Вопрос. Реляционная модель. ЕЕ базовые понятия (отношения, домен, кортеж, степень отношения), достоинства и недостатки.

Реляционная модель – комплекс взаимосвязанных простейших двумерных таблиц-отношений. Таблицы-отношения должны обладать следующими свойствами: *каждый столбец таблицы – это элемент данных и его значения должны быть не расчленяемыми на несколько значений; *все столбцы однородные; *в таблице нет двух одинаковых строк; *столбцы и строки могут просматриваться в любом порядке, безотносительно к их информационному содержанию и смыслу; *число строк не ограничено. Отношение описывает некоторый объект материального мира посредством атрибутов R(A1, A2,..,An), называемого схемой отношения. В теории реляционных моделей данных используется терминология алгебры отношений. Согласно ей столбцы отношения называются доменами, а строки – кортежами. При работе с реляционными таблицами используют также альтернативные им понятия – поле и записи. В отношении записи должны иметь уникальный идентификатор – ключ. Ключ – один или несколько полей, однозначно определяющих записи. Ключ служит для быстрого поиска нужной информации.

14 вопрос. Первичный и внешний ключи, их отличия.

Выд-ют 3 группы целостности: 1. целосность сущ-тей (ни один атрибут входящий в ПК не может иметь неопред знач.)2. цел-ть ссылок 3. Цел, определенная пользователем

Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отношения, называется его ключом, или первичным ключом, или ключевым полем. То есть ключевое поле – это такое поле, значения которого в данной таблице не повторяется. Записи в таблице хранятся упорядоченными по ключу. Правила выбора первичного ключа: наименьшее количество атрибутов; наименьшее по длине; несимвольный. Ключ может быть простым, состоящим из одного поля, и сложным, состоящим из нескольких полей. Сложный ключ выбирается в тех случаях, когда ни одно поле таблицы однозначно не определяет запись. Кроме первичного ключа в таблице могут быть вторичные ключи, называемые еще внешними ключами, или индексами. Индекс – это поле или совокупность полей, чьи значения имеются в нескольких таблицах и которое является первичным ключом в одной из них. Значения индекса могут повторяться в некоторой таблице. Индекс обеспечивает логическую последовательность записей в таблице, а также прямой доступ к записи. Для каждого внешнего ключа необходимо решить 3 проблемы: - возможность принятия неопределенного значения (Null); - что должно происходить при удалении кортежа главной таблицы, на которую ссылаются внешние ключи. Существует 3 возможности: - каскадирование; - ограничение на обновление или удаление; - установка в Null-значение.

По первичному ключу всегда отыскивается только одна строка, а по вторичному – может отыскиваться группа строк с одинаковыми значениями первичного ключа. Ключи нужны для однозначной идентификации и упорядочения записей таблицы, а индексы для упорядочения и ускорения поиска. Индексы можно создавать и удалять, оставляя неизменным содержание записей реляционной таблицы. Количество индексов, имена индексов, соответствие индексов полям таблицы определяется при создании схемы таблицы. С помощью индексов и ключей устанавливаются связи между таблицами. Связь устанавливается путем присвоения значений внешнего ключа одной таблицы значениям первичного ключа другой. Группа связанных таблиц называется схемой данных. Информация о таблицах, их полях, ключах и т.п. называется метаданными. Связь один к одному (1:1): A(U/U)B означает, что каждому элементу объекта А может соответствовать только один элемент объекта В и наоборот, например: универ – ректор, студ. – зачетка. Связь один ко многим (1:N): А(N/U)B означает, что могут существовать экземпляры объекта А, которым соответствует более одного экземпляра объекта В. Но при этом каждому экземпляру объекта В может соответствовать только один экземпляр объекта А, например: Университет - Факультеты; Группа - Студенты. Связь многие к одному (N:1): A(U/N)B означает, что каждому экземпляру объекта А может соответствовать только один экземпляр объекта В, но среди экземпляров объекта В могут быть такие, которым соответствует несколько экземпляров объекта А, например: Университет - Факультеты; Покупатели - Продавец. Очевидно, что если 1:N – тип связи между А и В, то N:1 – тип связи между В и А. Связь многие ко многим (N:M), или групповое: A(N/M)B означает, что может существовать экземпляр объекта А, которому соответствует несколько экземпляров объекта В и наоборот. Например: Преподаватели - Предметы; Покупатели - Продавцы.

15 вопрос. Реляционная целостность: целостность отношений, ссылочная целостность.

В реляционной модели данных должны выполняться условия целостности данных. Это условие «целостности таблиц», «ссылочной целостности».

Условие «целостности таблиц» накладывает ограничения на значения первичного ключа, они должны быть уникальными. Кроме того, они должны быть непустыми. Отсюда следует, что не каждое поле может быть выбрано в качестве первичного ключа.

Условие «ссылочной целостности» предполагает, что каждое значение внешнего ключа должно совпадать с одним из значений первичного ключа.

16 вопрос. Отношения между таблицами устанавливают связь между данными находящимися в разных таблицах базы данных.

Отношения между таблицами определяются отношением между группами объектов соответствующего типа. Например, один автор может написать несколько книг и издать их в разных издательствах. Или издательство может опубликовать несколько книг разных авторов.Таким образом, между авторами и названиями книг существует отношение один-ко-многим, а между издательствами и авторами существует отношение много-ко-многим.

Что такое связи между таблицами

В реляционной базе данных связи позволяют избежать избыточности данных. Например, в ходе создания базы данных, содержащей сведения о книгах, может появиться таблица под названием "Книги", в которой будут храниться параметры каждой книги, такие как ее название, дата публикации и издатель. Кроме того, есть и дополнительные сведения об издателе, которые может потребоваться сохранить, такие как его телефонный номер, адрес и почтовый индекс. Если хранить их в таблице с книгами, то телефонный номер издателя будет повторяться для каждой опубликованной им книги.

Более правильным вариантом является вынесение сведений об издателях в отдельную таблицу "Издатели". При этом таблица "Книги" будет содержать ссылки на записи таблицы "Издатели".

Чтобы сохранить синхронизацию, следует обеспечить целостность данных между таблицами "Книги" и "Издатели". Связи с обеспечением целостности данных позволяют следить за тем, чтобы данные в одной таблице соответствовали данным в другой. Например, каждая книга в таблице "Книги" связана с определенным издателем в таблице "Издатели". Добавить в таблицу книгу для издателя, отсутствующего в базе данных, невозможно.

Виды связей между таблицами

Связь осуществляется путем сопоставления данных в ключевых столбцах; обычно это столбцы, имеющие в обеих таблицах одинаковые названия. В большинстве случаев сопоставляются первичный ключ одной таблицы, содержащий для каждой из строк уникальный идентификатор, и внешний ключ другой таблицы. Например, с каждым из изданий, находящихся в продаже, можно связать объемы его продаж путем создания столбца "ИД_издания" в таблице "Книги" (первичный ключ) и столбца "ИД_издания" в таблице "Продажи" (внешний ключ).

Существует три вида связей между таблицами. Вид создаваемой связи зависит от того, как заданы связанные столбцы.
Связи "один ко многим"
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. Например, между таблицами "Издатели" и "Книги" установлена связь "один ко многим": каждый из издателей может опубликовать множество книг, однако каждая книга публикуется лишь одним издателем.

Связь "один ко многим" создается в том случае, когда только на один из связываемых столбцов наложено ограничение уникальности или он является первичным ключом.

В Microsoft Access сторона связи "один ко многим", которой соответствует первичный ключ, обозначается символом ключа. Сторона связи, которой соответствует внешний ключ, обозначается символом бесконечности.

Связи "многие ко многим"

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.

Связи "один к одному"

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.

Этот вид связи используется редко, поскольку в такой ситуации связываемые данные обычно можно хранить в одной таблице. Использовать связь вида "один к одному" можно в указанных ниже случаях.
• Чтобы разделить таблицу, содержащую слишком много столбцов.
• Чтобы изолировать часть таблицы по соображениям безопасности.
• Для хранения данных кратковременного использования, удалить которые проще всего путем очистки таблицы.
• Для хранения данных, имеющих отношение только к подмножеству основной таблицы.
В Microsoft Access сторона связи "один к одному", которой соответствует первичный ключ, обозначается символом ключа. Сторона связи, которой соответствует внешний ключ, также обозначается символом ключа.

Создание связей между таблицами

При установлении связи между таблицами связанные поля не обязательно должны иметь одинаковые названия. При этом у них должен быть один и тот же тип данных, если только поле, являющееся первичным ключом, не относится к типу "Счетчик". Поле типа "Счетчик" можно связать с полем типа "Числовой" только в том случае, если для свойства FieldSize (размер поля) каждого из них задано одно и то же значение

Создание связей "один ко многим" или "один к одному"

Чтобы создать связь вида "один ко многим" или "один к одному", воспользуйтесь приведенной ниже последовательностью действий:

1. Закройте все открытые таблицы. Создавать или изменять связи между открытыми таблицами нельзя.

2. В Access версий 2002 или 2003 выполните указанные ниже действия.

a. Нажмите клавишу F11, чтобы перейти в окно базы данных.
b. В меню Сервис выберите команду Связи.

В Access 2007 нажмите кнопку Связи в группе Показать или скрыть вкладки Инструменты для баз данных.

3. Если в базе данных отсутствуют связи, то автоматически появится диалоговое окно Добавление таблицы. Если окно Добавление таблицы не появилось, но при этом нужно добавить таблицы в список связываемых, выберите команду Добавить таблицу в меню Связи.

4. Дважды щелкните названия таблиц, которые необходимо связать, после чего закройте диалоговое окно Добавление таблицы. Чтобы связать таблицу с самой собой, добавьте ее два раза.

5. Перетащите связываемое поле из одной таблицы на связываемое поле в другой. Чтобы перетащить несколько полей, нажмите клавишу CTRL, щелкните каждое поле, а затем перетащите их.

В большинстве случаев понадобится перетащить поле первичного ключа (выделенное полужирным текстом) из одной таблицы на аналогичное поле (часто с тем же самым названием), называемое внешним ключом, другой таблицы.

6. Появится окно Изменение связей. Убедитесь, что в каждом из столбцов отображаются названия нужных полей. Если нужно, их можно изменить.

При необходимости задайте параметры связи. Если требуются сведения о конкретном элементе окна Изменение связей, нажмите кнопку со знаком вопроса, а затем щелкните соответствующий элемент. Эти параметры будут подробно описаны ниже.

7. Чтобы установить связь, нажмите кнопку Создать.

8. Повторите действия с 5 по 8 для каждой пары связываемых таблиц.

При закрытии диалогового окна Изменение связей Microsoft Access спросит, нужно ли сохранить макет. Вне зависимости от ответа на этот вопрос создаваемые связи сохраняются в базе данных.

Примечание. Создавать связи можно не только в таблицах, но и в запросах. При этом, однако, не обеспечивается целостность данных.

17 вопрос. Операции реляционной алгебры: объединение, пересечение, декартово произведение, разность, проекция, выборка, соединение, деление.

В процессе обработки реляционных таблиц СУБД выполняет операции реляционной алгебры: объединение, пересечение, декартово произведение, разность, проекция, выборка, соединение, деление.

Объединением двух отношений R₁ и R₂ называется отношение R, содержащее множество кортежей, принадлежащих либо R₁, либо R₂, либо обоим отношениям одновременно.

Пересечением отношений R₁ и R₂ называется отношение R, которое содержит множество кортежей, принадлежащих одновременно и R₁ и R_2.

Отношение определяется, как подмножество R декартова произведения D₁xD₂x…xD_n. Декартово произведение – это набор всевозможных сочетаний из n значений, где каждое значение берется из своего домена.

Разностью отношений R₁ и R₂ называется отношение R, содержащее множество кортежей, принадлежащих R₁ и не принадлежащих R₂.

Проекция – это выбор атрибутов в отношении. Для операции выборки задается условие выборки кортежей булевым выражением α(r), составленным из термов сравнения с помощью логических операций «И», «ИЛИ», «НЕ». Терм сравнения – выражение типа сравнения (в нем могут использоваться операции =,<, >,≤, ≤, ≠).

Операция соединения отношений R₁ и R₂ выполняется путем сцепления кортежей отношения R₁ с кортежами R₂ при условии совпадения значения атрибута А1 отношения R₁ со значением атрибута А2 отношения R₂ (А1, А2 – атрибуты, задаваемые для сцепления). При этом в результирующее отношение R одинаковые атрибуты включаются только один раз.

Операция деление выполняется над двумя отношениями R₁ и R₂, имеющими атрибуты, определенные на одном домене. Пусть k₁ – степень отношения R₁, а k₂ – отношения R₂ и k₁>k₂. Тогда результат операции деления R₁÷R₂ есть отношение R степени k₁-k₂, любой кортеж которого вместе с любым кортежем R₂ образует кортеж, имеющийся в R₁.

18 вопрос. Постреляционная модель, ее достоинства и недостатки.

Постреляционная модель данных в общем случае представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости значений полей, т.е. допускаются многозначные поля, значения которых состоят из подзначений.

Достоинствами являются: возможность представления связанных реляционных таблиц одной постреляционной таблицей (повышает эффективность обработки данных), отсутствие ограничений на длину полей и их количество в записях таблицы.

Недостатком является сложность в обеспечении целостности данных.

19 вопрос. Объектно – ориентированная модель данных. Ее базовые понятия (объекты, классы, методы, наследование, инкапсулирование, расширяемость, полифоризм), достоинства и недостатки.

Объектно-ориентированная модель представляет собой структуру, которую можно изобразить графически в виде дерева,, узлами которого являются объекты. Каждый объект характеризуется уникальным идентификатором, состоянием, поведением. Поведение объекта описывают методы, называемые процедурами, т.е. составной частью описания объекта являются процедуры, способные производить действия над атрибутами объекта.

Объекты могут соединяться в классы. Экземпляры одного класса отличаются лишь значениями своих свойств, но не своими методами.

Суть наследования состоит в том, что на основании существующего класса можно образовать новый класс объектов, который будет наследовать свойства родительского класса.

Доступ к данным осуществляется только в соответствии с правилами поведения объекта, описываемыми методами (инкапсуляция).

Полифоризм – способность объектов по-разному реагировать на одно и то же событие в окружающем мире. Полифоризм используется для унификации обработки разнородных объектов.

Основным достоинством объектно – ориентированной модели является способность отображать информацию о сложных объектах с исчерпывающим описанием взаимосвязей между ними и их динамического поведения. Недостатком является сложность понятийного аппарата, что затрудняет ее применение и отрицательно сказывается на накоплении опыта создания и эксплуатации объектно-ориентированных баз данных.

Объектно-ориентир.и объектно-реляцион.модели использ.для преодоления ограничен.возможностей реляцмон.модели по хранениюи обработке сложных объектов.(документ,звук,видео,графич.изображ.)Они поддерж.обработку объектов,описываемых не только традиц.типами данных-числовым,символьным,типа даты,но и др. Объектно-ориентир.модель -это структура,кот.м.изобразить графически в виде дерева,узлами кот.явл.объекты. К.объект х-ется уникальным идентификатором,состоянием и поведением. Сост.объекта опред.множеством знач.его атрибутов.Поведение объекта описывают методы,кот.назыв .процедурами,т.е.составной частью описания объекта явл.процедуры,спос.производить действия над атрибутами объекта в случае наступл.тех или иных событий.Объекты м объедин.в классы. Для выполн.действий над объектами примен.объектно-ориентир.механизмы-наследование,инкапсуляция,полиморфизм. Наследование:на основ.сущ.класса м.образов.новый класс объектов,кот.б.наследовать св-ва родительского класса. Инкапсуляция -доступ к данным осущ.только в соотв.с правилами поведения объекта.Полиморфизм-способность объектов по-разному реагировать на одно и тоже событие в окр.мире.(использ.для унификации обработки разнородн.объектов).Достоинство объектно-ориентир.модели-способность отражать информ.о сложных объектах с исчерпывающим описанием взаимосвязей между ними и их динамич.поведения.Эта модель исп.для сложных предметных областей,при моделир.кот.не хватает функциональности реляционной модели.Недостаток-сложность понятийного аппарата.Объектно-реляц.модель данных явл.гибридной моделью,сочетающей возможности реляционной модели с объектными св-ми данных.Особенность этой модели в том,что она основана на стратегии реляц.модели.

20 вопрос.Многомерная модель данных, ее базовые понятия (измерение, ячейка),достоинства и недостатки. Многомерная модель -это модель с многомерным логическим представлением структуры информации.,предназн.для аналитич.обработки информ. Агрегируемость данных -возможность их рассмотрения с разл.уровнем обобщения. Историчност ь-обеспеч.выс.уровень статичности данных и их взаимосвязей,привязку данных к временным точкам. Прогнозируемость данных -задание ф-ций прогнозирования и применение их к разл.интервалам времени .Измерение -это множество однотипных данных,образующих одну из граней многомерного гиперкуба. Ячейка -это поле,значение кот.однозначно определяется фиксирован.набором измерений.В многмерной модели данных использ.2 варианта организации данных-гиперкубическая и поликубическая.В гиперкубической все кубы определ.одним и тем же набором измерений.В поликубической определ.неск.гиперкубов с разл.размерностью и разл.измерениями в качестве граней.Для того,чтобы извлечь данные из базы такой примен.след.:1) Срез -данные,получен.в результ.фиксации одного или неск.измерений.2) Вращение -примен.при двухмерном представл.данных.Она измен.порядок при визуальном представл.данных.3) Агрегация и детализация -переход к более или менее детальному представл.информации из гиперкуба.Достоинства:удобство и эффективность аналитич.обработки больших объёмов данных,связан.с временными интервалами.Недостаток:громоздкость для простейших задач оперативной обработки информации.

Дата добавления: 2015-09-04