Дәріс 7. Деректердің реляциялық моделі. Реляциялық деректер қорын жобалау.

Дә ріс 7. Деректердің реляциялық моделі. Реляциялық деректер қ орын жобалау.

7. 1 Реляциялық деректер қ оры: деректер типі, домен, қ атынас схемасы, деректер қ оры схемасы, кортеждер жә не қ атынастар, қ атынас қ асиеті, кілттер.

Деректердің реляциялық модель негізі алғ ашқ ы рет 1970 ж Е. Кодд мақ аласындаы мазмұ ндалды. Бұ л жұ мыс реляциялық модель ө ркендеу алғ ан ү лкен санды мақ ала жә не кітап ү шін стимул болды. Деректердің реляциялық моделінің ең кө п тарағ ан трактовкасы К. Дейтке жатады. Дейттің атйқ анына сә йкес реляциялық модель ү ш бө ліктен тұ рады:

· Қ ұ рылымдық бө лімнен.

· Тұ тастық бө лімнен.

· Манипуляциялық ө бө лімнен.

Қ ұ рылымдық бө лім, реляциялық модельде қ андай объектілер қ арастырылады, соны сипаттайды. Реляциялық модельде қ олданылатын деректердің жалғ ыз моделі болып қ алыпты n-арлы қ атынас табылады.

Тұ тастық бө лім кез келген реляциялық деректер қ орында кез келген қ атынас ү шін орындалатын арнайы тү рдегі шектеуді сипаттайды. Бұ л мә н тұ тастығ ы жә не сыртқ ы кілт тұ тастығ ы.

Манипуляциялық бө лім реляциялық деректерді манипуляциялаудың екі эквивалентті тә сілін сипаттайды - реляциялық алгебраны жә не реляциялық есептеуді.

Осы бө лімде реляциялық модельдің қ ұ рылымдық бө лігі қ арастырылады.

Деректер типі. Программалаудағ ы қ олданылатын, кез келген деректер ө здерінің типі болады.

Қ ажетті! Реляциялық модель қ олданылатын деректер типі қ арапайым болуын талап етеді.

Бұ л тұ жырымды дә лірек білу ү шін негізінен программалауда қ андай деректер типі қ арастырылады соын қ араймыз. Ереже бойынша, деректер типі ү ш топқ а бө лінеді: деректердің қ арапайым типі; деректердің қ ұ рылымдық типі; деректердің сілтеме типі.

Деректердің қ арапайым типі.

Қ арапайым, не болмаса атомарлы деректер типінде ішкі қ ұ рылым болмайды. Мұ ндай типті деректі скалярлы деп атайды. Деректердің қ арапайым типіне келесі типтер жатады: Логикалық, Жолдық, Сандық.

Бұ л тізім программалаудың ә ртү рлі тілдерін кең ейтіп, оғ ан мынадай типтерді ү стемелейді:

· Бү тін; Нақ ты; Кү н; Уақ ыт; Ақ ша; Тізбектелетін; Интервальды жә не т. б....

Расында атомарлы тү сінігі ө те қ атысты. Оны деректердің қ атар типі, символдардың бір ө лшемді массиві, ал деректердің бү тін типін - биттер жиынтығ ы деп қ арастыруғ а болады. Ең керектісі, мұ ндай тө менгі дең гейге ө ту кезің де деректердің семантикасы(мә ні) жоғ алады. Егер, мысалы қ ызметкер фамилиясын сипаттайтын жолды символ массивіне салсақ, онда мұ ндай жолдың бір бү тін сияқ ты мә ні жо, алады.

Деректердің қ ұ рылымдық типі.

Деректердің қ ұ рылымдық типі деректердің кү рделі қ ұ рылым тапсырмасы ү шін арналғ ан. Деректердің қ ұ рлымдық типі компонент деп аталатын қ ұ рамдас элементтер жобаланады. Олар ө з кезегінде қ ұ рылымғ а ие болады. Деректердің қ ұ рылымдық типіретінде келесі деректер типін қ арауғ а болады:

· Массивтер.

· Жазбалар (Қ ұ рылымдар).

Математикалық кө қ арастан массив анық таманың соң ғ ы сала функциясын білдіреді. Мысалы, натуралды сан соң ғ ы кө пмү шесін қ арастырайық

индекс кө пмү шесі деп аталады. Кескін

кө пмү шесінен нақ ты сандар кө пмү шесіне бірө лшемді нақ ты массивті береді. индексінің кейбір мә ні ү шін бұ л функция мә ні тиісті массив элементі деп аталады. Осы ұ қ сас кө п ө лшемді массивтерді де беруге болады.

Жазба (немесе қ ұ рылым) кө пмү шенің кейбір декартты туындысының кортежін береді. Расында, жазба запись представляет собой именованный упорядоченный набор элементов элементтерінің аты бар реттелеген жиынының білдіреді, олардыі ә рқ айсысы типіне жатады. Соынмен, жазбасы, кө пмү ше элементі. Бар типтер негізінде жазбаның жаң а типін хабарлай отырып, пайдаланушы, деректердің кү рделі типін қ ұ рай алады. Жалпы қ ұ рылымдық деректер типі ү шін, абстракция ең гейінде деретер типі қ олданатын ішкі қ ұ рылым болады.

Мұ ны келесі тү рде тү сіндіреміз. Массив немесе жазбамен жұ мыс кезінде бір бү тін сияқ ты жә не элемент бойынша массивті немесе жазбаны манипуляциялауғ а (бү тін массив немесе жазбаны қ ұ руғ а, жоюғ а жә не кө шіруге) болады. Деректердің қ ұ рылымдық типі ү шін арнайы функциялар бар - қ арапайым типті элементтен массив немесе жазба қ ұ руғ а мү мкіндік беретін тип қ ұ раушылары.

Дерекердің қ арапайым типімен жұ мыс істей отырып, мысалы сандық, біз оларды бө лінбейтін бү тін объект ретінде манипуляция жасаймыз. Деректердің сандық типі кү рделі екенін «кө ру» ү шін (биттер жиыны), абстракцияның тө менгі дең гейіне ө ту керек. Программалық код дең гейінде бұ л жоғ арғ ы дең гейдегі тілдің кодқ а ассемблерлік қ ою немесе битті арнайы операцияны қ олдану болып кө рінеді.

Деректердің сілтеме типтері.

Деректредің сілтеме типтері (кө рсеткіштер) басқ а деректерге кө рсету мү мкіндігін қ амтамасыз ету ү шін арналғ ан. Кө рсеткіштер деректерді сақ тау ү шін жады саласы тү сінігі бар процедуралы типті тіл ү шін қ ажет. Деректердің сілтеме типі кү рделі ө згеретін қ ұ рылымдарды ө ң деу ү шін арналғ ан, мысалы ағ аштар, графтар, рекурсивті қ ұ рылымдар.

Реляциялық модельде қ олданылатын деректер типі.

Негізінен, деректердің реляциялық моделі ү шін деректердің қ олданылатын типі қ ажетті емес. Деректер типі қ арапайым деген талапты қ алай тү сіну керек. Реляциялық операцияларда деректердің ішкі қ ұ рылымы саналуы керек. Мынадай ә рекеттер сипатталу керек, деректерді бір бү тін етіп қ арау, мысалы, деректердің сандық типін қ ою, жол ү шін конкатенация операциясы болады жә не т. б. Бұ л кө қ арастан массивті қ арастыратын болсақ, мысалы бір бү тін ретінде жә не элементі операцияны қ олданбасақ, онда массивті деректердің қ арапайым типі деп қ арауғ а болады. Сонымен бірге ө зіміздің кү рделі деректер типін қ ұ руғ а, осы деректер типінің мү мкін ә рекеттерін сипаттауғ а болады. Егер операцияда деректердің ішкі қ ұ рылым білімі қ ажет болмаса, онда деректердің мұ ндай типі реляциялық теориядан қ арағ анда қ арапайым болады. Мысалы, жаң а тип қ ұ руғ а болады - кешенді сандарды жазба тү рінде , мұ ндағ ы . Қ осу, азайту, кө бейту жә не бө лі функцияларын сипаттауғ а болады, барлық ә рекеттер жә не компонеттімен осы операцияның ішінде ғ ана орындалады. Егер осы типпен ә рекетте тек сипатталғ ан операцияларды қ олдансақ, онда ішкі қ ұ рылым рол ойнамайды жә не деректер типі атомарлы болады. Дә л сол кейбір пост-реляциялы ДҚ БЖ пайдалнушымен қ ұ рылатын деректердің кү рделі типімен жұ мыс қ ұ рылады.