Манипуляционная часть реляционной модели данных включает средства и методы для выполнения операций над данными, которые хранятся в реляционной базе данных. Она описывает, как можно добавлять, изменять, удалять и извлекать данные из таблиц. Манипуляционная часть основывается на реляционной алгебре и реляционном исчислении, которые обеспечивают математически строгие способы работы с данными.
Эти операции реализуются в SQL, но также могут быть описаны и выполнены с помощью реляционной алгебры и реляционного исчисления, которые являются теоретическими основами реляционной модели данных.
Реляционная алгебра — это набор операций над реляционными таблицами, которые позволяют получать новые отношения (таблицы) на основе исходных. Реляционная алгебра состоит из элементарных операций, таких как выборка, проекция, объединение и другие, каждая из которых имеет чёткие правила выполнения.
Операция выборки (σ) выбирает строки, которые удовлетворяют заданному условию. Результатом выборки является подмножество строк из исходной таблицы. Например, выборка всех сотрудников с зарплатой выше 5000.
Операция проекции (π) извлекает определённые столбцы из таблицы, удаляя дубликаты строк. Это позволяет получить таблицу, содержащую только нужные атрибуты (например, список всех имён сотрудников).
Операция объединения (⋃) объединяет строки из двух таблиц, имеющих одинаковую структуру. Результирующая таблица содержит все строки из обеих таблиц, исключая дубликаты.
Операция пересечения (⋂) возвращает только те строки, которые присутствуют в обеих таблицах.
Операция разности (-) возвращает строки, которые присутствуют в первой таблице, но отсутствуют во второй.
Операция декартова произведения (×) объединяет каждую строку одной таблицы с каждой строкой другой таблицы, создавая все возможные комбинации строк.
Операция соединения (⋈) объединяет строки двух таблиц на основе заданного условия. Это позволяет связать таблицы по общему атрибуту, как в случае с внешним ключом. Например, соединение таблиц «Сотрудники» и «Отделы» по полю «ID отдела».
Реляционное исчисление — это декларативный подход к запросам данных, который описывает, какие данные нужно получить, не указывая, как именно это сделать. В реляционном исчислении используются логические выражения, которые описывают свойства требуемых данных, а система управления базами данных интерпретирует и выполняет эти выражения.
{t | t ∈ Сотрудники и t.зарплата > 5000} — возвращает кортежи из таблицы «Сотрудники» с зарплатой выше 5000.{Фамилия, Имя | ∃ Зарплата (Сотрудники(Фамилия, Имя, Зарплата) и Зарплата > 5000)}.Основное отличие реляционного исчисления от реляционной алгебры состоит в том, что реляционная алгебра описывает, как получить данные (императивный подход), в то время как реляционное исчисление описывает, какие данные нужно получить (декларативный подход). Это делает реляционное исчисление более абстрактным способом представления запросов.
Манипуляционная часть реляционной модели данных обеспечивает эффективное управление и извлечение данных в базе данных. Реляционная алгебра и реляционное исчисление представляют собой математические основы работы с реляционными базами данных, которые позволяют выполнять операции с таблицами и формулировать сложные запросы для анализа данных. Эти подходы составляют фундамент для таких языков, как SQL, применяемых в современных системах управления базами данных.