطه ای مبنای تئوریک مدل رابطه ای است و مدل رابطه ای متشکل از جداولی است که دارای داده های مختلفی می باشند. در واقع به مجموعه ای از قوانین و عملگرها که امکان عملیات پردازش داده های موجود در جداول را فراهم میکنند، جبر رابطه ای گفته میشود. مدل رابطه ای میتواند هم با جبر رابطه ای و هم با حساب رابطه ای پیاده سازی شود. این در حالیست که جبر رابطه ای بسیار پر کاربرد تر از حساب رابطه ای است ولی در حقیقت این دو معادل یکدیگرند. فقط اینکه جبر رابطه ای از نوع دستوری است ولی حساب رابطه ای از نوع توصیفی میباشد. در جبر رابطه ای نوع داده فقط رابطه است یعنی تمام ورودی ها و خروجی ها از نوع رابطه هستند.
جبر رابطه ای از نوع رویه ای است ولی حساب رابطه ای از نوع نارویه ای است. یعنی به زبان طبیعی نزدیک تر است. عملگرها در جبر رابطه ای به چهار دسته تقسیم میشوند:
► عملگرهای ساده مثل عملگر گزینش و عملگر پرتو
► عملگرهای مجموعه ای مانند عملگرهای اجتماع، اشتراک و تفاضل
► عملگرهای پیوند مانند عملگرهای ضرب دکارتی و انواع مختلف عملگر پیوند
► عملگرهای جانبی دیگر همانند عملگر نامگذاری یا عملگر تقسیم یا عملگر جایگزینی
خروجی هر عمل رابطه ای یا حساب رابطه ای یک رابطه یا جدول است. در مدل رابطه ای هر جدول از تعدادی ستون تشکیل شده است. به عناوین هر یک از ستونها یک ویژگی از رابطه گویند. برای هر ویژگی مجموعه ای از مقادیر مجاز وجود دارد که به این مجموعه مقادیر دامنه آن ویژگی گفته میشود. دامنه هر ویژگی را با Di نمایش میدهند که i برابر شماره ستون جدول است. در حالت کلی هر جدول با n ویژگی، زیر مجموعه ای از مجموعه D1 * D2* …Dn میباشد. دامنه تمام ویژگی های یک رابطه باید تجزیه ناپذیر باشند یعنی اجزای دامنه نباید قابل تبدیل به بخش های کوچکتر باشند.
مفاهیم کلید در مدل رابطه ای
مفاهیم کلید اعم از ابر کلید، کلید اصلی، کلید کاندید و کلید خارجی در نمودار ER ، دقیقا در مدل رابطه ای نیز کاربرد دارند. اگر R بعنوان یک رابطه یا جدول در نظر گرفته شود، زیرمجموعه K از R را یک ابر کلید گوییم هر گاه در هر رابطه ای از R هیچ دو چندگانه ای وجود نداشته باشند که مقدار آنها در همه ویژگی های موجود در K مساوی و یکسان باشد.
همچنین بر اساس نمودار ER کلیدهای اصلی در رابطه های شمای پایگاه داده مشخص میشود. روابط نیز در مورد کلیدهای کاندید مدل رابطه ای صادق است. (فرض کنید A و B دو رابطه دلخواه باشند) آنگاه خواهیم داشت:
► در عملگر انتخاب هر محدودیت از رابطه A تمام کلیدهای کاندید رابطه A را به ارث میبرد.
► در عملگر تصویر اگر تصویر دلخواه بر روی رابطه A شامل هر کلید کاندید همانند K باشد، در اینصورت K یک کلید کاندید برای تصویر خواهد بود و در غیر اینصورت تنها کلید کاندید ترکیب تمام صفات تصویر میباشد.
► در عملگر ضرب کلید کاندید رابطه A*B ترکیبی از یک کلید کاندید از رابطه A و یک کلید کاندید از رابطه B میباشد.
► در عملگر اجتماع کلید کاندید برای رابطه A U B ترکیب تمامی صفات است.
► در عملگر اشتراک هر کلید کاندید از رابطه A یا رابطه B یک کلید کاندید برای رابطه اشتراک A و B است.
► در عملگر تفاضل هر کلید کاندید از رابطه A یک کلید کاندید برای رابطه A-B است.
► در عملگر الحاق هر گاه که صفت الحاقی موجود در رابطه A یک کلید کاندید برای رابطه A باشد، آنگاه هر کلید کاندید از رابطه B یک کلید کاندید برای عملگر الحاق میباشد.
► در عملگر بسط کلیدهای کاندید مربوط به یک بسط دلخواه از رابطه A همان کلیدهای کاندید رابطه A میباشد.
► در عملگر گروهبندی برای یک گروه بندی دلخواه از رابطه A فقط کلید کاندید برای ویژگی های مشخص شده در عبارت BY می باشد.
جبر رابطه ای
جبر رابطه ای یک زبان پرس وجوی رویه ای است و شامل تعدادی عملگر اصلی و جانبی است که بر روی یک یا دو رابطه بعنوان روابط ورودی، پردازشی را انجام داده و رابط جدیدی را بعنوان خروجی تحویل میدهد. عملگرهای جبر رابطه ای از نوع دیگری نیز قابل دسته بندی هستند. این دسته بندی که براساس تعداد روابط ورودی ایجاد میشود عبارتنداز:
► عملگرهای یکتا که بر روی یک رابطه ورودی عمل مینماید مانند عملگرهای انتخاب، تصویر و تغییر نام.
► عملگرهای دودویی که بر روی رابطه ورودی عمل مینمایند همانند عملگرهای تفاضل، ضرب و اجتماع.
ممکن است در جبر رابطه ای، جواب پرس وجویی برابر False گردد. این اتفاق زمانی رخ خواهد داد که مقدار حاصل از رابطه ای خالی باشد، و هیچ سطری برای ایجاد رابطه های خروجی یافت نشود. بر این اساس یکی از مقایسه های رابطه ای که اغلب در ابتدای هر پرس وجو مورد استفاده قرار میگیرد استفاده از میانبر IS EMPTY است. یعنی اگر رابطه ای خالی است از انجام عمل پرس وجو صرف نظر شود.
درجبر رابطه ای برای یک پرس وجو ممکن است چندین راه حل با عملگرهای متفاوت وجود داشته باشد ولی این روش ها از نظر فضای مصرفی و زمان معادل نیستند پس بهتر است که عمل پرس وجو را بصورت بهینه انجام دهیم تا زمان پاسخ گویی به حداقل مقدار خود برسد.
.gif)
