77. Modelowanie bazy danych rodzaje połączeń relacyjnych, pojęcie klucza obcego.

Transkrypt

1 77. Modelowanie bazy danych rodzaje połączeń relacyjnych, pojęcie klucza obcego. Przy modelowaniu bazy danych możemy wyróżnić następujące typy połączeń relacyjnych: jeden do wielu, jeden do jednego, wiele do wielu. Relacja jeden do wielu Załóżmy, że mamy dane różnych dostawców i każdy z nich w jednym czasie dostarcza pewne różne produkty. Rozwiązanie polegające na umieszczeniu tych informacji w jednej tabeli posiada wiele wad: należałoby utworzyć osobne kolumny dla wszystkich możliwych do dostarczenia produktów i ich stanu magazynowego struktura tabeli byłaby przez to bardzo rozbudowana, brak oszczędności miejsca dostawca A miałby puste wartości dla produktów, które są dostarczane przez innych dostawców, problemy przy ewentualnej modyfikacji struktury tabeli w przypadku, gdy asortyment ulegnie poszerzeniu należałoby do tabeli dodać kolejne kolumny i dla każdego istniejącego już wiersza zapewnić prawidłowe wartości. Rozwiązaniem powyższych problemów jest zastosowanie relacji jedendo-wielu. Charakteryzuje się ona tym, że dla każdego rekordu jednej tabeli może istnieć wiele rekordów w drugiej tabeli pozostającej z nią w związku. Relacja jeden-do-wielu jest realizowana poprzez utworzenie atrybutu w encji po stronie wiele, aby umieścić w nim klucz encji znajdującej się po stronie jeden. Tak utworzony atrybut encji po stronie wiele nosi nazwę klucza obcego ponieważ jest on głównym kluczem w innej tabeli. Relacja jeden do wielu jest najczęściej wykorzystywanym typem połączenia w relacyjnych baza danych.

2 Poniżej prezentacja przykładowej struktura tabel dla omawianego wcześniej przypadku dostawców i produktów po zastosowaniu relacji jeden-do-wielu. Relacja je do jednego Charakteryzuje się tym,że dla każdej instancji jednej z dwóch encji istnieje dokładnie jedna instancja drugiej encji pozostająca z nią w równoważnym związku np. czek i opłata ( opłata jest realizowana za pomocą jednego czeku i za pomocą jednego czeku można zrealizować tylko jedną opłatę). Ten typ relacji spotyka się rzadko, ponieważ większość informacji powiązanych w ten sposób byłoby zawartych w jednej tabeli. Relacji jeden-do-jednego można używać do podziału tabeli z wieloma polami, do odizolowania części tabeli ze względów bezpieczeństwa, albo do przechowania informacji odnoszącej się tylko do podzbioru tabeli głównej. Na przykład, można by utworzyć tabelę do wyszukiwania pracowników uczestniczących w rozgrywkach piłkarskich.

3 Relacja wiele do wielu W relacji wiele-do-wielu, rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli B i tak samo rekord w tabeli B może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli A. Jest to możliwe tylko przez zdefiniowanie trzeciej tabeli (nazywanej tabelą łącza lub tabelą przejściową), której klucz podstawowy składa się z dwóch pól - kluczy obcych z tabel A i B. Relacja wiele-do-wielu jest definiowana jako dwie relacje jeden-do-wielu z trzecią tabelą. Na przykład, tabele "Zamówienia" i "Produkty" są powiązane relacją wiele-do-wielu zdefiniowaną przez utworzenie dwóch relacji jeden-do-wielu z tabelą "Opisy zamówień".

4 Klucz obcy (Foreign Key) Klucz główny (Primary Key), to kolumna lub zbiór kolumn, które w sposób unikalny definiują wiersz w danej tabeli. Klucz obcy jest kolumną lub zbiorem kolumn, który jest kluczem głównym w innej tabeli. Można powiedzieć, że klucz obcy jest kopią klucza głównego z innej tabeli. Asocjacja jest utworzona pomiędzy tabelami poprzez zaznaczenie, iż wartość z jednej tabeli, w której jest kluczem obcym, jest powiązana z wartością z innej tabeli, gdzie jest kluczem głównym. Ważne jest to, iż wartość klucza obcego nie może istnieć bez powiązania z kluczem głównym. Korzystając z przykładu dla relacji wiele-do-wielu: w tabeli Opisy zamówień mamy pole ID produktu, które jest kluczem głównym w tabeli Produkty, w związku z czym nie możemy wpisać w nie wartości, która nie istnieje w tabeli Produkty. Silnik bazy danych nie zezwoli, aby wstawić wartość klucza obcego, który nie posiada odnośnika na klucz główny.

5 78. Pojęcie indeksu rodzaje i zastosowania Podczas wykonywania polecenia SELECT serwer bazodanowy musi wykonać wiele różnych operacji: wybieranie danych, sortowanie wyników itd. W przypadku operacji na tabelach posiadających duże ilości danych, bardzo ważną rolę zaczyna odgrywać optymalizacja wszelkiego rodzaju wyszukiwania oraz sortowania. Rekordy ułożone są w tabeli w takiej kolejności, w jakiej zostały dodane. Oznacza to, że jeżeli spróbujemy wykonać wyszukiwanie względem jakiegoś określonego kryterium, serwer musi przejrzeć całą zawartość tabeli i wyodrębnić rekordy odpowiadające zadanym kryteriom. Im większa ilość danych, tym dłuższy będzie czas potrzebny na wykonanie tej operacji. Rozwiązaniem mającym za zadanie przyspieszyć przeszukiwanie bazy danych są indeksy. Indeks nałożony na pole A jest kopią zawartości tego pola, tyle że posortowaną i odpowiednio ułożoną. Podział indeksów: ze względu na strukturę: B-drzewa stosowany w relacyjnych bazach danych, definiuje się go dla atrybutów o dużej selektywności, nie przechowuje informacji o wartościach pustych, niski koszt pojedynczej modyfikacji, wysoki dla grupy rekordów, bitmapowe stosowany w systemach OLAP (np. hurtownie danych), definiowany dla atrybutów o małej selektywności, przechowuje informacje o wartościach pustych ze względu na liczbę atrybutów indeksowych w kluczu: indeksy zwykłe klucz indeksu zawiera jeden atrybut relacji, indeksy złożone klucz indeksu zawiera więcej niż jeden atrybut relacji, zakłada je się na atrybutach często występujących razem w klauzuli WHERE zapytań lub na atrybutach często odczytywanych wspólnie przez wiele zapytań,

6 ze względu na unikalność wartości klucza: indeksy unikalne - gwarantują, że w relacji nie będzie dwóch rekordów z tą samą wartością atrybutu indeksowego (atrybutów indeksowych w przypadku indeksu złożonego) indeksy nieunikalne relacja może zawierać rekordy z tą samą wartością atrybutu indeksowego. ze względu na kolejność wartości klucza: indeksy zwykłe indeksy odwrócone - wartości w kluczu indeksowym składowane są w postaci odwróconej, ze względu na sposób składowania: indeksy nieskompresowane indeksy skompresowane, ze względu na zastosowania: indeksy funkcyjne bitmapowe indeksy połączeniowe. Komendy do tworzenia indeksów mogą się różnić w zależności od używanej bazy danych. Poniżej zaprezentowano przykłady dla przypadku bazy MySQL. Tworzenie indeksów (zwykłego i unikalnego) podczas tworzenia tabeli: CREATE TABLE nazwa_tabeli ( kolumna1 INT, kolumna2 INT, UNIQUE indeks_unikalny (kolumna1), INDEX indeks_zwykly (kolumna2) ) Tworzenie indeksów w istniejącej tabeli: ALTER TABLE nazwa_tabeli

7 ADD UNIQUE indeks_unikalny (kolumna1), ADD INDEX indeks_zwykly (kolumna2) Tworzenie indeksów w istniejącej tabeli (inna wersja; komenda tworzy tylko jeden indeks na raz, zatem należy wydać dwie komendy): CREATE UNIQUE INDEX indeks_unikalny ON nazwa_tabeli (kolumna1) CREATE INDEX indeks_zwykly ON nazwa_tabeli (kolumna2) W pojedynczej tabeli może istnieć wiele indeksów. Istnieje także możliwość utworzenia indeksów na kilku kolumnach jednocześnie. Dwa indeksy, każdy na jednej kolumnie: CREATE INDEX indeks_imie ON osoby (imie) CREATE INDEX indeks_nazw ON osoby (nazwisko) Jeden indeks nałożony na dwie kolumny jednocześnie (indeks złożony): CREATE INDEX indeks_imie_nazw ON osoby (imie, nazwisko) Pomiędzy dwoma powyższymi indeksami istnieje zasadnicza różnica, która objawia się w momencie gdy zapytanie wybierające dane posiada warunki odwołujące się do kilku kolumn z indeksami. Na przykład można użyć takiego zapytania: SELECT * FROM osoby WHERE imie='jan' AND nazwisko='kowalski' W przypadku gdy tabela posiada dwa indeksy, każdy na pojedynczej kolumnie, baza danych wykona to zapytanie następująco: 1. Wyszuka wszystkie rekordy gdzie imie = Jan; 2. Wyszuka wszystkie rekordy gdzie nazwisko = Kowalski; 3. Obliczy część wspólną zbiorów rekordów z pierwszego i drugiego kroku, i zwróci ją jako wynik zapytania. Natomiast w przypadku gdy na tabeli jest nałożony indeks na kolumnach (imie, nazwisko), baza danych może wyszukać potrzebne dane w jednym kroku, równocześnie sprawdzając wartości w polach imie i nazwisko. Warto także wiedzieć, iż indeks nałożony na kilku kolumnach zostanie użyty nie tylko gdy warunek zawiera wszystkie kolumny indeksu, ale

8 również dla warunków zawierających dowolną ilość kolumn z lewej strony indeksu. Np. indeks na kolumnach (imie, nazwisko, miejscowosc) zostanie użyty dla następujących kombinacji kolumn występujących w warunku wyszukiwania: imie, nazwisko, miejscowosc imie, nazwisko imie Kolejność warunków nie ma tu żadnego znaczenia - baza danych sama je sobie odpowiednio przestawi aby pasowały do indeksu. Jeżeli przewidujemy że będziemy używać zapytań wyszukujących tylko po imieniu, tylko po nazwisku, lub po imieniu i nazwisku, możemy stworzyć następujące indeksy, aby obsłużyć wszystkie przypadki: CREATE INDEX indeks_imie_nazw ON osoby (imie, nazwisko) CREATE INDEX indeks_nazw ON osoby (nazwisko) Podsumowując indeksy stosuje się: by szybko wyszukać rekordy spełniające warunek WHERE by wyeliminować brane pod uwagę rekordy. Jeśli istnieje warunek na kilka indeksów wybierany jest indeks który zwraca najmniejszą liczbę rekordów. by wyszukać rekordy z innych tabel przy wykonywaniu połączeń tabel (JOIN). by wyszukać wartości MIN() lub MAX() dla poszczególnych tabel. by posortować lub pogrupować tabelę. Wady: każdy indeks zajmuje pewną ilość miejsca na dysku, zatem nie warto tworzyć indeksów na każdej kolumnie w bazie. Zamiast tego należy przeanalizować zapytania które są wykonywane, i na podstawie tego podjąć decyzję gdzie i jakie indeksy utworzyć.

9 indeks spowalnia wstawianie, usuwanie i zmiany wartości w indeksowanych kolumnach, ponieważ jego zawartość musi ulec zmianie w momencie zmiany zawartości tabeli.

10 79. Podstawowe konstrukcje języka SQL Podstawowe funkcje języka SQL: SELECT Służy do wyszukiwania wierszy w jednej lub więcej tabel lub widoków. Najczęściej stosuje się w połączeniu z kluczami: DISTINCT zostaną zwrócone tylko różne wartości, WHERE - warunek wyszukiwania, GROUP BY - warunek grupowania, HAVING - warunek wyszukiwania, ORDER BY - warunek porządkowania. SELECT [DISTINCT] kolumna FROM nazwa_tabeli [WHERE warunek] [GROUP BY kolumna] [HAVING warunek] [ORDER BY kolumna] INSERT Służy do wstawiania jednego lub więcej rekordów to jednej tabeli. INSERT INTO tabela VALUES (wartości tabeli) UPDATE Służy do zmiany danych w jednym lub więcej rekordów, bez lub pod warunkiem.

11 UPDATE nazwa_tabeli SET nazwa_kolumny = wartość [WHERE warunek] MERGE Służy do wstawienia nowych rekordów lub zmiany już istniejących, bez lub pod warunkiem. MERGE INTO nazwa_tabeli USING nazwa_tabeli ON warunek WHEN MATCHED THEN UPDATE SET nazwa_kolumny = wartość WHEN NOT MATCHED THEN INSERT nazwa_kolumny VALUES (wartości); DELETE Służy do usunięcia jednego lub więcej rekordów z tabeli, bez lub pod warunkiem. DELETE FROM nazwa_tabeli [WHERE warunek] JOIN Służy do łączenia rekordów z dwóch tabel w relacyjnej bazie danych i stworzenia nowej, tymczasowej tabeli. Istnieją trzy typy połączeń: INNER, OUTER i CROSS. SELECT nazwa_kolumny_1 FROM nazwa_tabeli_1 JOIN nazwa_tabeli_2 ON nazwa_tabeli_1.nazwa_kolumny_1 = nazwa_tabeli_2.nazwa_kolumny_2 UNION Służy do połączenia dwóch rezultatów zapytań w jedną tabelę. Obydwa zapytania muszą mieć równą ilość pól i typów danych.

12 Jakiekolwiek duplikaty w zwróconym wyniku są usuwane, chyba, że użyta jest opcja UNION ALL. SELECT nazwa_kolumny_1 FROM nazwa_tabeli_1 UNION SELECT nazwa_kolumny_2 FROM nazwa_tabeli_2 CREATE Służy do tworzenia obiektów w środowisku bazodanowym większość środowisk pozwala na tworzenie tabel, indeksów, użytkowników i baz danych. CREATE obiekt DROP Służy do usuwania obiektu ze środowiska bazodanowego typ obiektu zależy od danego środowiska. DROP obiekt

13 Źródła: