Читать онлайн «Базы данных: конспект лекций». Страница 21

3) удаление кортежей.

И с примерно равной вероятностью возникает необходимость удалить из базового отношения те кортежи, присутствие которых в вашей базе данных более не требуется в силу новой поступившей информации.

Итак, мы обозначили основные моменты модификации базовых отношений. Как же можно достичь каждой из поставленных целей? В системах управления базами данных чаще всего существуют встроенные, базовые операторы модификации отношений. Дадим их описание в записи на псевдокоде:

1) оператор вставки в базовое отношение новых кортежей. Это оператор Insert. Выглядит он следующим образом:

Insert into имя базового отношения (имя атрибута,..)

Values (значение атрибута,..);

Металингвистический символ «,..», поставленный после имени атрибута и значения атрибута, говорит нам, что этот оператор допускает одновременное добавление нескольких атрибутов в базовое отношение. В этом случае необходимо имена атрибутов и значения атрибутов перечислять через запятую в согласованном порядке.

Ключевое слово into в сочетании с общим названием оператора Insert означает «вставить в» и показывает, в какое отношение необходимо вставить указанные в скобках атрибуты.

Ключевое слово Values в этом операторе и означает «значения», «величины», которые и присваиваются этим вновь объявленным атрибутам;

2) теперь рассмотрим оператор обновления значений атрибутов в базовом отношении. Этот оператор называется Update, что в переводе с английского и означает буквально «обновить». Дадим полный общий вид этого оператора в записи на псевдокоде и расшифруем ее:

Update имя базового отношения

Set {имя атрибута – значение атрибута},..

Where условие;

Итак, в первой строчке оператора после ключевого слова Update записывается имя базового отношения, в котором необходимо произвести обновления.

Ключевое слово Set переводится с английского «задать», и в этой строчке оператора указываются имена атрибутов, которые необходимо обновить, и соответствующие новые значения атрибутов.

В одном операторе можно обновить сразу несколько атрибутов, что следует из применения металингвистического символа «,..».

В третьей строке после ключевого слова Where записывается условие, показывающее, какие именно атрибуты данного базового отношения необходимо обновить;

3) оператор Delete, позволяющий удалять какие-либо кортежи из базового отношения. Запишем его полный вид на псевдокоде и разъясним значение всех отдельных синтаксических единиц:

Delete from имя базового отношения

Where условие;

Ключевое слово from в сочетании с названием оператора Delete переводится как «удалить из». И после этих ключевых слов в первой строчке оператора указывается имя базового отношения, из которого необходимо удалить какие-либо кортежи.

А во второй строчке оператора после ключевого слова Where («где») указывается условие, по которому отбираются кортежи, более не требующиеся в нашем базовом отношении.

Ограничения уникальности, накладываемые объявлениями первичного и кандидатных ключей отношения, является частным случаем ограничений, связанных с понятием функциональных зависимостей.

Для объяснения понятия функциональной зависимости, рассмотрим следующий пример.

Пусть нам дано отношение, содержащее данные о результатах какой-то одной конкретной сессии. Схема этого отношения выглядит следующим образом:

Сессия (№ зачетной книжки, Фамилия, Имя, Отчество, Предмет, Оценка);

Атрибуты «№ зачетной книжки» и «Предмет» образуют составной (так как ключом объявлены два атрибута) первичный ключ этого отношения. Действительно, по двум этим атрибутам можно однозначно определить значения всех остальные атрибутов.

Однако, помимо ограничения уникальности, связанной с этим ключом, на отношение непременно должно быть наложено то условие, что одна зачетная книжка выдается обязательно одному конкретному человеку и, следовательно, в этом отношении кортежи с одинаковым номером зачетной книжки должны содержать одинаковые значения атрибутов «Фамилия», «Имя» и «Отчество».

Если у нас имеется следующий фрагмент какой-то определенной базы данных студентов учебного заведения после какой-то сессии, то в кортежах с номером зачетной книжки 100, атрибуты «Фамилия», «Имя» и «Отчество» совпадают, а атрибуты «Предмет» и «Оценка» – не совпадают (что и понятно, ведь в них речь идет о разных предметах и успеваемости по ним). Это значит, что атрибуты «Фамилия», «Имя» и «Отчество» функционально зависят от атрибута «№ зачетной книжки», а атрибуты «Предмет» и «Оценка» функционально не зависят.

Таким образом, функциональная зависимость – это однозначная зависимость, затабулированная в системах управления базами данных.

Теперь дадим строгое определение функциональной зависимости.

Определение: пусть X, Y – подсхемы схемы отношения S, определяющие над схемой S схему функциональной зависимости X → Y (читается «X стрелка Y»). Определим ограничения функциональной зависимости inv<X → Y> как утверждение о том, что в отношении со схемой S любые два кортежа, совпадающие в проекции на подсхему X, должны совпадать и в проекции на подсхему Y.

Запишем это же определение в формулярном виде:

Inv<X → Y> r(S) = t1, t2 ∈ r(t1[X] = t2[X] ⇒ t1[Y] = t2 [Y]), X, Y ⊆ S;

Любопытно, что в этом определении использовано понятие унарной операции проекции, с которым мы сталкивались раньше. Действительно, как еще, если не использовать эту операцию, показать равенство друг другу двух столбцов таблицы-отношения, а не строк? Поэтому мы и записали в терминах этой операции, что совпадение кортежей в проекции на какой-то атрибут или несколько атрибутов (подсхему X) непременно влечет за собой совпадение этих же столбцов-кортежей и на подсхеме Y в том случае, если Y функционально зависит от X.

Интересно заметить, что в случае функциональной зависимости Y от X, говорят также, что X функционально определяет Y или что Y функционально зависит от X. В схеме функциональной зависимости X → Y подсхема X называется левой частью, а подсхема Y – правой частью.

На практике проектирования баз данных на схему функциональной зависимости для краткости обычно ссылаются как на функциональную зависимость.

Конец определения.

В частном случае, когда правая часть функциональной зависимости, т. е. подсхема Y, совпадает со всей схемой отношения, ограничение функциональной зависимости переходит в ограничение уникальности первичного или кандидатного ключа. Действительно:

Inv<K → S> r(S) = ∀ t1, t2 ∈ r(t1[K] = t2 [K] → t1(S) = t2(S)), K ⊆ S;

Просто в определении функциональной зависимости вместо подсхемы X нужно взять обозначение ключа K, а вместо правой части функциональной зависимости, подсхемы Y взять всю схему отношений S, т. е., действительно, ограничение уникальности ключей отношений является частным случаем ограничения функциональной зависимости при равенстве правой части схемы функциональной зависимости всей схеме отношения.

Приведем примеры изображения функциональной зависимости:

{№ зачетной книжки} → {Фамилия, Имя, Отчество};

{№ зачетной книжки, Предмет} → {Оценка};

Если какое-либо базовое отношение удовлетворяет векторно определенным функциональным зависимостям, то с помощью различных специальных правил вывода можно получить другие функциональные зависимости, которым данное базовое отношение будет заведомо удовлетворять.

Хорошим примером таких специальных правил являются правила вывода Армстронга.

Но прежде чем приступать к анализу самих правил вывода Армстронга, введем в рассмотрение новый металингвистический символ «├», который называется символом метаутверждения о выводимости. Этот символ при формулировании правил записывается между двумя синтаксическими выражениями и свидетельствует о том, что из формулы, стоящей слева от него, выводится формула, стоящая справа от него.