Generalmente, los sistemas de bases de datos están equipados con un lenguaje de consulta que puede ayudar a sus usuarios a consultar instancias. Hay dos tipos de este tipo: álgebra relacional y cálculo relacional. El primero es un lenguaje de consulta procedimental que toma instancias de relación como entrada y genera relaciones de ejemplo como salida. Utiliza cálculo unario o binario para esto. El álgebra relacional se realiza recursivamente y los resultados intermedios se tratan como relaciones.
Producto cartesiano (Χ)
Combina información de dos relaciones diferentes en una.
Notación – r Χ s, donde r y s son relaciones y su salida se definirá como
r Χ s={qt | q ∈ r y t ∈ s}.
Conclusión. Establece una relación que muestra todos los libros y artículos escritos con el tutorial.
Operación de cambio de nombre (ρ).
La relación del álgebra relacional son los resultados, pero sin ningún nombre. La operación de cambio de nombre le permite cambiar el valor de salida, indicado por la letra griega minúscula ρ.
Designación – ρ x (E), donde se almacena el resultado de la expresión E con el nombrex.
Operaciones adicionales:
- establecer intersección;
- tarea;
- conexión natural.
Cálculo relacional
Este es un lenguaje de consulta no procedimental, lo que significa que le dice qué hacer pero no explica cómo implementarlo. El cálculo relacional existe en dos formas:
- cálculo de correlación de una tupla;
- filtrado de rangos de variables.
Notación - T/Estado: Devuelve todas las T tuplas que cumplen una condición. Resultado. Devuelve tuplas con un nombre. TRC se puede cuantificar. Puede utilizar cuantificadores existenciales (∃) y universales (∀). Conclusión. La consulta anterior dará el mismo resultado que la anterior.
Cálculo relacional de dominio DRC
La variable de filtro usa el dominio de atributo en lugar de valores enteros de tupla (como se hace en el TRC mencionado anteriormente).
Notación
: {a 1, a 2, a 3, …, a | P (un 1, un 2, un 3, …, un)}, donde a1, a2 son atributos y P denota fórmulas construidas con valores internos.
Conclusión. Establece el artículo, la página y el tema de la relación TutorialsPoint, donde el asunto es la base de datos.
Al igual que TRC, DRC también se puede escribir utilizando cuantificadores existenciales y universales. DRC también incluye operadores de álgebra relacional. La fuerza de la expresión de cálculo, cálculo y correlación de relaciones entre puntos es equivalente.
Variaciones y esquemas de cálculo relacional y álgebra
El modelo ER, cuando se conceptualiza en diagramas, proporciona una buena visión general de las relaciones esenciales que son más fáciles de entender. Las representaciones esquemáticas se pueden asignar a un esquema relacional, es decir, se pueden crear juntas entre sí. No es posible importar todas las restricciones de ER en un modelo relacional, pero se puede generar una estructura aproximada. Hay varios procesos y algoritmos disponibles para convertir gráficos a este sistema. Algunos de ellos están automatizados, mientras que otros se crean manualmente. Los gráficos ER constan principalmente de los siguientes criterios:
- entidad y sus atributos;
- enlace, que es una asociación entre los valores anteriores.
La comparación de objetos y relaciones ocurre de diferentes maneras y esquemas. Por ejemplo, una entidad es un objeto del mundo real con algunos atributos. El proceso de emparejamiento, el algoritmo es el siguiente:
- crear una tabla para cada objeto;
- los atributos deben convertirse en campos de tabla con los tipos de datos correspondientes;
- declarar una clave principal.
Una relación es una asociación entre entidades. El proceso de compilación es el siguiente:
- crear una tabla para las relaciones;
- añadir claves primarias de todas las entidades participantes como campos de tabla con tipos de datos apropiados;
- si la relación tiene algún atributo, establezca cada atributo como campo de tabla;
- combinar la clave principal que compone todoel resto para objetos participantes;
- especifique todas las restricciones de clave externa.
La visualización de conjuntos débiles y objetos jerárquicos se produce de acuerdo con un determinado sistema. En primer lugar, es necesario comprender los fundamentos esenciales y las definiciones de estos valores. Un conjunto de características débiles es aquel que no tiene ninguna clave principal asociada. El proceso de visualización es el siguiente:
- crear una tabla para un conjunto débil de objetos;
- agregue todos los atributos al esquema como un campo;
- especifique la clave principal para la identificación;
- establecer todas las restricciones de clave externa.
La visualización de objetos jerárquicos basada en la especialización o generalización del lenguaje del álgebra relacional ocurre en forma de entidades secuenciales. El algoritmo es el siguiente:
- crear tablas para todos los objetos de nivel superior e inferior;
- añadir claves principales;
- a un nivel bajo implementa todos los demás atributos de los objetos de nivel inferior;
- declarar las claves primarias de la tabla;
- establecer restricciones de clave externa.
Opciones existentes para describir, almacenar y cambiar información
SQL es un lenguaje de programación para bases de datos relacionales. Se desarrolla sobre álgebra y cálculo de correlación de tuplas. SQL viene como un paquete con todas las principales distribuciones de DBMS. Contiene tanto datos como lenguajes para manipularlos. Mediante el uso de propiedades de definición de datos SQL de álgebra relacional, puede diseñar y modificar el esquema de la base de datos,mientras que las propiedades de administración y ajuste, así como los cambios de datos, permiten almacenar y recuperar la información instalada en el sistema. Utiliza el siguiente conjunto de comandos para definir la estructura y el sistema:
- crea nuevas bases de datos, tablas y vistas desde un DBMS.
- lanza comandos.
- cambia el esquema de la base de datos.
- este comando agrega un atributo a un objeto de cadena.
SQL está equipado con un lenguaje de manipulación de datos (DML). Modifica la instancia de la base de datos insertando, actualizando y eliminando información. DML es responsable de cambiar todos los datos. SQL contiene el siguiente conjunto de comandos en la sección DML:
- SELECT es uno de los comandos básicos de consulta. Es análoga a la operación de proyección del álgebra relacional. Selecciona atributos en función de la condición descrita en la cláusula WHERE.
- FROM - Esta sección toma un nombre como argumento a partir del cual se seleccionarán/proyectarán los atributos. En caso de que se dé más de un nombre, este ítem corresponde al producto cartesiano.
- DÓNDE: esta sección especifica el predicado o las condiciones que deben cumplirse para calificar el atributo proyectado.
También hay comandos:
- insertar;
- cambiando valores;
- borrar.
Creación de consultas de álgebra relacional
Al construir una búsqueda, la tarea es encontrar una estructura de operaciones que conduzca al resultado correcto. Las operaciones básicas del álgebra relacional son simplesoperaciones con una o dos relaciones como operandos. Los efectos combinados de la secuencia determinan el resultado final. Dado que el sistema de álgebra relacional en las bases de datos es bastante simple, se pueden obtener muchos resultados intermedios antes de llegar a la salida final, también se utilizan como operandos que producen nuevos datos recibidos.
Para la mayoría de los operadores, el orden de las consultas y su ejecución no importa, lo que significa que se puede lograr el mismo resultado dando forma y combinando datos intermedios de diferentes maneras. En la práctica, las búsquedas en bases de datos son bastante fáciles. El sistema para realizar operaciones y resultados intermedios está determinado por el optimizador de consultas. Al formular preguntas, requisitos, debe
primero elegir qué relaciones son necesarias para lograr una respuesta y luego especificar las operaciones y los resultados intermedios. La estructura de una consulta de álgebra relacional en una base de datos de resultados se puede representar como un diagrama. Los optimizadores de requisitos intentan organizar la ejecución de la manera más eficiente posible. En la práctica, esto suele significar que intentan minimizar los resultados intermedios lo más rápido posible. Los ejemplos comunes de álgebra relacional ayudarán con esto.
Ejemplo 1.
Necesidad de información: información sobre vehículos modelo 1996 en los que se encontraron deficiencias durante la inspección de 1999.
Primero, se muestra información sobre los autos para comprender los valores de todos los atributos de la relación. La información sobre las inspecciones se almacena en la tabla "Inspección" y, si se detectafallas, se registran en la tabla "Problema". Por lo tanto, estas tres tablas son necesarias para obtener la información requerida.
Solo los autos de 1996 son interesantes. La gama de modelos del vehículo se representa como el valor del atributo establecido en la fila de la tabla de información del vehículo. El primer resultado intermedio consta de tuplas que representan las variantes de 1996.
Así que solo se necesitan filas que cubran este período. Necesita usar una selección para extraerlos. Ahora hay autos e inspecciones que se requirieron. Luego, las cadenas se concatenan mediante la operación de concatenación. Deben estar unidas por un número de registro común, ya que es la única columna común, se utiliza una unión natural.
Para averiguar si hubo problemas durante las comprobaciones, debe asociar líneas de problemas con la comprobación. Después de conectar las filas de control a los automóviles, puede conectar este resultado a la tabla de fallas. La afiliación debe basarse en el número de registro común y la fecha verificada. Estas son las únicas columnas comunes en las tablas, por lo que se utiliza una unión natural.
Opciones de cálculo sin resultados intermedios
Ejemplo 2.
Información requerida: nombre del conductor para vehículos modelo 1995 o anteriores que no hayan sido probados para 2000. El nombre está en la tabla "Controlador". Los organismos encargados de hacer cumplir la ley se describen en la tabla "Inspección y automóviles en un automóvil cantina". Asi quePor lo tanto, estas tres tablas son necesarias. Primero, debe averiguar los autos que no fueron inspeccionados para el año 2000. No es posible resolver este problema utilizando solo las inspecciones enumeradas en la tabla, ya que contiene datos sobre aquellas inspecciones que se realizaron y no sobre las que no se implementaron. Este problema se soluciona buscando coches complementarios que estén revisados antes del año 2000. De hecho, solo se necesitan sus números de registro.
Hay otros ejemplos además de los anteriores que muestran cómo cambiar o encontrar información. Las variantes de consulta se pueden optimizar mediante operaciones especiales. De hecho, para que buscar y encontrar datos sea lo más fácil y simple posible, existe un modelo de cálculo relacional.
Dónde se asegura y protege la información
El modelo de datos relacionales del álgebra relacional se almacena en formatos de archivo que contienen registros. A nivel físico, la información real se fija en un formato electromagnético en algún dispositivo. Estos dispositivos de almacenamiento se pueden dividir en tres categorías:
- Principal. Esta categoría incluye la memoria a la que puede acceder directamente la CPU. Los registros, la memoria rápida (caché) y la memoria principal (RAM) son accesibles directamente desde la central, ya que todos se encuentran en la placa base o chipset. Este almacenamiento suele ser muy pequeño, ultrarrápido e inestable. Se requiere una fuente de alimentación constante para mantener el estado. Si falla, se pierden todos sus datos.
- Secundaria. Se utiliza para almacenar información para el futuro.uso o copia de seguridad. Incluye dispositivos de memoria que no forman parte del conjunto de chips del procesador ni de la placa base, como discos magnéticos, discos ópticos (DVD, CD, etc.), discos duros, unidades flash y cintas magnéticas.
- Terciario. Se utiliza para almacenar grandes cantidades de datos. Dado que dichos dispositivos de almacenamiento son externos al sistema informático, son los más lentos en términos de velocidad. Estos dispositivos de almacenamiento se utilizan principalmente para realizar copias de seguridad de todo el sistema. Los discos ópticos y las cintas magnéticas se utilizan ampliamente como almacenamiento terciario.
Las operaciones especiales de álgebra relacional son importantes para la eficiencia de las consultas.
Estructura de almacenamiento
El sistema informático tiene una jerarquía de memoria bien definida. La CPU tiene acceso directo al sistema principal, así como a los registros incorporados. El tiempo de acceso a la memoria principal es obviamente menor que la velocidad del procesador. Para minimizar esta discrepancia, se introduce un caché. La memoria caché proporciona los tiempos de acceso más rápidos y contiene los datos a los que la CPU accede con más frecuencia.
La memoria con el acceso más rápido es la más cara. Los dispositivos de almacenamiento grandes brindan poca velocidad y son más baratos, pero pueden almacenar grandes cantidades de datos en comparación con un registro de procesador o caché.
Los discos duros y magnéticos son los dispositivos de almacenamiento secundario más comunes en los sistemas informáticos actuales. Se llaman magnéticos.bases metalicas Estos discos se colocan verticalmente en el husillo. El cabezal de lectura/escritura se mueve entre ellos y se usa para magnetizar o eliminar dicho punto debajo. Se puede reconocer como 0 (cero) o 1 (uno).
Los discos duros están formateados en un orden bien definido para un almacenamiento de datos eficiente. Tiene muchos círculos concéntricos llamados caminos. Cada pista se divide en sectores, normalmente almacenando 512 bytes de datos.
Operaciones de archivo
Las operaciones en el sistema de lenguaje de álgebra relacional y su base de datos se pueden clasificar en general en dos categorías:
- actualizar;
- buscar.
La primera categoría cambia los valores de los datos insertándolos, eliminándolos o actualizándolos. Por otro lado, las operaciones de búsqueda no editan la información, sino que la extraen después de un filtrado condicional opcional. En ambos tipos de operaciones, la selección juega un papel importante. Además de crear y eliminar un archivo, puede haber varias operaciones que se pueden realizar en ellos:
- Abierto: existe en uno de los dos modos de lectura o escritura. En el primer caso, el sistema operativo no permite que nadie cambie los datos. En otras palabras, los datos solo se leen. Los archivos abiertos en modo de lectura se pueden compartir entre varios objetos. El modo de escritura le permite cambiar los datos. Los archivos se pueden leer pero no se pueden compartir.
- Cerrar es la operación más importante desde el punto de vista del sistema operativo, ya que elimina todos los bloqueos(si está en modo compartido), guarda los datos (si se modifican) en medios secundarios y libera todos los búferes y controladores asociados con el archivo.
- La indexación es un método de estructura de información para extraer registros de manera eficiente de los archivos de un sistema en función de algunos atributos donde se implementó el sistema. Definido en base a atributos.
La indexación puede ser del siguiente tipo:
- Principal se define en el archivo de datos ordenado. El archivo de información está organizado en el campo clave.
- Índice secundario generado a partir de un campo que es una clave candidata y tiene un valor único en cada registro o no una clave con valores duplicados.
- La agrupación se define en un archivo de datos ordenados, en un campo no clave.
Un sistema de administración de base de datos o DBMS se refiere a una tecnología para almacenar y recuperar información del usuario con la máxima eficiencia junto con las medidas de seguridad adecuadas. Un examen más detenido de este tema lleva a la conclusión de que el álgebra relacional es un lenguaje de operadores que toman relaciones como argumentos y los devuelven como resultado.
