الجبر العلائقي في نظم إدارة قواعد البيانات: Operaالأمور مع الأمثلة
فيونا براون
الجبر العلائقي
الجبر العلائقي SQL هي لغة استعلام إجرائية مستخدمة على نطاق واسع. فهي تجمع حالات العلاقات كمدخلات وتعطي حالات العلاقات كمخرجات. وهي تستخدم عمليات مختلفة لأداء هذا الإجراء. يتم تنفيذ عمليات استعلام الجبر العلائقي SQL بشكل متكرر على علاقة. ويكون ناتج هذه العمليات علاقة جديدة، والتي قد تتكون من علاقة إدخال واحدة أو أكثر.
الجبر العلائقي الأساسي لـ SQL Operaستعقد
الجبر العلائقي مقسم إلى مجموعات مختلفة
العلائقية الأحادية Operaستعقد
- اختر (الرمز: σ)
- المشروع (الرمز: π)
- إعادة التسمية (الرمز: ρ)
الجبر العلائقي Operaمن نظرية المجموعات
- الاتحاد (υ)
- تداخل ( )،
- اختلاف (-)
- المنتج الديكارتي (x)
العلائقية الثنائية Operaستعقد
- الانضمام
- قطاع
دعونا ندرسها بالتفصيل مع الحلول:
حدد (σ)
تُستخدم عملية SELECT لاختيار مجموعة فرعية من العناصر وفقًا لشرط اختيار معين. يشير إليها الرمز Sigma(σ). تُستخدم كتعبير لاختيار العناصر التي تلبي شرط الاختيار. يختار عامل Select العناصر التي تلبي شرطًا معينًا.
σp(r)
σ هو المسند
r لتقف على العلاقة التي هي اسم الجدول
p هو منطق الجر
مثال 1
σ topic = "Database" (Tutorials)
الناتج - تحديد صفوف من البرامج التعليمية حيث الموضوع = "قاعدة البيانات".
مثال 2
σ topic = "Database" and author = "guru99"( Tutorials)
الناتج - تحديد صفوف من البرامج التعليمية حيث يكون الموضوع هو "قاعدة البيانات" و"المؤلف" هو guru99.
مثال 3
σ sales > 50000 (Customers)
الناتج – تحديد صفوف من العملاء حيث المبيعات أكبر من 50000
الإسقاط (π)
يؤدي الإسقاط إلى إزالة جميع سمات علاقة الإدخال باستثناء تلك المذكورة في قائمة الإسقاط. تحدد طريقة الإسقاط العلاقة التي تحتوي على مجموعة فرعية رأسية من العلاقة.
يساعد هذا في استخراج قيم السمات المحددة للتخلص من القيم المكررة. يستخدم الرمز (pi) لاختيار السمات من علاقة. يساعدك هذا المشغل على الاحتفاظ بأعمدة محددة من علاقة وتجاهل الأعمدة الأخرى.
مثال على الإسقاط:
ضع في اعتبارك الجدول التالي
| هوية الزبون | اسم الزبون | الحالة |
|---|---|---|
| 1 | جوجل | النشطه |
| 2 | Amazon | النشطه |
| 3 | ابل | غير نشط |
| 4 | علي بابا | النشطه |
هنا، سيتم إعطاء إسقاط اسم العميل والحالة
Π CustomerName, Status (Customers)
| اسم الزبون | الحالة |
|---|---|
| جوجل | النشطه |
| Amazon | النشطه |
| ابل | غير نشط |
| علي بابا | النشطه |
إعادة تسمية (ρ)
إعادة التسمية هي عملية أحادية تستخدم لإعادة تسمية سمات العلاقة.
ρ (a/b)R سوف يعيد تسمية السمة 'b' للعلاقة بـ 'a'.
عملية الاتحاد (υ)
يتم الرمز لـ UNION بالرمز ∪. وهو يتضمن جميع المجموعات الموجودة في الجداول A أو B. كما أنه يزيل المجموعات المكررة. لذا، سيتم التعبير عن المجموعة A UNION والمجموعة B على النحو التالي:
النتيجة <- أ ∪ ب
لكي تكون عملية الاتحاد صالحة، يجب أن تتوفر الشروط التالية:
- يجب أن يكون لـ R وS نفس عدد السمات.
- يجب أن تكون مجالات السمات متوافقة.
- يجب إزالة الصفوف المكررة تلقائيًا.
مثال
خذ بعين الاعتبار الجداول التالية.
| العمود 1 | العمود 2 | العمود 1 | العمود 2 | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 1 | 2 | 1 | 3 | |
أ ∪ ب يعطي
| العمود 1 | العمود 2 |
|---|---|
| 1 | 1 |
| 1 | 2 |
| 1 | 3 |
ضبط الفرق (-)
- الرمز يدل على ذلك. نتيجة A – B هي العلاقة التي تشمل جميع الصفوف الموجودة في A ولكن ليست في B.
- يجب أن يتطابق اسم السمة A مع اسم السمة الموجود في B.
- يجب أن تكون العلاقات ذات المتعاملين A وB متوافقة أو متوافقة مع الاتحاد.
- ينبغي تعريف العلاقة التي تتكون من الصفوف الموجودة في العلاقة A، ولكن ليس في العلاقة B.
مثال
A-B
| العمود 1 | العمود 2 |
|---|---|
| 1 | 2 |
تقاطع طرق
يتم تعريف التقاطع بالرمز ∩
أ ∩ ب
يحدد علاقة تتكون من مجموعة من جميع الصفوف الموجودة في كل من A وB. ومع ذلك، يجب أن يكون A وB متوافقين مع الاتحاد.
على سبيل المثال:
A ∩ B
| العمود 1 | العمود 2 |
|---|---|
| 1 | 1 |
المنتج الديكارتي (X) في نظام إدارة قواعد البيانات
المنتج الديكارتي في نظم إدارة قواعد البيانات هي عملية تستخدم لدمج الأعمدة من علاقتين. بشكل عام، لا يكون حاصل الضرب الديكارتي عملية ذات معنى أبدًا عندما يتم إجراؤه بمفرده. ومع ذلك، يصبح ذا معنى عندما يتبعه عمليات أخرى. ويسمى أيضًا حاصل الضرب المتقاطع أو الوصل المتقاطع.
مثال - المنتج الديكارتي
σ العمود 2 = "1" (أكس بي)
الإخراج - يوضح المثال أعلاه كافة الصفوف من العلاقة A وB التي يحتوي عمودها 2 على القيمة 1
| العمود 1 | العمود 2 |
|---|---|
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
انضم Operaستعقد
عملية الانضمام هي في الأساس عبارة عن منتج ديكارت يتبعه معيار اختيار.
عملية الانضمام يشار إليها بـ ⋈.
تسمح عملية JOIN أيضًا بضم مجموعات ذات صلة مختلفة من علاقات مختلفة.
أنواع الانضمام:
أشكال مختلفة من عملية الانضمام هي:
الانضمامات الداخلية:
- ثيتا ينضم
- الانضمام إلى EQUI
- صلة طبيعية
الانضمام الخارجي:
- ترك صلة خارجية
- حق الانضمام الخارجي
- وصلة خارجية كاملة
صلة داخلية
في الصلة الداخلية، يتم تضمين فقط تلك المجموعات التي تفي بمعايير المطابقة، بينما يتم استبعاد الباقي. دعونا ندرس أنواعًا مختلفة من الصلات الداخلية:
ثيتا انضم
الحالة العامة لعملية JOIN تسمى انضمام Theta. يتم الإشارة إليها بالرمز θ
مثال
A ⋈θ B
يمكن لـ Theta join استخدام أي شروط في معايير الاختيار.
فمثلا:
A ⋈ A.column 2 > B.column 2 (B)
| العمود 1 | العمود 2 |
|---|---|
| 1 | 2 |
الانضمام إلى EQUI
عندما تستخدم صلة ثيتا شرط التكافؤ فقط، فإنها تصبح صلة متساوية.
فمثلا:
A ⋈ A.column 2 = B.column 2 (B)
| العمود 1 | العمود 2 |
|---|---|
| 1 | 1 |
إن عملية الانضمام إلى EQUI هي أصعب العمليات التي يمكن تنفيذها بكفاءة باستخدام SQL في نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية وأحد الأسباب وراء ذلك RDBMS لديهم مشاكل الأداء الأساسية.
الانضمام الطبيعي (⋈)
لا يمكن تنفيذ الارتباط الطبيعي إلا في حالة وجود سمة مشتركة (عمود) بين العلاقات. يجب أن يكون اسم السمة ونوعها متماثلين.
مثال
ضع في اعتبارك الجدولين التاليين
| في | مربع |
|---|---|
| 2 | 4 |
| 3 | 9 |
| في | مكعب |
|---|---|
| 2 | 8 |
| 3 | 27 |
C ⋈ D
| في | مربع | مكعب |
|---|---|---|
| 2 | 4 | 8 |
| 3 | 9 | 27 |
الانضمام إلى الخارج
في الصلة الخارجية، إلى جانب المجموعات التي تفي بمعايير المطابقة، نقوم أيضًا بتضمين بعض أو كل المجموعات التي لا تطابق المعايير.
الانضمام الخارجي الأيسر(أ ⟕ ب)
في الارتباط الخارجي الأيسر، تسمح العملية بالحفاظ على جميع العناصر في العلاقة اليسرى. ومع ذلك، إذا لم يتم العثور على أي عنصر مطابق في العلاقة اليمنى، فسيتم ملء سمات العلاقة اليمنى في نتيجة الارتباط بقيم فارغة.
ضع في اعتبارك الجدولين التاليين
| في | مربع |
|---|---|
| 2 | 4 |
| 3 | 9 |
| 4 | 16 |
| في | مكعب |
|---|---|
| 2 | 8 |
| 3 | 18 |
| 5 | 75 |
AB
B
| في | مربع | مكعب |
|---|---|---|
| 2 | 4 | 8 |
| 3 | 9 | 18 |
| 4 | 16 | - |
الانضمام الخارجي الأيمن ( أ ⟖ ب )
في الانضمام الخارجي الأيمن، تسمح العملية بالحفاظ على جميع العناصر في العلاقة اليمنى. ومع ذلك، إذا لم يتم العثور على أي عنصر مطابق في العلاقة اليسرى، فسيتم ملء سمات العلاقة اليسرى في نتيجة الانضمام بقيم فارغة.
AB
B
| في | مكعب | مربع |
|---|---|---|
| 2 | 8 | 4 |
| 3 | 18 | 9 |
| 5 | 75 | - |
الانضمام الخارجي الكامل (أ ⟗ ب)
في الصلة الخارجية الكاملة، يتم تضمين كافة الصفوف من كلتا العلاقتين في النتيجة، بغض النظر عن حالة المطابقة.
AB
B
| في | مكعب | مربع |
|---|---|---|
| 2 | 4 | 8 |
| 3 | 9 | 18 |
| 4 | 16 | - |
| 5 | - | 75 |
الملخص
| Operaنشوئها (الرموز) | الهدف |
|---|---|
| حدد (σ) | تُستخدم عملية SELECT لاختيار مجموعة فرعية من العناصر وفقًا لشرط اختيار معين |
| الإسقاط (π) | يؤدي الإسقاط إلى إزالة جميع سمات علاقة الإدخال باستثناء تلك المذكورة في قائمة الإسقاط. |
| الاتحاد Operaنشوئها (∪) | يتم رمز الاتحاد بالرمز. ويشمل جميع المجموعات الموجودة في الجدول A أو في B. |
| ضبط الفرق(-) | - الرمز يدل على ذلك. نتيجة A – B هي العلاقة التي تشمل جميع الصفوف الموجودة في A ولكن ليست في B. |
| التقاطع (∩) | يحدد التقاطع علاقة تتكون من مجموعة من جميع الصفوف الموجودة في كل من A وB. |
| المنتج الديكارتي(X) | تعتبر العملية الديكارتية مفيدة لدمج الأعمدة من علاقتين. |
| صلة داخلية | تتضمن الصلة الداخلية فقط تلك المجموعات التي تفي بمعايير المطابقة. |
| ثيتا الانضمام (θ) | الحالة العامة لعملية JOIN تسمى عملية Theta join. ويرمز لها بالرمز θ. |
| انضم إلى EQUI | عندما تستخدم صلة ثيتا شرط التكافؤ فقط، فإنها تصبح صلة متساوية. |
| الانضمام الطبيعي(⋈) | لا يمكن تنفيذ الارتباط الطبيعي إلا في حالة وجود سمة مشتركة (عمود) بين العلاقات. |
| الانضمام الخارجي | في صلة خارجية، إلى جانب المجموعات التي تفي بمعايير المطابقة. |
ترك صلة خارجية( ) |
في الانضمام الخارجي الأيسر، تسمح العملية بالحفاظ على جميع العناصر في العلاقة اليسرى. |
الانضمام الخارجي الأيمن( ) |
في الانضمام الخارجي الأيمن، تسمح العملية بالحفاظ على جميع العناصر في العلاقة اليمنى. |
الانضمام الخارجي الكامل( ) |
في الصلة الخارجية الكاملة، يتم تضمين كافة الصفوف من كلتا العلاقتين في النتيجة بغض النظر عن حالة المطابقة. |
