Turi, domen, atribut, tuple, asosiy kalit va munosabatlar

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O`RTA MAXSUS
TA`LIM VAZIRLIGI

JIZZAX POLITEXNIKA INSTITUTI

“__________________________” FAKULTETI

“____________________________________________” KAFEDRASI

“______________________________” FANIDAN

MUSTAQIL ISH

MAVZU:____________________________________________________________________________________

Topshirdi: 531-20 guruh talabasi ______________

Qabul qildi: ______________

Jizzax 2021
REJA:
1.Relyatsion ma'lumotlar bazasi 
2.Relyatsion ma'lumotlar bazalarining asosiy tushunchalari ma'lumotlar
turi, domen, atribut, tuple, asosiy kalit va munosabatlar.
3. Ma'lumotlarning relyatsion modeli.
Relyatsion ma'lumotlar bazasi o'zaro bog'liq jadvallar to'plamidir, ularning har biri ma'lum bir turdagi ob'ektlar to'g'risidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Jadval qatorida bitta ob'ekt (masalan, mahsulot, xaridor) to'g'risidagi ma'lumotlar mavjud bo'lib, jadval ustunlari ushbu ob'ektlarning turli xil xususiyatlarini - atributlarini (masalan, ism, mahsulot kodi, mijoz ma'lumotlari) tavsiflaydi. Yozuvlar, ya'ni jadval satrlari bir xil tuzilishga ega - ular ob'ekt atributlarini saqlaydigan maydonlardan iborat. Har bir maydon, ya'ni ustun, ob'ektning faqat bitta xususiyatini tavsiflaydi va qat'iy belgilangan ma'lumotlar turiga ega. Barcha yozuvlar bir xil maydonlarga ega, faqat ular boshqacha ko'rinadi axborot xususiyatlari ob'ekt.
Relyatsion ma'lumotlar bazasida har bir jadvalda asosiy kalit bo'lishi kerak - jadvaldagi har bir satrni noyob tarzda aniqlaydigan maydon yoki maydonlarning kombinatsiyasi. Agar kalit bir nechta maydonlardan iborat bo'lsa, u kompozit kalit deb ataladi. Kalit noyob bo'lishi kerak va yozuvni noyob tarzda aniqlaydi. Bitta yozuvni topish uchun asosiy qiymatdan foydalanish mumkin. Ma'lumotlar bazasidagi ma'lumotlarni tartibga solish uchun kalitlardan ham foydalaniladi.
Ma'lumotlar bazasi jadvallari aloqalarni normallashtirish talablariga javob berishi kerak. O'zaro munosabatlarni normallashtirish - bu jadvallarni shakllantirish bo'yicha rasmiy cheklashlar apparati, bu takrorlanishni yo'q qilishga imkon beradi, ma'lumotlar bazasida saqlanadiganlarning izchilligini ta'minlaydi va ma'lumotlar bazasini saqlash uchun mehnat xarajatlarini kamaytiradi.
Quyidagi maydonlarni o'z ichiga olgan "Talabalar jadvali" yaratilsin: guruh raqami, familiyasi, talaba raqami, tug'ilgan sanasi, ixtisoslashuvi, fakultet nomi. Axborotni saqlashning bunday tashkil etilishi bir qator kamchiliklarga ega bo'ladi:

• 
  ma'lumotlarning takrorlanishi (mutaxassislik va fakultet nomi har bir talaba uchun takrorlanadi), shuning uchun ma'lumotlar bazasi hajmi oshadi;
  
• 
  jadvaldagi ma'lumotlarni yangilash tartibi har birini tahrirlash zarurati tufayli qiyinjadval yozuvlari.
  

Jadvalni normallashtirish ushbu kamchiliklarni bartaraf etishga qaratilgan. U yerda munosabatlarning uchta normal shakli.
Birinchi normal shakl. Relyatsion jadval birinchi normal shaklga tushiriladi, agar uning satrlari hech birida uning biron bir maydonida bir nechta qiymat mavjud bo'lmasa va uning biron bir asosiy maydoni bo'sh bo'lmasa. Shunday qilib, agar talabalar jadvalidan talabaning ismi bo'yicha ma'lumot olish zarur bo'lsa, unda To'liq ism maydonini familiya, ism, otasining ismi qismlariga bo'lish kerak.
Ikkinchi normal shakl... Relyatsion jadval birinchi normal shakl talablariga javob beradigan bo'lsa va uning asosiy kalitiga kiritilmagan barcha maydonlari birlamchi kalitga to'liq bog'liq bo'lsa, ikkinchi normal shaklda ko'rsatiladi. Jadvalni ikkinchi normal shaklga keltirish uchun maydonlarning funktsional bog'liqligini aniqlash kerak. Maydonlarning funktsional bog'liqligi bu bog'liqlikdir, chunki axborot ob'ekti misolida tavsiflovchi atributning faqat bitta qiymati kalit atributining ma'lum bir qiymatiga to'g'ri keladi.
Uchinchi normal shakl. Jadval uchinchi normal shaklda, agar u ikkinchi normal shakl talablariga javob bersa, uning biron bir asosiy bo'lmagan maydonlari funktsional jihatdan boshqa biron bir asosiy bo'lmagan maydonga bog'liq emas. Masalan, Talabalar jadvalida (guruh raqami, to'liq ismi, sinf kitobi raqami, tug'ilgan sanasi, starosta) uchta maydon - sinf daftarchasi raqami, guruh raqami, starosta o'tish davri munosabatlarida. Guruh raqami baho kitobi raqamiga, Sardor esa guruh raqamiga bog'liq. Tranzitiv qaramlikni bartaraf etish uchun talabalar jadvali maydonlarining bir qismini boshqa jadvalga, guruhga o'tkazish kerak. Jadvallar quyidagi shaklda bo'ladi: talaba (guruh raqami, ism-sharifi, sinf kitobi raqami, tug'ilgan sanasi), guruh (guruh raqami, sardor).
Relyatsion jadvallarda quyidagi operatsiyalarni bajarish mumkin:

• 
  Xuddi shu tuzilishga ega jadvallarni birlashtirish. Natijada umumiy jadval paydo bo'ladi: birinchi navbatda birinchi, so'ngra ikkinchisi (birikma).
  
• 
  Xuddi shu tuzilishga ega jadvallarning kesishishi. Natija - ikkala jadvalda joylashgan yozuvlar tanlanadi.
  
• 
  Xuddi shu tuzilishga ega jadvallarni olib tashlash. Natija - olib tashlanmagan yozuvlar tanlanadi.
  
• 
  Namuna (gorizontal ichki qism). Natija - ma'lum shartlarga javob beradigan yozuvlar tanlanadi.
  
• 
  Proektsiya (vertikal to'plam). Natijada, dastlabki jadvallardan ba'zi maydonlarni o'z ichiga olgan munosabatlar paydo bo'ladi.
  
• 
  Ikki jadvalning dekartiyaviy mahsuloti Natijada jadvalning yozuvlari birinchi jadvalning har bir yozuvini va boshqa jadvalning har bir yozuvini birlashtirish orqali olinadi.
  

Relyatsion jadvallar bir-biri bilan bog'liq bo'lishi mumkin, shuning uchun ma'lumotlarni bir vaqtning o'zida bir nechta jadvallardan olish mumkin. Oxir oqibat ma'lumotlar bazasi hajmini kamaytirish uchun jadvallar bir-biriga bog'langan. Har bir juft jadvalning o'zaro bog'liqligi, agar ular bir xil ustunlarga ega bo'lsa.
Axborot havolalarining quyidagi turlari mavjud:

• 
  birdan bittaga;
  
• 
  birdan ko'p;
  
• 
  ko'p-ko'p.
  

Yakkama-yakka muloqot birinchi jadvalning bitta atributi ikkinchi jadvalning faqat bitta atributiga mos keladi va aksincha.
Birdan ko'pga munosabatlarbirinchi jadvaldagi bitta atribut ikkinchi jadvaldagi bir nechta atributlarga mos kelishini taxmin qiladi.
Ko'pdan ko'plarga munosabatlar birinchi jadvalning bitta atributi ikkinchi jadvalning bir nechta atributlariga mos keladi va aksincha.
Relyatsion ma'lumotlar bazalari hozirgi paytda eng keng tarqalgan bo'lib, garchi umumiy e'tirof etilgan afzalliklar bilan bir qatorda ularning kamchiliklari ham mavjud. Relyatsion yondashuvning afzalliklari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Intuitiv bo'lib qolganda, eng keng tarqalgan mavzular maydonlarini modellashtirishni nisbatan osonlashtiradigan va aniq rasmiy ta'riflarga imkon beradigan kichik mavhumlik to'plamining mavjudligi;
Oddiy va bir vaqtning o'zida kuchli matematik apparatning mavjudligi, asosan o'rnatilgan nazariya va matematik mantiqqa asoslangan va ma'lumotlar bazalarini tashkil etishga nisbatan munosabat uchun nazariy asos yaratadi;
Tashqi xotirada ma'lumotlar bazalarining o'ziga xos jismoniy tashkil etilishini bilishga hojat qoldirmasdan navigatsion ma'lumotlar bilan manipulyatsiya qilish imkoniyati.
Relyatsion tizimlarning keng tarqalishiga ancha vaqt ketdi. Ushbu sohadagi asosiy nazariy natijalar 70-yillarda olingan va shu bilan birga relyatsion DBMSlarning dastlabki prototiplari paydo bo'lgan bo'lsa-da, uzoq vaqt davomida bunday tizimlarni samarali amalga oshirishga erishish imkonsiz deb hisoblangan. Biroq, yuqorida qayd etilgan afzalliklar va relyatsion ma'lumotlar bazalarini tashkil qilish va boshqarish usullari va algoritmlarini bosqichma-bosqich to'planishi, 80-yillarning o'rtalarida relyatsion tizimlar erta DBMSlarni jahon bozoridan deyarli quvib chiqishiga olib keldi.
Hozirgi vaqtda relyatsion DBMSlarni tanqid qilishning asosiy mavzusi ularning samaradorligining kamligi emas, balki bu tizimlarga xos bo'lgan ba'zi cheklashlar (ularning soddaligining bevosita natijasi) noan'anaviy sohalarda qo'llanilganda (eng keng tarqalgan misollar - dizayn avtomatlashtirish tizimlari), bu juda murakkab ma'lumotlar tuzilmalarini talab qiladi. Relyatsion ma'lumotlar bazalarining tez-tez uchraydigan yana bir kamchiliklari - bu domenning semantikasini etarli darajada aks ettira olmaslikdir. Boshqacha qilib aytganda, munosabat tizimlarida domenning semantik o'ziga xos xususiyatlari haqidagi bilimlarni namoyish etish imkoniyatlari juda cheklangan. Postrelyatsiya tizimlari sohasidagi zamonaviy tadqiqotlar asosan ushbu kamchiliklarni to'liq bartaraf etishga bag'ishlangan.
Relyatsion ma'lumotlar bazalarining asosiy tushunchalari ma'lumotlar turi, domen, atribut, tuple, asosiy kalit va munosabatlar.
Kontseptsiya ma'lumotlar turi ma'lumotlarning relyatsion modelida dasturlash tillarida ma'lumotlar turi tushunchasiga to'liq mos keladi. Odatda zamonaviy relyatsion ma'lumotlar bazalari belgilar, raqamli ma'lumotlar, bit qatorlari, ixtisoslashtirilgan raqamli ma'lumotlarni (masalan, "pul"), shuningdek maxsus "vaqtinchalik" ma'lumotlarni (sana, vaqt, vaqt oralig'i) saqlashga imkon beradi. Ma'lumotlarning mavhum turlari bilan relyatsion tizimlarning imkoniyatlarini kengaytirishga yondashuv faol rivojlanmoqda (masalan, Ingres / Postgres oilalari tizimlari tegishli imkoniyatlarga ega).
Ma'lumotlarning relyatsion modeli.Ma'lumotlarning relyatsion modeli jadvallar yoki munosabatlar shaklida ma'lumotlarni tartibga soladi va taqdim etadi. Aloqaviy Bu atama matematikadan kelib chiqqan va oddiy ikki o'lchovli jadvalni bildiradi. Ma'lumotlar bazalarini yaratishda relyatsion yondashuv munosabatlar nazariyasi terminologiyasidan foydalanadi. Eng oddiy ikki o'lchovli jadval quyidagicha ta'riflanadi munosabat.
Jadval relyatsion modelning ma'lumotlar tuzilishining asosiy turi (ob'ekti) hisoblanadi. Jadvalning tuzilishi aholi soniga qarab belgilanadi ustunlar. Jadvalning har bir satrida mos keladigan bitta qiymat mavjud ustun. Jadvalda ikkita bir xil satr bo'lishi mumkin emas. Chiziqlarning umumiy soni cheklanmagan.
Ustun ba'zi ma'lumotlarga mos keladi - xususiyat, bu eng sodda ma'lumotlar tuzilishi. Yuqorida muhokama qilingan tarmoq va ierarxik modellarda bo'lgani kabi jadvalda bir nechta elementni, guruhni yoki takroriy guruhni aniqlash mumkin emas. Jadvalning har bir ustunida bo'lishi kerak ism mos keladigan ma'lumotlar elementi (atribut).
Tegishli atribut qiymatlari bilan jadvalning ustuni chaqiriladi domen, va turli xil atributlarning qiymatlari bo'lgan satrlar - panjara.
Relyatsion jadval munosabati. Shakl. 9 - relyatsion jadval munosabatlari tasviri R... Rasmiy ta'rif munosabatlar R (relyatsion jadval) uning g'oyasiga tayanadi domenlarD. men, (ustunlar) va koreyslar K j (chiziqlar). (D i) domenlar to'plamida aniqlangan R munosabati kichik to'plam deb ataladi domenlarning dekartiy (to'g'ridan-to'g'ri) mahsulotiD 1 * D 2 *… .. * D n
Jadval munosabati (1-rasmga qarang) ma'lumotlar elementlari - atributlari (A 1, A 2, ...) nomlari bo'lgan ustunlarni o'z ichiga oladi. D atributi qiymatlari jadvalning tarkib qismida bo'lib, qatorlar va ustunlar hosil qiladi. Bitta ustundagi bir nechta atributlar qiymati bitta domenD i... Ko'pgina atributlar bitta satrda bitta qiymatni tashkil qiladi kortej J ga. Xulosa R tartiblanganlar to'plami bilan hosil bo'ladi koreyslar.
R \u003d (Kj), J \u003d 1- m Kj \u003d (d 1j, d 2 j,… d nj),
bu erda n - munosabat domenlari soni; belgilaydi munosabatlarning o'lchami;
j - koridorning raqami;
m - deb nomlangan munosabatdagi jami soni qo'shma raqammunosabatlar.
Shakl.9. Jadval-munosabatlarning illyustratsiyasi
Domen. Uning umumiy ko'rinishida domen elementlari tegishli bo'lgan ma'lum bir asosiy ma'lumotlar turini va o'zboshimchalik bilan belgilanadi. mantiqiy ifodama'lumotlar turining elementiga qo'llaniladi. Agar bu mantiqiy ifoda haqiqiy bo'lsa, ma'lumotlar elementi domen elementidir.
Domen kontseptsiyasining eng to'g'ri intuitiv talqini - bu domenni qadriyatlarning qabul qilinadigan potentsial to'plami sifatida tushunishdir. ushbu turdagi... Masalan, bizning misolimizdagi domen nomlari asosiy belgilar qatori turida aniqlangan, ammo uning qiymatlari faqat nomni ko'rsatadigan satrlarni o'z ichiga olishi mumkin (xususan, bunday satrlar yumshoq belgidan boshlana olmaydi).
Domen kontseptsiyasining semantik yukini ham ta'kidlash lozim: ma'lumotlar bir xil domenga tegishli bo'lgan taqdirdagina taqqoslanadigan hisoblanadi. Bizning misolimizda "Bo'sh raqamlar" va "Guruh raqamlari" domenlari butun son turiga kiradi, ammo ularni taqqoslash mumkin emas. E'tibor bering, aksariyat relyatsion DBMS-larda domen tushunchasi ishlatilmaydi, garchi Google V.7 uni allaqachon qo'llab-quvvatlasa ham.
Aloqalar sxemasi, ma'lumotlar bazasi sxemasi. Aloqalar sxemasi - bu juftlarning nomlangan to'plami (atribut nomi, domen nomi (yoki domen tushunchasi qo'llab-quvvatlanmasa, turi)). O'zaro munosabatlar sxemasining darajasi yoki "aritligi" ushbu to'plamning asosiy xususiyatidir. O'RNAK nisbati darajasi oltita, ya'ni 6-ariyadir. Agar bitta munosabatlarning barcha atributlari turli xil domenlarda aniqlangan bo'lsa, atributlarni nomlash uchun tegishli domenlarning nomlaridan foydalanish mantiqan to'g'ri keladi (albatta, bu shunchaki qulay usulda nomlash va domen va atribut o'rtasidagi farqni yo'q qilmaydi). JB sxemasi (strukturaviy ma'noda) - bu nomlangan munosabatlar sxemalari to'plami.
Relyatsion jadvallarning nomlarini, ularning atributlarini (osti chizilgan kalitlarni) va chet el kalitlari ta'riflarini ko'rsatadigan ro'yxat deyiladi ma'lumotlar bazasining relyatsion sxemasi. Bu relyatsion ma'lumotlar bazasining hayot tsikli bosqichini yaratishning dastlabki natijasidir. Misol:
Ishchi [ Ishchi-guvohnoma, NAME, HOURLY-RATE, SKILL-TYPE, SVPV-ID]
Chet el kalitlari: SKILL-ga asoslangan SKILL-TYPE
SVPV-ID-ga murojaat qilingan WORKER
TOPSHIRISH [ Ishchi-guvohnoma, BLDG-identifikatori, KUNLARNING SONI, BOSH-KUNI]
Chet el kalitlari: WORKER-ID-ga havola qilingan WORKER
BVILDING tomonidan havola qilingan BLDG-ID
BVILDING [ BLDG-identifikatori, ADRESS, TYPE, QLTY-LEVEL, STATVS]
Mahorat [ Qobiliyat - turi, BONUS-RATE, HAFTASI-SAATLAR]
Tuple, munosabat. Berilgan munosabatlar sxemasiga mos keladigan juftlik juftliklar to'plamidir (atribut nomi, munosabatlar sxemasiga tegishli har bir atribut nomining bitta ko'rinishini o'z ichiga olgan qiymat. "Qiymat" - bu atribut uchun tegishli domen qiymati (yoki domen tushunchasi qo'llab-quvvatlanmasa ma'lumotlar turi). Shunday qilib, gorizontal daraja yoki "arity", ya'ni undagi elementlar soni, tegishli munosabat sxemasining "arity" ga to'g'ri keladi.Sodda qilib aytganda, grafika - bu ma'lum bir turdagi nomlangan qiymatlar to'plamidir.
Xulosa Xuddi shu munosabatlar sxemasiga mos keladigan kataklar to'plami. Ba'zida chalkashmaslik uchun ular "munosabat-sxema" va "munosabat-misol" deb aytishadi, ba'zida munosabatlar sxemasi munosabat sarlavhasi, aloqalar to'plamlari qatoridagi munosabat esa munosabat tanasi deb nomlanadi. Darhaqiqat, munosabatlar sxemasi tushunchasi dasturlash tillarida tuzilgan ma'lumotlar turi tushunchasiga eng yaqin. Aloqalar sxemasini alohida belgilashga, keyin esa ushbu sxema bilan bir yoki bir nechta munosabatlarga ruxsat berish juda mantiqiy bo'lar edi.
Biroq, relyatsion ma'lumotlar bazalarida bunday emas. Bunday ma'lumotlar bazalaridagi munosabatlar sxemasi nomi har doim mos keladigan misol aloqasi nomi bilan bir xil. Klassik relyatsion ma'lumotlar bazalarida ma'lumotlar bazasi sxemasi aniqlangandan so'ng faqat installyatsiya munosabatlari o'zgartiriladi. Ularda yangi koreykalar paydo bo'lishi mumkin va mavjud kanallar o'chirilishi yoki o'zgartirilishi mumkin. Biroq, ko'plab dasturlar ma'lumotlar bazasi sxemasini o'zgartirishga imkon beradi: yangi aloqalarni aniqlash va mavjud munosabatlar sxemalarini o'zgartirish. Odatda bu deyiladi ma'lumotlar bazasi sxemasining rivojlanishi.
O'zaro munosabatlarning odatiy kundalik vakili - bu jadval, uning sarlavhasi munosabatlar diagrammasi, qatorlar esa instansiya munosabatlarining nayzalari; bu holda atribut nomlari ushbu jadvaldagi ustunlarni nomlaydi. Shuning uchun, ba'zan ular "munosabatlar atributi" ma'nosini anglatuvchi "jadval ustuni" deyishadi. Ma'lumotlar bazasini tashkil etish va boshqarish vositalarining amaliy masalalariga to'xtaladigan bo'lsak, biz ushbu umumiy terminologiyadan foydalanamiz. Ushbu terminologiya aksariyat tijorat relyatsion MBBlari tomonidan qo'llaniladi.
Relyatsion ma'lumotlar bazasi - bu ma'lumotlar bazasi sxemasidagi nomlari munosabatlar sxemalari nomlariga mos keladigan munosabatlar to'plamidir.
Ko'rib turganingizdek, relyatsion ma'lumotlar modelining asosiy tuzilish tushunchalari (domen tushunchasini hisobga olmaganda) juda sodda intuitiv talqinga ega, garchi relyatsion ma'lumotlar bazalari nazariyasida ularning barchasi mutlaqo rasmiy va aniq belgilangan.
Aloqalar jadvali kaliti. Tupllar ichkarida takrorlanmasligi kerak munosabatlar jadvallari va shunga ko'ra ular noyob identifikatorga ega bo'lishi kerak - asosiy kalit.Qiymatlari jadval satrini noyob ravishda aniqlaydigan bir yoki bir nechta atributlar kalit jadvallar.
Asosiy kalit deyiladi oddiy , u bitta atributdan iborat bo'lganda yoki kompozitsion, u bir nechta atributlardan iborat bo'lganda. Birlamchi kalitdan tashqari, munosabat o'z ichiga olishi ham mumkin ikkilamchi kalitlar.
Ikkilamchi kalit – bu qiymatlar turli xil satrlar satrlarida takrorlanishi mumkin bo'lgan kalit. Ular bir xil ikkinchi darajali kalit qiymatiga ega qatorlar guruhini izlash uchun ishlatilishi mumkin.
Tashqi kalit - bu boshqa (yoki bir xil) jadvalning kaliti bo'lgan bitta jadvaldagi atributlar to'plamidir. Chet el kalitlari jadvallar orasidagi muhim aloqalarni ta'minlaydi. Ular bir jadvaldagi ma'lumotlarni boshqa jadvaldagi ma'lumotlar bilan bog'lash uchun ishlatiladi. Chet el kalitlari atributlari mos keladigan kalit atributlari bilan bir xil nomlarga ega bo'lishi shart emas.