Relationales Kalkül ist eine Art logisches Kalkül, das 1972 von Edgar Codd im Rahmen seiner Theorie der relationalen Datenbanken eingeführt wurde. Es handelt sich um eine formale Sprache, die zur Beschreibung einer Reihe von Datensätzen und ihrer Beziehung zueinander verwendet werden kann. Das Relationale Kalkül bietet eine Reihe von logischen Operatoren, mit denen sich Abfragen in einer Sprache ausdrücken lassen, die sowohl für Menschen als auch für Computer verständlich ist.
Das Relationale Kalkül wurde von Edgar Codd in den frühen 1970er Jahren als Teil seiner Theorie der relationalen Datenbanken entwickelt. Ursprünglich wurde es als formale Sprache verwendet, um Abfragen in einer Sprache auszudrücken, die sowohl für Menschen als auch für Computer verständlich ist. Im Laufe der Jahre hat sie sich weiterentwickelt und ist ein wichtiger Bestandteil der Datenbanklandschaft geworden.
Relationales Kalkül kann in zwei verschiedene Arten unterteilt werden: tupelrelationales Kalkül (auch bekannt als "domain relational calculus") und domain relational calculus. Das Tupel-Relationen-Kalkül ist eine mengenorientierte Sprache, die Variablen zur Darstellung von Tupeln in einer Beziehung verwendet. Das bereichsbezogene Kalkül ist eine prozedurale Sprache, die Prädikate verwendet, um die Beziehungen und Operationen zwischen Beziehungen zu beschreiben.
Relationales Kalkül funktioniert, indem Benutzer eine Abfrage in Form einer Menge von Tupeln in einer Relation definieren können. Diese Menge von Tupeln wird dann unter Verwendung einer Reihe von Prädikaten und Operationen ausgewertet, die logische Operatoren, Vergleichsoperatoren und arithmetische Operatoren umfassen können. Das Ergebnis der Auswertung ist die Menge der Tupel, die die Abfrage erfüllen.
Das Relationale Kalkül bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen Abfragesprachen. Sie ist leicht zu erlernen und zu verstehen und außerdem sehr ausdrucksstark. Sie bietet den Benutzern die Möglichkeit, komplexe Abfragen auf eine prägnante und logische Weise auszudrücken. Außerdem ist die relationale Kalkulation sehr erweiterbar, so dass die Benutzer komplexere Abfragen und Operationen erstellen können.
Die relationale Kalkulation ist nicht frei von Nachteilen. Es kann schwierig sein, Fehler zu beheben und zu optimieren, da es keine Standardmethode zur Darstellung der Abfrage gibt. Außerdem ist das Relationale Kalkül nicht so effizient wie andere Abfragesprachen, z. B. SQL, da es mehr Operationen zur Auswertung einer Abfrage erfordert.
Das Relationale Kalkül wird in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. in Data Warehousing, Data Mining, künstlicher Intelligenz und natürlicher Sprachverarbeitung. Darüber hinaus kann es zur Erstellung komplexer Abfragen, wie z. B. Joins und Unions, verwendet werden, die zur Analyse großer Datensätze eingesetzt werden können.
Es gibt mehrere Werkzeuge, die Entwicklern die Arbeit mit dem Relationalen Kalkül erleichtern. Diese Werkzeuge bieten eine Schnittstelle zur Definition von Abfragen und Operationen sowie eine Umgebung zum Debuggen und Optimieren von Abfragen. Darüber hinaus können diese Werkzeuge zur Erstellung komplexer Abfragen und Operationen verwendet werden.
Obwohl das Relational Calculus eine leistungsfähige und weit verbreitete Abfragesprache ist, gibt es Alternativen. Dazu gehören SQL, eine prozedurale Sprache, und objektorientierte Datenbanken, die auf Objekten und nicht auf Tupeln basieren. Außerdem gibt es NoSQL-Datenbanken, die auf Skalierbarkeit und Leistung ausgelegt sind.
Relationales Kalkül und Algebra sind zwei mathematische Rahmenwerke, die zur Beschreibung der Beziehungen zwischen Datenelementen in einer Datenbank verwendet werden. Relationales Kalkül ist ein Top-Down-Ansatz, der von einer Reihe bekannter Beziehungen ausgeht und daraus neue Beziehungen ableitet. Die Algebra ist ein Bottom-up-Ansatz, der von einer Reihe von Datenelementen ausgeht und Beziehungen zwischen ihnen definiert.
Relationales Kalkül ist eine formale Sprache zur Darstellung von Abfragen über Beziehungen. Sie ist eng mit der Logik erster Ordnung verwandt und kann verwendet werden, um Abfragen auf natürlichere Weise auszudrücken als die formalere relationale Algebra.
Es gibt zwei Haupttypen des relationalen Kalküls: das tupelrelationale Kalkül und das bereichsrelationale Kalkül.
Tuple relational calculus (TRC) ist eine deklarative Abfragesprache, die Abfragen über Beziehungen definiert, indem sie die Bedingungen angibt, die Tupel erfüllen müssen. Sie ist eng mit der Logik erster Ordnung verwandt und kann verwendet werden, um Abfragen auf natürlichere Weise auszudrücken als die eher formale relationale Algebra.
Domain relational calculus (DRC) ist eine deklarative Abfragesprache, die Abfragen über Relationen definiert, indem sie die Bedingungen angibt, die die Variablen erfüllen müssen. Sie ist ausdrucksstärker als das Tupel-Relationen-Kalkül und kann verwendet werden, um Abfragen zu formulieren, die im Tupel-Relationen-Kalkül nicht möglich sind.
Der Begriff "relational" wird in Datenbanken verwendet, um die Beziehungen zwischen Datenelementen zu beschreiben. In einer relationalen Datenbank sind die Daten in Tabellen organisiert, wobei jede Tabelle eine andere Einheit darstellt. Die Tabellen sind durch Beziehungen miteinander verbunden, die durch die Werte in den Spalten der Tabelle definiert sind. So kann beispielsweise eine Tabelle mit Mitarbeitern mit einer Tabelle mit Abteilungen über die Spalte Abteilungs-ID verknüpft sein.
In einer relationalen Datenbank gibt es drei Arten von Beziehungen, die zwischen Daten bestehen können:
Eins-zu-eins: Bei dieser Art von Beziehung kann jeder Datensatz in einer Tabelle mit nur einem Datensatz in einer anderen Tabelle verknüpft werden. Zum Beispiel kann jeder Mitarbeiter in einem Unternehmen nur eine Mitarbeiter-ID-Nummer haben.
Eins-zu-Viel: Bei dieser Art von Beziehung kann jeder Datensatz in einer Tabelle mit mehreren Datensätzen in einer anderen Tabelle verknüpft werden. So kann zum Beispiel jeder Kunde in einem Unternehmen mehrere Bestellungen haben.
Viele-zu-viele: Bei dieser Art von Beziehung kann jeder Datensatz in einer Tabelle mit mehreren Datensätzen in einer anderen Tabelle verknüpft sein, und jeder Datensatz in der zweiten Tabelle kann ebenfalls mit mehreren Datensätzen in der ersten Tabelle verknüpft sein. Zum Beispiel kann jedes Produkt in einem Unternehmen von mehreren Kunden bestellt werden, und jeder Kunde kann mehrere Produkte bestellen.