algebra relacional

Base de Datos Distribuidas

Lic. Hugo D. Ramón

Conceptos de Bases de Datos

10/09/2007 Conceptos de Bases de Datos

AgendaAlgebra RelacionalCálculo RelacionalConceptos Fundamentales de Base de DatosSQL


Algebra RelacionalBD Relacional Codd (IBM), 1970

Fundamentada en • Algebra Relacional (AR) y • Calculo (CA)

Lenguajes de Consultas pocedimentalParametros de entrada ?Parametro de salida ?

AR se usa para:Optimización de consultasConsultas distribuidas

AR define un conjunto de operaciones y fórmulas para manipular tablasEstos conjuntos son relaciones de base de datos


Algebra RelacionalEjemplo

EMP_TBL={Apellido,Nombre,ID_EMP}Tenemos la relación EMP_TBLContiene los atributos

• Apellido• Nombre• ID_EMP

Los valores de cada atributo determinan su dominioRelación es equivalente a

• Archivo plano de dos dimensiones• Tabla en las base de datos relacionales

Contiene 4-tuplasColumnas son atributosLas Filas son tuplas


Algebra RelacionalEjemplo

E4JuanaSanchez

E3AndresRomero

E2CarlosCela

E1JuanPerez

ID_EMPNombreApellido


Algebra RelacionalSímbolos

Π: Project una columna de la relaciónσ: Select una fila o tupla de la relación<>: natural JOIN entre dos relaciones<: semi JOIN entre dos relacionesθ: theta JOIN entre dos relaciones∪: unión entre dos relaciones∩: intersección entre dos relaciones−: diferencia entre dos relacionesX: producto Cartesiano entre dos relaciones


Algebra RelacionalDefinimos dos relaciones simples

233

122

211

CBAR:

334

221

ECAS:


Algebra RelacionalEstas dos relaciones se derivan del conjunto de dominos A, B, C y ESus dominio están definidos sobre los naturales 0, 1, 2, 3 R esta compuesta por A, B y C o R={A,B,C}S esta compuesta por A, C y E o S={A,C,E}R contiene 3 tuplas y S contiene 2 tuplasVeremos la utilización de cada símbolo


Algebra RelacionalΠ: Project

Se utiliza para extraer un atributo vertical Podemos extraer mas de unaUna fórmula típca sería que nos da una nueva relación

231221

)(, CARCA =∏


Algebra Relacionalσ: Select una fila o tupla de la relación

Permite seleccionar tuplas de una relaciónExiste una fórmula como criterio de selecciónDa como resultado una nueva relación:

2312

))(( 2, CARBCA =∏ >=σ


Algebra Relacional<>: Join Natural

Involucra dos relacionesConcatena dos relaciones con un atributoGenera una relación de la forma

R.A=S.A es una fórmula para concatenar sobre atributos que tienen valor idénticoSe eliminan atributos redundantes. Características de JoinNaturalExiste el equi JOIN que no elimina atributos redundantes.Nombrar

2211.. ECBASR ASAR =<> =


Algebra Relacional<: Semi Join

Similar al natural JOINSolo se muestran atributos de la relación de la izq.

Muy utilizado en ambientes distribuidos (minimiza comunicaciones)

211..., CRBRARSR AA =<


Algebra Relacionalθ : Theta Join

Similar al natural JOINSe pueden utilizar los símbolos

• >=• >• <• <>

332343......' 2 ESCSCRBRASARSRR A == >θ


∪:UniónDadas las relaciones

Da como resultado

Algebra Relacional

212541211231

:: CBASCBAR

212211541231

' CBASRR =∪=


∪:UniónSe utilizan entre relaciones con atributos comunesComo resultado tenemos una concatenación Los dominios deben coincidir

Algebra Relacional


∩: IntersecciónDadas las relaciones

Da como resultado

Retorna tuplas que son comunes a ambas relacionesTiene las mismas condiciones que la union

Algebra Relacional

555555213321

:: CBASCBAR

555' CBASRR =∩=


-:DiferenciaDadas las relaciones

Da como resultado

Retorna tuplas que estan en la primer relacion y no en la segunda

Algebra Relacional

555654211555213321

:: CBASCBAR

654321

' CBASRR =−=


x:Producto CartesianoDadas las relaciones

El producto cartesiano da

Algebra Relacional

333322222111211

:: CBASCBAR

322333111333322222111222322211111211......' CSBSASCRBRARRxSR ==


x:Producto CartesianoEl número de tuplas es la multiplicaciónSimilar al equi JOIN cuando no hay atributo común

Algebra Relacional


Cálculo RelacionalEn algebra => procedimiento que resuleven la consultaEn Calculo => lenguaje de consultas no-procedimentalesChamberlin & Boyce

desarrollaron Lenguaje de ConsultasPresentaron “SEQUEL=A Structures English Query Language”, 1974En 1980 se renombre a SQL (Structured Query Language)

Mejorado durante años porInformixOracleSQL-Base, etc.

Existen dos variaciones al Cálculo relacionalCálculo de tuplasCálculo de dominio


Cálculo RelacionalCálculo de tuplas (CT)

Lo básico es el concepto de la variables tuplasRepresentan tuplas de una relaciónSe utilizan para extraer datos de la relaciónSe puede restringir valores de atributosEjemplo en SQL

RANGE OF PX IS EMPLEADOSPX.Apellido, PC.Nombres WHERE PX.BASICO>1000

Esto dice dos cosas• Extraer tuplas que cumplen BASICO>1000• De esas tuplas quiero ver Apellido y Nombre


Cálculo RelacionalCálculo de tuplas (CT)

En CT PX es una variable de tuplaUna fórmula genérica tomo la forma

TV1 operador TV2 o constantesDonde

Tvi: variable de tuplasoperador: <,>,>=,<=,<>,=constante: cualquier numero o string

Las constantes y Tvi deben se del mismo dominioLas formulas se conectan con AND, OR y NOTEjemplos

• EMP_TBL[BASICO]=1000• EMP_TBL[APELLIDO]=‘DEPARTAMENTO 1’ AND• EMP_TBL[SALARIO]>2000


Cálculo RelacionalCálculo de dominio (CD)

Las variables en este lenguaje están basadas en los dominosQuery By Example (QBE) de IBMUna fórmula típica

DOMAIN VARIABLE LIST, CONDITIONCONDITION:

• es una formula sobre una variable de dominio• es una formula sobre un atributo involucrado en la formula

Forma general:RELATION NAME(ATTRIBUTE BELONGING TO RELATION=DOMAIN VARIABLE OR CONSTANT)



Dada la siguiente relación

Para extraer Nombre, Salario y Localidad de la gente de La Plata y que gane mas de 1100 debemos hacer

EMP_NR,SALARIO_NR,LOCALIDAD_NRCONDITION (EMP_TBL(LOCALIDAD=‘La Plata’)AND(SALARIO_NR>=1100)

PlataLaGUIDOAiresBuenosCOLLO

PlataLaCASTAPlataLaPEREZ

LOCALIDADSALARIONOMBRETBLEMP

1200300015002000

_ =



En QBE, debemos llenar valores en las variables de dominioSobre el ejemplo anterior

PlataLaCASTAPlataLaPEREZ

LOCALIDADSALARIONOMBREDespues

PLATALALOCALIDADSALARIONOMBREAntes

15002000

1200 =>


Conceptos Componentes típicas de una base relacional

TablasVistasÍndicesPlans o Stored ProceduresCatalogo

Relaciones contienen atributos (verticales)Tuplas (horizontales)

Tablas contienenColumnsRow

Tablas=Relación


Conceptos Views son tablas virtualesIndices son estructuras para mejorar la performance de accesoPlans: procedimientos almacenados que se ejecutan en forma repetitivaCatalogo: tablas especiales donde se guardan

ParametrosInformación


SQL SQL está dividio en tres sublenguajes

Lenguaje de declaración de datos (DDL)• Se usa para crear componentes de la base

Lenguaje de control de datos (DCL)• Seguridad de Datos• Control de Consistencia

Lenguaje de manipulación de datos (DML)• Core del SQL• Obtener datos de las diferentes tablas

Información adicional http://w3.one.net/~jhoffman/sqltut.htmhttp://www.webdevelopersjournal.com/articles/sql.html


SQL Lenguaje de declaración de datos (DDL)

Son comandos para los administradoresPermite crear o declara objetos en las bases de datosLos principales comandos son:

• CREATE• TABLE• INDEX• VIEW

• DROP• TABLE• INDEX• VIEW


SQL Lenguaje de declaración de datos (DDL)

• ALTER• TABLE <tablename> <DROP|ADD> • Podemos ADD

• Columnas• Primary Key• Referentials Constraint

• Podemos DROP• Primary Key• Foregein Key


SQL Lenguaje de control de datos (DCL)

Permite administrar los aspectos de control y seguridadProvee dos comandos

• GRANT• Dar privilegios a los usuarios

• REVOKE• Elimina previlegios


SQL Lenguaje de manipulación de datos (DML)

Una vez de creada la base de datos necesitamos procesar información u obtener reportesLas sentencias son similares a las de InglesLas claúsulas principales para reportes

• SELECT• FROM• WHERE• GROUP BY• HAVING• ORDER BY


SQL Lenguaje de manipulación de datos (DML)

Hay claúsulas para actualizar • DELETE• UPDATE• DELETE


Bibliografías

Distributed Database Systems. Bell, D; Grimson J. Addison Wesley, 1992.Principles of Distributed Database Systems. Ozsu, T; Valduriez, P. Prentice Hall, 1991.Managing Distributed Databases. Burleson, D. Wiley, 1994.

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