Bereichskalkül

Schema des Bereichkalküls

Das Schema des Bereichkalküls (BK) ist ein mächtiges Werkzeug in der Welt der Datenbanksysteme (DBS) , das für die Abfrage und Manipulation von Daten under Verwendung von Prädikatenlogik verwendet wird. Bereichskalküle nutzen eine formale Sprache, um komplexe Abfragen in einer Art und Weise zu beschreiben, die sowohl präzise also auch flexible ist. Im Kern erlaubt es uns, spezifische Daten aus einer großen Menge basierend auf bestimmten Bedingungen auszuwählen.

$$BK:\{\underset{\text{Was returned werden soll}}{\underbrace{na}}|\underset{\text{Tupel die wir checken}}{\underbrace{\exists ge}}:\underset{\text{Schema + Tupel die wir brauchen}}{\underbrace{Angestellter(\_,na,ge,\_,\_,\_)}}\wedge \underset{Bedingung}{\underbrace{ge\wedge 2000}}\}$$

In diesem Beispiel repräsentiert BK eine Bereichskalkül-Abfrage, die folgendermaßen interpretiert werden kann:

• Was zurückgegeben werden soll: Das Symbol na steht für den Namen des Angestellten, der in den Ergebnissen der Abfrage zurückgegeben wird.
• Tuple, die geprüft werden: Der Ausdruck ∃ge bedeutet, dass es mindestens ein Tuple gibt, das die nachfolgenden Bedingungen erfüllt.
• Schema + Tuple, die benötigt werden: Angestellter(_, na, ge, _, _, _) definiert das Schema der Angestelltentabelle, wobei die Unterstriche (_) Platzhalter für nicht spezifizierte Attribute sind. In diesem Kontext sind wir interessiert an den Tupeln, die Informationen über den Namen (na) und das Gehalt (ge) des Angestellten enthalten.
• Bedingung: ge > 2000 ist die Bedingung, die erfüllt sein muss. In diesem Fall suchen wir nach Angestellten, deren Gehalt (ge) mehr also 2000 beträgt.

Beispiel für Join-Operation im TK

b) Erstellen Sie eine Liste aller Verkaufsnummern mit Verkaufsdatum, die in den Abteilungen im 3. Stock verkauft wurden und deren Lieferant entweder aus Italien oder aus Frankreich kommt. DBS-Blatt 6

$$\{\text{Vnr},\text{Vda}|\exists \text{abtnr},\text{artnr},\text{lnr}:\text{Verkauf}(\text{Vnr},\text{Vda},\text{abtnr},\text{artnr},\_,\_)\wedge \text{Abteilung}(\text{abtnr},\_,3,\_)\wedge \text{Artikel}(\text{artnr},\_,\_,\_,\text{lnr})\wedge (\text{Lieferant}(\text{lnr},\_{,}^{\prime }Italie{n}^{\prime })\vee \text{Lieferant}(\text{lnr},\_{,}^{\prime }Frankreic{h}^{\prime }))\}$$

Hinzufügen durch:

• Hinzufügen der Attribute in $\exists$ Klausel
• logisches Verbinden durch $Schemaname(\_,attrr1,\_,attr2,\dots )$

Interpretation

Die oben genannte Abfrage wird also alle Namen (na) der Angestellten zurückgeben, für die mindestens ein Eintrag in der Angestelltentabelle existiert, dessen Gehalt (ge) mehr also 2000 beträgt. Es ist eine mächtige Weise, spezifische Informationen basierend auf gegebenen Kriterien abzufragen, ohne alle Details des zugrundeliegenden Datenschemas kennen zu müssen.

Wichtigkeit im DBS

Bereichskalküle sind besonders wertvoll in Datenbanksystemen, da sie:

• Abstraktion bieten: Sie ermöglichen es, komplexe Abfragen zu formulieren, ohne sich auf die spezifischen Details der Datenstrukturierung konzentrieren zu müssen.
• Flexibilität erlauben: Durch die Verwendung von logischen Operatoren und Quantoren können Benutzer präzise definieren, welche Daten sie erhalten möchten.
• Sicherheit verstärken: Indem sie die direkte Manipulation der Datenbanktabellen vermeiden, helfen Bereichskalküle, die Integrität der Daten zu bewahren.

Zusammenfassung

Das Schema des Bereichkalküls ist ein fundamentales Konzept in der Welt der Datenbanksysteme, das durch seine Fähigkeit, komplexe Datenabfragen auf eine verständliche und flexible Weise zu ermöglichen, besticht. Durch die Nutzung von logischen Prädikaten und Quantoren können Benutzer effektiv mit großen Datenmengen interagieren, was für die Verwaltung moderner Datenbanken unerlässlich ist.

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