কার্যকরী ডিবিএমএস

ডাটাবেস জগত দীর্ঘদিন ধরে রিলেশনাল ডিবিএমএস দ্বারা দখল করা হয়েছে যা SQL ভাষা ব্যবহার করে। এত বেশি যে উদীয়মান জাতগুলিকে NoSQL বলা হয়। তারা এই বাজারে নিজেদের জন্য একটি নির্দিষ্ট জায়গা জিততে পেরেছে, কিন্তু রিলেশনাল ডিবিএমএস মারা যাচ্ছে না, এবং তাদের নিজস্ব উদ্দেশ্যে সক্রিয়ভাবে ব্যবহার করা চালিয়ে যাচ্ছে।

এই নিবন্ধে, আমি একটি কার্যকরী ডাটাবেসের ধারণা বর্ণনা করতে চাই। আরও ভাল বোঝার জন্য, আমি ক্লাসিক্যাল রিলেশনাল মডেলের সাথে তুলনা করে এটি করব। উদাহরণ হিসাবে, ইন্টারনেটে পাওয়া বিভিন্ন SQL পরীক্ষার কাজগুলি ব্যবহার করা হবে।

ভূমিকা

রিলেশনাল ডাটাবেসগুলি টেবিল এবং ক্ষেত্রগুলিতে কাজ করে। একটি কার্যকরী ডাটাবেসে, যথাক্রমে ক্লাস এবং ফাংশন ব্যবহার করা হবে। N কী সহ একটি টেবিলের একটি ক্ষেত্র N প্যারামিটারের একটি ফাংশন হিসাবে উপস্থাপন করা হবে। টেবিলের মধ্যে লিঙ্কগুলির পরিবর্তে, ফাংশনগুলি ব্যবহার করা হবে যা লিঙ্কটি যে ক্লাসে যায় তার বস্তুগুলিকে ফেরত দেয়। JOIN এর পরিবর্তে ফাংশন কম্পোজিশন ব্যবহার করা হবে।

কাজগুলিতে সরাসরি এগিয়ে যাওয়ার আগে, আমি ডোমেন লজিকের কাজটি বর্ণনা করব। DDL এর জন্য, আমি PostgreSQL সিনট্যাক্স ব্যবহার করব। কার্যকরী এর নিজস্ব সিনট্যাক্সের জন্য।

টেবিল এবং ক্ষেত্র

নাম এবং মূল্য ক্ষেত্র সহ একটি সাধারণ Sku অবজেক্ট:

সম্পর্কীয়

CREATE TABLE Sku
(
    id bigint NOT NULL,
    name character varying(100),
    price numeric(10,5),
    CONSTRAINT id_pkey PRIMARY KEY (id)
)

কার্যকরী

CLASS Sku;
name = DATA STRING[100] (Sku);
price = DATA NUMERIC[10,5] (Sku);


আমরা দুটি ঘোষণা ক্রিয়াকলাপ, যা ইনপুট হিসাবে একটি Sku প্যারামিটার নেয় এবং একটি আদিম প্রকার প্রদান করে।

এটা ধরে নেওয়া হয় যে একটি কার্যকরী DBMS-এ, প্রতিটি বস্তুর কিছু অভ্যন্তরীণ কোড থাকবে যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে তৈরি হয় এবং প্রয়োজনে অ্যাক্সেস করা যেতে পারে।

আসুন পণ্য / দোকান / সরবরাহকারীর জন্য মূল্য নির্ধারণ করি। এটি সময়ের সাথে পরিবর্তিত হতে পারে, তাই টেবিলে একটি সময় ক্ষেত্র যোগ করা যাক। কোড সংক্ষিপ্ত করতে আমি একটি রিলেশনাল ডাটাবেসে ডিরেক্টরির জন্য টেবিলের ঘোষণা এড়িয়ে যাব:

সম্পর্কীয়

CREATE TABLE prices
(
    skuId bigint NOT NULL,
    storeId bigint NOT NULL,
    supplierId bigint NOT NULL,
    dateTime timestamp without time zone,
    price numeric(10,5),
    CONSTRAINT prices_pkey PRIMARY KEY (skuId, storeId, supplierId)
)

কার্যকরী

CLASS Sku;
CLASS Store;
CLASS Supplier;
dateTime = DATA DATETIME (Sku, Store, Supplier);
price = DATA NUMERIC[10,5] (Sku, Store, Supplier);


সূচকের

শেষ উদাহরণের জন্য, আসুন সমস্ত কী এবং তারিখে একটি সূচক তৈরি করি যাতে আমরা একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য দ্রুত মূল্য খুঁজে পেতে পারি।

সম্পর্কীয়

CREATE INDEX prices_date
    ON prices
    (skuId, storeId, supplierId, dateTime)

কার্যকরী

INDEX Sku sk, Store st, Supplier sp, dateTime(sk, st, sp);


কর্ম

এর সংশ্লিষ্ট থেকে নেওয়া তুলনামূলকভাবে সহজ সমস্যা দিয়ে শুরু করা যাক প্রবন্ধ হাবরের উপর।

প্রথমে, আসুন ডোমেন লজিক ঘোষণা করি (একটি রিলেশনাল ডাটাবেসের জন্য, এটি উপরের নিবন্ধে সরাসরি করা হয়েছে)।

CLASS Department;
name = DATA STRING[100] (Department);

CLASS Employee;
department = DATA Department (Employee);
chief = DATA Employee (Employee);
name = DATA STRING[100] (Employee);
salary = DATA NUMERIC[14,2] (Employee);


সমস্যা ঘ

তাৎক্ষণিক সুপারভাইজারদের চেয়ে বেশি মজুরি প্রাপ্ত কর্মচারীদের একটি তালিকা প্রদর্শন করুন।

সম্পর্কীয়

select a.*
from   employee a, employee b
where  b.id = a.chief_id
and    a.salary > b.salary

কার্যকরী

SELECT name(Employee a) WHERE salary(a) > salary(chief(a));


সমস্যা ঘ

তাদের বিভাগে সর্বোচ্চ বেতন উপার্জনকারী কর্মচারীদের একটি তালিকা প্রদর্শন করুন

সম্পর্কীয়

select a.*
from   employee a
where  a.salary = ( select max(salary) from employee b
                    where  b.department_id = a.department_id )

কার্যকরী

maxSalary 'Максимальная зарплата' (Department s) = 
    GROUP MAX salary(Employee e) IF department(e) = s;
SELECT name(Employee a) WHERE salary(a) = maxSalary(department(a));

// или если "заинлайнить"
SELECT name(Employee a) WHERE 
    salary(a) = maxSalary(GROUP MAX salary(Employee e) IF department(e) = department(a));


উভয় বাস্তবায়ন সমান। রিলেশনাল ডাটাবেসের প্রথম ক্ষেত্রে, আপনি CREATE VIEW ব্যবহার করতে পারেন, যা একইভাবে প্রথমে এটিতে একটি নির্দিষ্ট বিভাগের জন্য সর্বাধিক বেতন গণনা করবে। ভবিষ্যতে, স্পষ্টতার জন্য, আমি প্রথম কেসটি ব্যবহার করব, যেহেতু এটি সমাধানটিকে আরও ভালভাবে প্রতিফলিত করে।

সমস্যা ঘ

বিভাগের আইডিগুলির একটি তালিকা প্রদর্শন করুন, কর্মচারীর সংখ্যা 3 জনের বেশি নয়।

সম্পর্কীয়

select department_id
from   employee
group  by department_id
having count(*) <= 3

কার্যকরী

countEmployees 'Количество сотрудников' (Department d) = 
    GROUP SUM 1 IF department(Employee e) = d;
SELECT Department d WHERE countEmployees(d) <= 3;


সমস্যা ঘ

কর্মচারীদের একটি তালিকা প্রদর্শন করুন যাদের একই বিভাগে কর্মরত একজন নিয়োগকৃত ব্যবস্থাপক নেই।

সম্পর্কীয়

select a.*
from   employee a
left   join employee b on (b.id = a.chief_id and b.department_id = a.department_id)
where  b.id is null

কার্যকরী

SELECT name(Employee a) WHERE NOT (department(chief(a)) = department(a));


সমস্যা ঘ

সর্বোচ্চ মোট কর্মচারী বেতন সহ বিভাগের আইডিগুলির তালিকা খুঁজুন।

সম্পর্কীয়

with sum_salary as
  ( select department_id, sum(salary) salary
    from   employee
    group  by department_id )
select department_id
from   sum_salary a       
where  a.salary = ( select max(salary) from sum_salary )

কার্যকরী

salarySum 'Максимальная зарплата' (Department d) = 
    GROUP SUM salary(Employee e) IF department(e) = d;
maxSalarySum 'Максимальная зарплата отделов' () = 
    GROUP MAX salarySum(Department d);
SELECT Department d WHERE salarySum(d) = maxSalarySum();


আসুন অন্য থেকে আরও জটিল কাজগুলিতে এগিয়ে যাই প্রবন্ধ. এমএস এসকিউএল-এ এই কাজটি কীভাবে বাস্তবায়ন করা যায় তার একটি বিশদ বিশ্লেষণ রয়েছে এতে।

সমস্যা ঘ

কোন বিক্রেতারা 1997 সালে 30টির বেশি আইটেম #1 বিক্রি করেছিল?

ডোমেন লজিক (আগের মতো, আমরা RDBMS-এ ঘোষণাটি এড়িয়ে যাই):

CLASS Employee 'Продавец';
lastName 'Фамилия' = DATA STRING[100] (Employee);

CLASS Product 'Продукт';
id = DATA INTEGER (Product);
name = DATA STRING[100] (Product);

CLASS Order 'Заказ';
date = DATA DATE (Order);
employee = DATA Employee (Order);

CLASS Detail 'Строка заказа';

order = DATA Order (Detail);
product = DATA Product (Detail);
quantity = DATA NUMERIC[10,5] (Detail);


সম্পর্কীয়

select LastName
from Employees as e
where (
  select sum(od.Quantity)
  from [Order Details] as od
  where od.ProductID = 1 and od.OrderID in (
    select o.OrderID
    from Orders as o
    where year(o.OrderDate) = 1997 and e.EmployeeID = o.EmployeeID)
) > 30

কার্যকরী

sold (Employee e, INTEGER productId, INTEGER year) = 
    GROUP SUM quantity(OrderDetail d) IF 
        employee(order(d)) = e AND 
        id(product(d)) = productId AND 
        extractYear(date(order(d))) = year;
SELECT lastName(Employee e) WHERE sold(e, 1, 1997) > 30;


সমস্যা ঘ

প্রতিটি গ্রাহকের জন্য (প্রথম নাম, শেষ নাম), দুটি আইটেম (নাম) খুঁজুন যার উপর গ্রাহক 1997 সালে সবচেয়ে বেশি অর্থ ব্যয় করেছেন।

পূর্ববর্তী উদাহরণ থেকে ডোমেন যুক্তি প্রসারিত করা:

CLASS Customer 'Клиент';
contactName 'ФИО' = DATA STRING[100] (Customer);

customer = DATA Customer (Order);

unitPrice = DATA NUMERIC[14,2] (Detail);
discount = DATA NUMERIC[6,2] (Detail);


সম্পর্কীয়

SELECT ContactName, ProductName FROM (
SELECT c.ContactName, p.ProductName
, ROW_NUMBER() OVER (
    PARTITION BY c.ContactName
    ORDER BY SUM(od.Quantity * od.UnitPrice * (1 - od.Discount)) DESC
) AS RatingByAmt
FROM Customers c
JOIN Orders o ON o.CustomerID = c.CustomerID
JOIN [Order Details] od ON od.OrderID = o.OrderID
JOIN Products p ON p.ProductID = od.ProductID
WHERE YEAR(o.OrderDate) = 1997
GROUP BY c.ContactName, p.ProductName
) t
WHERE RatingByAmt < 3

কার্যকরী

sum (Detail d) = quantity(d) * unitPrice(d) * (1 - discount(d));
bought 'Купил' (Customer c, Product p, INTEGER y) = 
    GROUP SUM sum(Detail d) IF 
        customer(order(d)) = c AND 
        product(d) = p AND 
        extractYear(date(order(d))) = y;
rating 'Рейтинг' (Customer c, Product p, INTEGER y) = 
    PARTITION SUM 1 ORDER DESC bought(c, p, y), p BY c, y;
SELECT contactName(Customer c), name(Product p) WHERE rating(c, p, 1997) < 3;


PARTITION অপারেটর নিম্নলিখিত নীতি অনুসারে কাজ করে: এটি নির্দিষ্ট গোষ্ঠীর মধ্যে SUM (এখানে 1) এর পরে উল্লিখিত অভিব্যক্তিকে যোগ করে (এখানে গ্রাহক এবং বছর, তবে যে কোনও অভিব্যক্তি হতে পারে), ORDER-এ নির্দিষ্ট অভিব্যক্তি অনুসারে গ্রুপগুলির মধ্যে বাছাই করা ( এখানে কেনা, এবং যদি সমান হয়, তাহলে অভ্যন্তরীণ পণ্য কোড দ্বারা)।

সমস্যা ঘ

বর্তমান অর্ডারগুলি পূরণ করতে সরবরাহকারীদের কাছ থেকে কতগুলি পণ্য অর্ডার করতে হবে।

আবার ডোমেইন লজিক প্রসারিত করা যাক:

CLASS Supplier 'Поставщик';
companyName = DATA STRING[100] (Supplier);

supplier = DATA Supplier (Product);

unitsInStock 'Остаток на складе' = DATA NUMERIC[10,3] (Product);
reorderLevel 'Норма продажи' = DATA NUMERIC[10,3] (Product);


সম্পর্কীয়

select s.CompanyName, p.ProductName, sum(od.Quantity) + p.ReorderLevel — p.UnitsInStock as ToOrder
from Orders o
join [Order Details] od on o.OrderID = od.OrderID
join Products p on od.ProductID = p.ProductID
join Suppliers s on p.SupplierID = s.SupplierID
where o.ShippedDate is null
group by s.CompanyName, p.ProductName, p.UnitsInStock, p.ReorderLevel
having p.UnitsInStock < sum(od.Quantity) + p.ReorderLevel

কার্যকরী

orderedNotShipped 'Заказано, но не отгружено' (Product p) = 
    GROUP SUM quantity(OrderDetail d) IF product(d) = p;
toOrder 'К заказу' (Product p) = orderedNotShipped(p) + reorderLevel(p) - unitsInStock(p);
SELECT companyName(supplier(Product p)), name(p), toOrder(p) WHERE toOrder(p) > 0;


একটি তারকাচিহ্ন দিয়ে কাজ করুন

এবং শেষ উদাহরণটি ব্যক্তিগতভাবে আমার কাছ থেকে। একটি সামাজিক নেটওয়ার্কের যুক্তি আছে. মানুষ একে অপরের বন্ধু হতে পারে এবং একে অপরকে পছন্দ করতে পারে। একটি কার্যকরী ডাটাবেস দৃষ্টিকোণ থেকে, এটি দেখতে এরকম হবে:

CLASS Person;
likes = DATA BOOLEAN (Person, Person);
friends = DATA BOOLEAN (Person, Person);


বন্ধুত্বের জন্য সম্ভাব্য প্রার্থীদের খুঁজে বের করা প্রয়োজন। আরও আনুষ্ঠানিকভাবে, আপনাকে A, B, C এমন সমস্ত লোককে খুঁজে বের করতে হবে যে A B এর সাথে বন্ধু এবং B C এর সাথে বন্ধু, A পছন্দ করে C, কিন্তু A C এর সাথে বন্ধু নয়।
একটি কার্যকরী ডাটাবেস দৃষ্টিকোণ থেকে, ক্যোয়ারীটি দেখতে এইরকম হবে:

SELECT Person a, Person b, Person c WHERE 
    likes(a, c) AND NOT friends(a, c) AND 
    friends(a, b) AND friends(b, c);


পাঠককে এসকিউএল-এ এই সমস্যাটি স্বাধীনভাবে সমাধান করার জন্য আমন্ত্রণ জানানো হয়েছে। ধারণা করা হয়, যারা পছন্দ করে তাদের তুলনায় অনেক কম বন্ধু আছে। অতএব, তারা পৃথক টেবিলে আছে। একটি সফল সমাধানের ক্ষেত্রে, দুটি তারকাচিহ্নের সাথেও একটি সমস্যা রয়েছে। তার বন্ধুত্ব প্রতিসম নয়। একটি কার্যকরী ডাটাবেসে এটি দেখতে এরকম হবে:

SELECT Person a, Person b, Person c WHERE 
    likes(a, c) AND NOT friends(a, c) AND 
    (friends(a, b) OR friends(b, a)) AND 
    (friends(b, c) OR friends(c, b));


UPD: প্রথম এবং দ্বিতীয় তারকাচিহ্নের সাথে সমস্যার সমাধান dss_কালিকা:

SELECT 
   pl.PersonAID
  ,pf.PersonAID
  ,pff.PersonAID
FROM Persons                 AS p
--Лайки                      
JOIN PersonRelationShip      AS pl ON pl.PersonAID = p.PersonID
                                  AND pl.Relation  = 'Like'
--Друзья                     
JOIN PersonRelationShip      AS pf ON pf.PersonAID = p.PersonID 
                                  AND pf.Relation = 'Friend'
--Друзья Друзей              
JOIN PersonRelationShip      AS pff ON pff.PersonAID = pf.PersonBID
                                   AND pff.PersonBID = pl.PersonBID
                                   AND pff.Relation = 'Friend'
--Ещё не дружат         
LEFT JOIN PersonRelationShip AS pnf ON pnf.PersonAID = p.PersonID
                                   AND pnf.PersonBID = pff.PersonBID
                                   AND pnf.Relation = 'Friend'
WHERE pnf.PersonAID IS NULL 

;WITH PersonRelationShipCollapsed AS (
  SELECT pl.PersonAID
        ,pl.PersonBID
        ,pl.Relation 
  FROM #PersonRelationShip      AS pl 
  
  UNION 

  SELECT pl.PersonBID AS PersonAID
        ,pl.PersonAID AS PersonBID
        ,pl.Relation
  FROM #PersonRelationShip      AS pl 
)
SELECT 
   pl.PersonAID
  ,pf.PersonBID
  ,pff.PersonBID
FROM #Persons                      AS p
--Лайки                      
JOIN PersonRelationShipCollapsed  AS pl ON pl.PersonAID = p.PersonID
                                 AND pl.Relation  = 'Like'                                  
--Друзья                          
JOIN PersonRelationShipCollapsed  AS pf ON pf.PersonAID = p.PersonID 
                                 AND pf.Relation = 'Friend'
--Друзья Друзей                   
JOIN PersonRelationShipCollapsed  AS pff ON pff.PersonAID = pf.PersonBID
                                 AND pff.PersonBID = pl.PersonBID
                                 AND pff.Relation = 'Friend'
--Ещё не дружат                   
LEFT JOIN PersonRelationShipCollapsed AS pnf ON pnf.PersonAID = p.PersonID
                                   AND pnf.PersonBID = pff.PersonBID
                                   AND pnf.Relation = 'Friend'
WHERE pnf.[PersonAID] IS NULL 

উপসংহার

এটি লক্ষ করা উচিত যে ভাষার উপরের সিনট্যাক্সটি উপরের ধারণাটি বাস্তবায়নের জন্য একটি বিকল্প। এটি এসকিউএল ছিল যা ভিত্তি হিসাবে নেওয়া হয়েছিল এবং লক্ষ্য ছিল এটিকে যতটা সম্ভব তার মতো করে তোলা। অবশ্যই, কেউ কিওয়ার্ডের নাম, শব্দের ক্ষেত্রে ইত্যাদি পছন্দ নাও করতে পারে। এখানে মূল জিনিস হল ধারণা নিজেই। যদি ইচ্ছা হয়, আপনি C ++ এবং Python উভয়ই একই সিনট্যাক্স তৈরি করতে পারেন।

বর্ণিত ডাটাবেস ধারণা, আমার মতে, নিম্নলিখিত সুবিধা আছে:

• আরাম. এটি একটি অপেক্ষাকৃত বিষয়গত সূচক যা সাধারণ ক্ষেত্রে স্পষ্ট নয়। তবে আপনি যদি আরও জটিল ক্ষেত্রে (উদাহরণস্বরূপ, তারকাচিহ্ন সহ কাজগুলি) দেখেন, তবে আমার মতে, এই জাতীয় প্রশ্নগুলি লেখা অনেক সহজ।
• Инкапсуляция. কিছু উদাহরণে, আমি মধ্যবর্তী ফাংশন ঘোষণা করেছি (উদাহরণস্বরূপ, বিক্রীত, কেনা ইত্যাদি), যা থেকে পরবর্তী ফাংশন তৈরি করা হয়েছিল। এটি আপনাকে নির্দিষ্ট ফাংশনগুলির যুক্তি পরিবর্তন করতে দেয়, যদি প্রয়োজন হয়, তাদের উপর নির্ভরশীলদের যুক্তি পরিবর্তন না করে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি বিক্রয় করতে পারেন বিক্রীত সম্পূর্ণ ভিন্ন বস্তু থেকে গণনা করা হয়েছিল, বাকি যুক্তি পরিবর্তন হবে না। হ্যাঁ, RDBMS-এ এটি CREATE VIEW ব্যবহার করে করা যেতে পারে। কিন্তু সব যুক্তি এভাবে লিখলে খুব একটা পড়া মনে হবে না।
• কোন শব্দার্থিক ফাঁক নেই. এই ধরনের একটি ডাটাবেস ফাংশন এবং ক্লাস (টেবিল এবং ক্ষেত্রগুলির পরিবর্তে) দিয়ে কাজ করে। ক্লাসিক্যাল প্রোগ্রামিংয়ের মতো একইভাবে (ধরে নিচ্ছি যে একটি পদ্ধতি হল একটি ফাংশন যার সাথে এটি একটি ক্লাসের আকারে প্রথম প্যারামিটার রয়েছে)। তদনুসারে, সার্বজনীন প্রোগ্রামিং ভাষার সাথে "বন্ধু তৈরি করা" অনেক সহজ হওয়া উচিত। উপরন্তু, এই ধারণা আপনি আরো অনেক জটিল ফাংশন বাস্তবায়ন করতে পারবেন. উদাহরণস্বরূপ, আপনি ডাটাবেসে এই মত বিবৃতি এম্বেড করতে পারেন:

  CONSTRAINT sold(Employee e, 1, 2019) > 100 IF name(e) = 'Петя' MESSAGE  'Что-то Петя продает слишком много одного товара в 2019 году';


• উত্তরাধিকার এবং বহুরূপতা. একটি কার্যকরী ডাটাবেসে, আপনি CLASS ClassP এর মাধ্যমে একাধিক উত্তরাধিকার প্রবর্তন করতে পারেন: Class1, Class2 একাধিক পলিমরফিজম গঠন এবং বাস্তবায়ন করে। ঠিক কিভাবে, সম্ভবত আমি নিম্নলিখিত নিবন্ধে লিখব.

যদিও এটি শুধুমাত্র একটি ধারণা, আমাদের ইতিমধ্যে জাভাতে কিছু বাস্তবায়ন রয়েছে যা সমস্ত কার্যকরী যুক্তিকে রিলেশনাল লজিকে অনুবাদ করে। এছাড়াও, উপস্থাপনার যুক্তি এবং অন্যান্য অনেক কিছু সুন্দরভাবে এটির সাথে স্ক্রু করা হয়েছে, যার জন্য আমরা একটি সম্পূর্ণ পাই মাচা. মূলত, আমরা একটি "ভার্চুয়াল মেশিন" হিসাবে একটি RDBMS (এখন পর্যন্ত শুধুমাত্র PostgreSQL) ব্যবহার করছি। এই অনুবাদটি কখনও কখনও সমস্যার সৃষ্টি করে কারণ RDBMS ক্যোয়ারী অপ্টিমাইজার নির্দিষ্ট পরিসংখ্যান জানে না যা FDBMS করে। তাত্ত্বিকভাবে, একটি ডাটাবেস ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম বাস্তবায়ন করা সম্ভব যা একটি নির্দিষ্ট কাঠামোকে স্টোরেজ হিসাবে ব্যবহার করবে, বিশেষত কার্যকরী যুক্তির জন্য অভিযোজিত।

উত্স: www.habr.com