Introdução às Bases de Dados

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1 Introdução às Bases de Dados Chave primária Domínios Relação F# F Nome Estado Cidade F1 José 20 Braga F2 João 10 Faro F3 Luís 30 Lisboa F4 Rui 30 Setúbal Atributos Tuplas

2 Introdução às Bases de Dados Modelo Relacional Modelo de dados onde a informação se encontra representada sob a forma de relações, isto é, tabelas especiais onde os valores são atómicos e existe uma chave primária (atributo ou atributos que identificam as tuplas da relação e por isso não podem aparecer duplicados). É ainda necessário que se verifiquem duas regras: -Integridade de identidade -Integridade referencial

3 Introdução às Bases de Dados Integridade de identidade - estabelece que os campos que são chave primária não podem ter valores nulos. Integridade referencial - estabelece que um atributo que seja chave estrangeira só pode ter valores que apareçam na tabela onde é chave primária ou então valores nulos. Chave estrangeira é um atributo que aparece numa tabela mas que é chave primária de uma outra tabela

4 Introdução às Bases de Dados No Modelo Relacional definem-se também operações - álgebra relacional - que permitem trabalhar com as relações e é através dessas operações que se pode extrair e manipular a informação armazenada.

5 Modelo Relacional Codd definiu originalmente oito operadores em 2 grupos: Operadores de conjunto tradicionais União Union Intersecção Intersect Diferença Difference Produto Cartesiano Product

6 Modelo Relacional Codd definiu originalmente oito operadores em 2 grupos: Operadores relacionais especiais Seleccionar Projectar Junção Divisão Select Project Join Divide

7 Introdução às Bases de Dados Vamos estudar apenas: Operadores de conjunto tradicionais União Union Intersecção Intersect Diferença Difference Operadores relacionais especiais Seleccionar Select Projectar Project Junção Join

8 União constrói uma relação que possui todas as tuplas que aparecem em qualquer das relações específicas que estão sendo unidas ou a ambas. Para que seja possível aplicar o operador UNIÃO a duas tabelas é necessário que elas sejam compatíveis com união, isto é, as duas relações devem ser do mesmo grau n e o atributo de n.º i (i=1,2,..., n) de cada relação deve basear-se no mesmo domínio (não têm que ter o mesmo nome).

9 Com esta operação podemos realizar a inserção de novas tuplas numa relação. Dependentes UNION (Nome = Leila, Parentesco = esposa, N.º Func. = 0301) Dependentes Nome Parentesco Mariana filha Judite mãe Ivan filho N.º Func Dependentes Nome Parentesco Mariana filha Judite mãe Ivan filho Leila esposa N.º Func

10 Seja A o conjunto de tuplas de dependentes cujo parentesco é filha e B o conjunto de tuplas de dependente cujo parentesco seja filho A UNION B é o conjunto de tuplas de todos os dependentes que são filhos de algum funcionário A= [Mariana, filha, 0502] B= [Ivan, filho, 0301] A UNION B = Mariana filha 0502 Ivan filho 0301

11 Caso as tabelas não tivessem os mesmos nomes para os atributos podemos convencionar que o resultado do operador união teria os nomes dos atributos retirados do primeiro operando. Esquematicamente esta operação pode ser visualizada como:

12 Intersecção constrói uma relação consistindo em todas as tuplas que aparecem em ambos os pares de relação específicas. Para que se possa aplicar o operador INTERSECT é necessário que as relações sejam compatíveis com UNIÃO

13 A F# Cidade Lisboa Porto Braga Lisboa Peça P1 P1 P2 P2 B F# Cidade Lisboa Lisboa Lisboa Peça P3 P2 P1 A INTERSECT B F# 1 5 Cidade Lisboa Lisboa Peça P1 P2

14 Também aqui se define o resultado de uma operação INTERSECT de forma a ter os mesmos nomes de atributo como o primeiro operando. Esquematicamente:

15 Diferença - constrói uma relação consistindo em todas as tuplas que aparecem na primeira mas não na segunda, do par de relações específicas. Para que se possa aplicar este operador é necessário que as relações específicas envolvidas sejam compatíveis com a UNIÃO.

16 A F# Cidade Lisboa Porto Braga Lisboa Peça P1 P1 P2 P2 B F# Cidade Lisboa Lisboa Lisboa Peça P3 P2 P1 A MINUS B F# Cidade Peça 3 4 Porto Braga P1 P2

17 Novamente se define o resultado de uma operação MINUS de forma a ter os mesmos nomes de atributo como o primeiro operando. Esta operação pode ser usada para retirar tuplas a uma relação. Esquematicamente:

18 Selecção: Extrai determinadas tuplas de uma relação específica Seja theta um operador de comparação escalar válido (= > <...) a selecção theta da relação R sobre os atributos x e y será: R WHERE R.x THETA R.y Ou seja o conjunto de todas as tuplas t de R para que a comparação t.x theta t.y seja verdadeira x e y devem ter o mesmo Domínio; theta deve fazer sentido para esse Domínio; quer no lugar do atributo x como no de y podemos indicar uma constante pertence ao Domínio

19 Da forma como foi definida a operação permite apenas uma comparação simples na cláusula WHERE. No entanto, é possível estender a definição para que a comparação seja uma composição booleana arbitrária destas comparações simples R WHERE C1 AND C2 R WHERE C1 OR C2 R WHERE NOT C = (R WHERE C1) INTERSECT (R WHERE C2) = (R WHERE C1) UNION (RWHERE C2) = R MINUS (RWHERE C)

20 Não confundir a operação Selecção com o operador SELECT de SQL, pois este último inclui na sua funcionalidade todas as 8 operações algébricas e ainda mais algumas. Para evitar esta confusão alguns autores referem-se à Selecção como Restrição.

21 A F# Cidade Lisboa Porto Braga Lisboa Peça P1 P1 P2 P2 A WHERE CIDADE = LISBOA F# 1 5 Cidade Lisboa Lisboa Peça P1 P2

22 Esquematicamente a visualização desta operação seria:

23 Introdução às Bases de Dados Selecção - Permite escolher tuplas de uma relação de acordo com uma condição dada. O resultado de uma operação de selecção sobre uma tabela é uma outra tabela que tem os mesmos atributos que a tabela inicial mas cujas linhas tornam verdadeira a condição dada.

24 Introdução às Bases de Dados PESSOAS NºContribuint NOMEP NIF LÚCIA HELENA LEONARDO PESSOAS WHERE (NOMEP= LUCIA ) NºContribuint NOMEP NIF LÚCIA

25 Projecção - Extrai atributos determinados de uma relação específica. A projecção da relação R nos atributos X, Y,..., Z é o conjunto de todas as tuplas (x, y,..., z) de forma que a tupla t aparece em R[X, Y,..., Z] com o valor x em X o valor y em Y,... e o z em Z e representa-se por: R [X, Y,..., Z] No caso de ao seleccionar as colunas resultarem tuplas duplicadas estas serão eliminadas.

26 Dependentes Nome Parentesco Judite filha Judite mãe Ivan filho N.º Func Dependentes [Nome] Dependentes [Nome, N.º Func.] Nome Judite Ivan Nome Judite Judite Ivan N.º Func

27 Esquematicamente a visualização desta operação seria: -Como esta operação se aplica a uma relação não existem problemas de atribuição do nome aos atributos da relação resultado; -Nenhum atributo pode ser especificado mais de uma vez na lista de atributos da operação de projecção.

28 Introdução às Bases de Dados Projecção - Permite reduzir o número de atributos de uma relação. O resultado de uma operação de projecção sobre uma tabela é uma outra tabela que tem apenas os atributos indicados na operação de projecção e sem tuplas repetidas.

29 Introdução às Bases de Dados PESSOAS NºContribuint NOMEP NIF LÚCIA HELENA LEONARDO Projecção de pessoas emnomep NOMEP LÚCIA HELENA LEONARDO

30 Junção - constrói uma relação a partir de duas relações específicas consistindo em todas as possibilidades de combinação de tuplas concatenadas, uma de cada uma das relações específicas, de forma que em cada par as duas tuplas satisfaçam uma condição específica. Este operador é um dos mais importantes do modelo relacional pois permite construir relações de acordo com as ligações que possam existir entre relações de menor grau.

31 Seja theta um operador de comparação escalar válido: A junção-theta da relação A no atributo X com a relação B no atributo Y é o conjunto de todas as tuplas t de forma que t seja a concatenação de uma tupla pertencente a A a e de uma tupla pertencente a B b e o predicado a.x theta b.y seja avaliado como verdadeiro; Os atributos A.X e B.Y devem ser definidos no mesmo domínio; Theta deve fazer sentido nesse domínio; A junção-theta não é uma operação primitiva pois equivale a realizar uma restrição adequada sobre o produto cartesiano das duas relações.

32 Exemplo de junção-maior: Álgebra Relacional S Nome João José Maria Num Nome João Ana P Peso Num (S TIMES P) WHERE S.NUM > P.NUM S.nome João José S.Num P.Nome P.Peso 1994 João João 10 P.Num

33 Se theta equivaler à igualdade e se retirarmos um dos 2 atributos iguais então a junção é chamada de junção NATURAL ou equi-join Como este tipo de junção é a mais importante na prática usa-se junção para significar junção Natural e representa-se abreviadamente: S JOIN R Daqui em diante junção refere-se à junção Natural

34 Introdução às Bases de Dados PESSOAS NºContribuint NOMEP NIF LÚCIA HELENA LEONARDO EMPRESAS NIF NOME END EMP ABC LX EMP XYZ Porto EMP ZKL LX PESSOAS JOIN EMPRESAS NºContribuint NOMEP NIF LÚCIA HELENA LEONARDO NOME EMP ABC EMP ZKL EMP XYZ END LX LX Porto

35 Introdução às Bases de Dados Conceitos a saber: Modelo Relacional Restrições de integridade Álgebra Relacional Como criar uma Base de Dados em ACCESS Como criar tabelas em ACCESS Como definir chave primária de uma tabela em ACCESS Como garantir a integridade referencial em ACCESS Como incluir ou modificar dados em tabelas do ACCESS