relacioni model
DESCRIPTION
Relacioni model. Baze podataka. Relacioni model. Osnovne karakteristike: Sve se predstavlja relacijama (tabelama) Zasniva se na strogoj matematičkoj teoriji Minimalna redu n dansa podataka Jednostavno ažuriranje podataka Izbegnute su anomalije ažuriranja - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1
Osnovne karakteristike:› Sve se predstavlja relacijama (tabelama)› Zasniva se na strogoj matematičkoj teoriji› Minimalna redundansa podataka› Jednostavno ažuriranje podataka› Izbegnute su anomalije ažuriranja› Redosled kolona i redova u tabeli nije bitan› Ne mogu da egzistiraju dva identična reda
(rekorda) u jednoj tabeli› Svaki red se može jednoznačno odrediti (postoji
primarni ključ)
2
3
BrInd Ime
75/01 Marko
22/02 Petar
156/03 Milan
112/02 Dragan
Student
SifK Naziv
001 Računovodstvo
002 Baze podataka
003 Osnove finansija
004 Poslovna informatika
Knjiga
005 Marketing
Tabela, sa svojim atributima, je osnovni objekat relacione baze podataka
Suština relacionog modela je da se i klase objekata i klase veza između objekata predstavljaju na jedinstven način, tj. preko tabela.
RBP se sastoji iz više tabela. Tabele su povezane ključevima.
Informacija iz RBP se dobija postavljanjem upita.
Nije od značaja gde i kako su smeštene tabele.
4
Svaka tabela mora da ima:› Ime ili naziv tabele,› Spisak atributa i› Vrednosti atributa (podaci upisani u polja)
5
BrInd Ime Prezime Fakultet
Smer Adresa
123/03 Marko Marković FPI PP Požeška 2
224/02 Jovan Jovanović FPI GD Danijelova 22
III-5/04 Ivana Ivanović FPI GD Kumodraška 145
----- ----- ----- ----- ------ -----
STUDENT
6
Atribut 1 Atribut 2 Atribut 3 Atribut 4 Atribut 5
Podatak u polju
..................... Slog ili zapis ili n-torka ......................
Naziv tabele
slogovi
kolone
Razmatraju se sledeće komponente relacionog modela podataka:
› Strukturna komponenta – predstava podataka
› Integritetna komponenta – zaštita podataka› Manipulativna komponenta – manipulisanje
podacima
7
Imenovane osobine entiteta Prost atribut (simple) - ne može se rastavljati
na delove bez gubitka svakog značenja – atomska vrednost.
Složen atribut (composite) se sastoji od više prostih atributa. Može se rastaviti na delove.
8
Adresa
GradPoštanskibroj
BrojUlica
Pri projektovanju IS, treba pažljivo birati atribute, u skladu sa potrebama
Primer:STUDENT (BrInd, Ime, Prezime, DatRodjenja,
Adresa, Telefon,...) DatumRodjenja – sa namerom posedovanja
podatka o starosti svakog studenta – dobar izbor atributa (informacija se može izračunati)
GodineStarosti – loš izbor atributa – zahtevalo bi se svakodnevno ažuriranje BP
9
Skup svih mogućih vrednosti nekog atributa Ai naziva se domen tog atributa i označava se sa Di ili Dom(Ai)
Domen - tip podataka u programiranju Jedan domen za više atributa. Obrnuto ne važi. Primeri:
› Atribut: Visina (cm) D1: skup celih pozitivnih brojeva
› Atribut: NazivKnjige D2: skup svih različitih naslova
knjiga› Atribut: Boja
D3: {“žut”,”crven”,”zelen”,”plav”}
10
Šema relacije R je konačan skup atributa {Ai} i konačan skup ograničenja {Oj} nad vrednostima tih atributa.
Ograničenja: atributi ne mogu uzimati bilo koje vrednosti.
Podrazumeva se da kada su zadati atributi, zadati su i njihovi domeni.
Osobine šeme relacije:› Nazivi atributa moraju biti različiti - unikatnost › Redosled atributa nije bitan › Šema relacije mora da sadrži bar jedan atribut
11
Šema relacije se zapisuje: R(D,K)
R - ime relacije D - skup obeležja D={A1, A2, A3,...}
Ai – atribut (obeležje)K – skup ključeva
Šema relacije predstavlja svojstva klase objekata ili veza nekog informacionog sistema
Šema relacije: definicija logičke strukture neke
klase.
12
Primer: Šema relacije STUDENT:R(D,K) D={A1, A2, A3,...}
STUDENT ({BrInd,Ime,Prezime,BrPolIspita}, {BrInd})
Šema relacije JE_AUTOR:R(D,K) D={A1, A2, A3,...}
JE_AUTOR ({SifA,SifN,Koji}, {SifA+SiN})
13
Relaciji u praksi odgovara jedna datoteka Svakoj n-torki odgovara jedan slog te datoteke Slogovi su zapisani u određenom redosledu,
najčešće po redosledu unošenja Primer: STUDENT (BrInd,Ime)
student ( BrInd, Ime ) 123/02 J.Jankovic 11/03 P.Petrovic 151/02 J.Jovanovic III-15/04 M.Markovic
14
relacija
šema relacije
Terminologija - RBP Terminologija - tabele
Relaciona BP Skup tabela
Relacija Tabela
Atribut Naziv kolone u tabeli
Instanca (n-torka) Red u tabeli
Kardinalnost relacije Broj redova u tabeli
Stepen relacije Broj kolona u tabeli
Domen Skup dozvoljenih vrednosti za podatke u koloni
15
Univerzalnog tipa, primenjiva za sve atribute (svih domena).
U praksi postoje situacije kada u relacije unosimo n-torke za koje su vrednosti nekih atributa nepoznate.
Postoje dva slučaja koji proizvode Null vrednost:1. Vrednost postoji, ali nije poznata u trenutku
unosa n-torke.
2. Vrednost je nedefinisana, nema smisla.
16
1. Npr. Ako je zadata šema relacije:STUDENT (BrInd,Ime,Prezime,Telefon)
• Kod upisa studenata unosimo sve podatke izuzev podataka o telefonu.
Problem je posledica trenutnog nepoznavanja vrednosti atributa.
Naknadno se može uneti.
2. Npr. Ako je zadata šema relacije:STUDENT (BrInd,Ime,Prezime,Telefon,Smer)
• Ne može se uneti smer za studente 1. i 2. godine, jer se naknadno opredeljuju za nega.
Problem je posledica ovako odabrane strukture šeme relacije
17
Pri projektovanju IS pažljivo birati šeme relacija –izbegavati unos prevelikog broja vrednosti NULL (racionalnost)
Primer: Šema relacije Službenik i uvođenje atributa medaljaSlužbenik (JMBG,Ime,...,Medalja,...)
Za većinu službenika na tom mestu bi ostalo prazno mesto sa vrednošću NULL
18
Rešenje problema: kreiranje nove šeme relacije Odlikovanja (JMBG,Medalja)
Nova relacija bi bila potpuno popunjena, a preko atributa JMBG bila bi “povezana” sa šemom relacije Službenik
Ključ K relacije R je podskup skupa obeležja (atributa) te relacije koji ima sledeća svojstva:1. Vrednosti atributa iz K jednoznačno određuju
pojavu šeme relacije(ne mogu postojati dve n-torke date relacije sa istim vrednostima atributa iz K) - jedinstvenost ključa
2. Ako izbacimo iz K bilo koji atribut, tada se narušava svojstvo 1 -minimalnost ključa
19
Relacija može da ima više “kandidata” za ključ
Zovemo ih ekvivalentni ključevi i uvek se jedan od njih bira za primarni ključ
Primer:› Student({BrInd,Ime,Prez,BrPIsp,JMBG},
{BrInd,JMBG})
20
ekvivalentni ključevi
primarni ključ
Student(BrInd,Ime)
Knjiga(SifK,SifN)
Autor(SifA,Ime)
Naslov(SifN, Naziv, SifO)
Oblast (SifO, Naziv)
Je_autor(SifA,SifN,Koji)
Drzi(SifK,BrInd,Datum)
21
Za strani ključ neophodne su dve relacije Ključ jedne relacije u ulozi atributa druge
relacije Strani ključ povezuje dve relacije (tabele) Primer:
22
STUDENT (BrInd, Ime) KNJIGA (SifK, Naziv)
DRŽI (SifK , BrInd,, Datum)
Strani ključ relacije Drži koji pokazuje na primarni ključ relacije Knjiga
Strani ključ relacije Drži koji pokazuje na primarni ključ relacije Student
Student (BrInd,Ime) Knjiga(SifK,SifN) Naslov(SifN,Naziv,SifO) Oblast(SifO,Naziv) Autor(SifA,Ime) Drzi(SifK,BrInd,Datum) Je_autor(SifA,SifN,Koji)
Jedna šema relacije može da sadrži više stranih ključeva Strani ključ može biti u sastavu primarnog ključa Strani ključ može istovremeno biti i primarni ključ u celini
23
Kada se sve dešava unutar jedne šeme relacije koja sadrži oba učesnika u vezi “strani ključ – primarni ključ”
Primer 1: Radnik(SifR,Ime,Adresa,SifNad)
(Pretpostavka: svaki radnik ima samo jednog nadređenog)
Primer 2: Osoba(JMBG, Ime, Adresa,...)
Brak(JMBG1, JMBG2, Datum_venčanja)
24
Osnovni pojmovi relacionog modela podataka: atribut, domen, šema relacije i relacija.
Šema relacione BP – prvi izvedeni pojam relacionog modela podataka.
Šema relacione BP je konačan skup šema relacija {Ri} i konačan skup U ograničenja koja važe između njih.
Skup ograničenja U uključuje samo ograničenja koja važe između pojedinih šema relacija.
Ograničenja nad atributima {Oi} su uključena kroz relacije
25
Šema relacije predstavlja definiciju relacije. Po analogiji, šema relacione BP predstavlja definiciju relacione BP.
Primer: Inf. sistem Biblioteka ima sledeću strukturnu komponentu šeme relacione BP (svakoj klasi odgovara jedna šema relacije):
26
Objekti:
Student(Student(BrIndBrInd,Ime),Ime)
Knjiga(Knjiga(SifKSifK, SifN, SifN))
Naslov(Naslov(SifNSifN,Naziv,Naziv,SifO,SifO))
Autor(Autor(SifASifA,Ime),Ime)
Oblast(Oblast(SifOSifO,Naziv),Naziv)
Veze:
Drzi(Drzi(SifK,BrIndSifK,BrInd,Datum),Datum)
Je_autor(Je_autor(SifA,SifNSifA,SifN,Koji),Koji)
Relaciona BP je drugi izvedeni pojam u okviru relacionog modela podataka.
Definicija: Relaciona baza podataka BP je konačan skup relacija {ri} nad šemom relacione BP {Ri}
Nad šemom relacione baze podataka Biblioteka imamo sledeću relacionu bazu podataka Biblioteka
(ona svojim sadržajem predstavlja stanje sistema Biblioteka u jednom trenutku)
27
28
Student (BrInd, Ime )
75/00 M.Marković
122/03 D.Ivanović
5/01 P.Jovanović
175/01 R.Savić
Autor(SifA, Ime )
AP0 A.Popovic
IT0 I.Todorovic
AP1 A.Petrovic
JN0 J.Nikolic
DM0 D.Markovic
ZP0 Z.Petrovic
29
Naslov(SifN, Naziv, SifO )RBP0 Relacione baze podataka 1
FT00 Finansijska tržišta 2
PI00 Poslovna informatika 1
OS00 Osnove finansija 2
1 Informatika
2 Finansije
Oblast (SifO, Naziv)
001 RBP0
002 RBP0
003 FT00
004 PI00
005 PI00
006 PI00
007 OS0
008 OS0
009 OS0
Knjiga (SifK, SifN )
30
Drži (SifK, BrInd, Datum)001 JJ010.11.03
002 PP001.06.04
004 JJ015.03.05
Je_autor (SifA, SifN, Koji )AP0 RBP0 1
JN0 RBP0 2
DM0 FT00 1
ZP0 PI00 1
DM0 PI00 2
AP1 OS00 1
IT0 OS00 2
ZP0 OS00 3
Relaciona BP je konačan skup relacija› Svaka relacija ima svoju šemu› Svaka relacija ima svoje instance (n-torke) tj.
telo Nazivi relacija moraju biti različiti U jednoj relaciji imena atributa moraju biti
različita
31
Služi za predstavljanje ograničenja koja važe nad podacima, odnosno nad vrednostima pojedinih atributa
Definiše ograničenja u pogledu postojanja, vrednosti i međuzavisnosti koje podaci u bazi moraju da zadovolje (skup svih ograničenja koja važe)
32
Ograničenja se po prirodi dele u tri grupe:
1. Ograničenja torki (izražavaju činjenicu da vrednost atributa mora biti iz datog domena)
2. Relaciona ograničenja (čuvaju korektnost veza između atributa unutar relacije)
3. Međurelaciona ograničenja (ograničenja koja se odnose na strani ključ)
33
1. Ograničenja koja proizilaze iz zahteva unikatnosti n-torki u relacijama nazivaju se identifikacioni ili egzistencijalni integritet.
› U jednoj relaciji ne mogu da postoje dve iste n-torke
34
2. Ograničenja koja se eksplicitno zadaju preko skupova ograničenja Oi u okviru šema relacija Ri. • Takva ograničenja su posledica ograničenja koja
važe nad svojstvima u realnom sistemu • Takva ograničenja nazivaju se funkcionalni
integritet• Teorija funkcionalnih zavisnosti i normalne forme
35
3. Ograničenja koja uključuju atribute koji se nalaze u različitim relacijama i koja se zadaju preko skupa ograničenja U u okviru šeme relacione BP
nazivaju referencijalni integritet.
36
1) Identifikacioni integritet proizilazi iz osobina unikatnosti n-torki u relaciji i svodi se na formulaciju odgovarajućeg uslova
2) Primarni ključ mora biti jedinstven i definisan
3) Uslov identifikacionog integriteta: Ni jedan atribut šeme relacije R koji je u sastavu primarnog ključa nikada ne sme imati NULL vrednost u relaciji r.
4) Ukoliko ovo ne bi bilo ispunjeno, može nastupiti situacija da dve ili više n-torki u relaciji postanu identične.
37
Primer:Je_autor (SifA SifN Koji) .................................... AP0 RBP0 1 AP0 PI00 1
Ako bi se dozvolilo da npr. SifN uzme vrednost NULLJe_autor (SifA SifN Koji) .................................... AP0 NULL 1 AP0 NULL 1
Dobile bi se dve identične n-torke što je nedozvoljeno u relacionom modelu.
38
f: X→Y f - naziv funkc.zavisnosti; X,Y - skupovi obeležja
X funkcionalno određuje Y ili Y funkcionalno zavisi od X znači da:› svakom elementu iz domena X može se pridružiti
najviše jedan element iz domena Y
› Poznavanjem jedne vrednosti obeležja X, može se tačno odrediti odgovarajuća vrednost obeležja Y
39
Trivijalna funkcionalna zavisnost je ona koja je uvek zadovoljena
Primer1:› U={A,B,C} → A→A, ABC→A, AB→B› (desna strana je podskup leve)
Primer2:› N-nastavnik, S-student, P-predmet› Svaki N predaje najviše jedan P› Ako S sluša neki P, sluša ga kod samo jednog
N› Jedan P predaje najviše jedan N› N→P, SP→N, P→N
40
Suština referencijalnog integriteta je u ograničavanju vrednosti stranog ključa.
Uslov referencijalnog integriteta:
Svaki podskup atributa šeme relacije R koji predstavlja strani ključ može u relaciji r imati:› ili vrednost primarnog ključa u ciljnoj relaciji › ili vrednost NULL.
41
Sa stanovišta izmena (ažuriranja) u relaciji koja sadrži strani ključ važe sledeća ograničenja:› Ne može se uneti n-torka sa vrednošću
stranog ključa koja nije jednaka nekoj vrednosti primarnog ključa u ciljnoj relaciji ili NULL vrednosti
› Ne može se izmeniti n-torka tako da vrednost stranog ključa ne bude jednaka nekoj vrednosti primarnog ključa u ciljnoj relaciji ili NULL vrednosti
42
Sa stanovišta izmena (ažuriranja) u ciljnoj relaciji važe sledeća ograničenja: › Dodavanje nove n-torke (u ciljnoj relaciji)
ne narušava ref. int. - nastaje samo nova vrednost primarnog ključa.
› Uklanjanje n-torke (a izmena ponekad) dovodi do nestanka jedne vrednosti primarnog ključa. Ako bi se ta operacija izvršavala bezuslovno to bi narušilo referencijalni integritet.
43
Poželjno je naglasiti da li ref. integritet u pojedinim slučajevima uključuje NULL
Za specifikaciju referencijalnih integriteta usvojena je posebna notacija:
› Za skup vrednosti koje u r nad R uzima neki podskup atributa X
› Zapisuje se kao R[X] i čita kao “projekcija relacije r po podskupu atributa X”
44
Student (BrInd,Ime)
Knjiga(SifK,SifN)
Naslov(SifN,Naziv,SifO)
Oblast(SifO,Naziv)
Autor(SifA,Ime)
Drzi(SifK,BrInd,Datum)
Je_autor(SifA,SifN,Koji)
45
Specifikacija referencijalnih integriteta glasi:
› Knjiga[SifN] Naslov[SifN]
› Naslov[SifO] Oblast[SifO]NULL
› Drzi[SifK] Knjiga[SifK]
› Drzi[BrInd] Student[BrInd]
› Je_autor[SifA] Autor[SifA]
› Je_autor[SifN] Naslov[SifN]
46
Primer:
Za šemu relacije Radnik:
Radnik(SifR,Ime,Adresa,SifNad)
postojala bi sledeća specifikacija ograničenja:
Radnik[SifNad] Radnik[SifR]
47
Zavisnost sadržavanja - ograničenje između skupova obeležja pri čemu mora da važi da je domen jednog obeležja podskup domena drugog obeležja
Referencijalni integritet je međurelaciona zavisnost sadržavanja kod koje skup obeležja nadskupa predstavlja primarni ključ šeme relacije
48