
- •Лекции по курсу «Базы данных» для студентов факультета вычислительной математики и кибернетики кгу
- •Системы управления базами данных, их состав и назначение. Файловые и клиент-серверные субд.
- •2. Типы базы данных. Реляционные, иерархические, сетевые, объектно-ориентированные базы данных.
- •Основные понятия теории баз данных. Поиск данных и пользовательские запросы.
- •4. Проектирование предметной области. Объекты и атрибуты предметной области. Связи между объектами типа 1:1, 1:m, m:n.
- •Первичные ключи и индексы
- •Реляционные отношения между таблицами Отношение один-ко-многим
- •Отношение один-к-одному
- •Отношение многие-ко-многим
- •Оператор переименования атрибутов.
- •Теоретико-множественные операторы:
- •Объединение
- •Пересечение
- •3. Вычитание
- •4. Декартово произведение
- •Специальные реляционные операторы
- •5. Выборка (ограничение, селекция)
- •Проекция
- •6. Соединение
- •7. Деление
- •Примеры использования реляционных операторов
- •Кросс-таблицы.
- •Ключи отношений. Их роль и использование в базах данных.
- •Связи между отношениями. Внешние ключи. Проблема целостности внешних ключей.
- •Функциональные зависимости. Аксиоматическая система функциональных зависимостей. Теорема полноты.
- •1. Аксиоматика функциональных зависимостей Армстронга.
- •Покрытия функциональных зависимостей. Структура неизбыточных покрытий.
- •Нормальные формы баз данных. Первая, вторая и третья нормальные формы. Нормальная форма Бойса- Кодда.
- •Вторая Нормальная Форма.
- •Отношение сотрудники_отделы
- •Отношение проекты
- •Отношение задания
- •3 Нормальная форма.
- •Отношение сотрудники
- •Отношение отделы
- •Нормализация баз данных. Алгоритм приведения к 3-й нормальной форме с помощью кольцевых зависимостей.
- •Метод «Entity-Relationship». Проектирование структуры баз данных с помощью er-диаграмм. Пример.
- •Физическая организация баз данных.
- •2. Блочный поиск.
- •3. Двоичный поиск.
- •4. Поиск в индексно-последовательном файле.
- •6. Поиск в сбалансированном дереве.
- •7. Перемешивание.
- •8. Комбинация вышеперечисленных способов.
- •Организация баз данных с помощью хеширования. Влияние на эффективность хеширования размеров блока, плотности заполнения и выбора алгоритма хеширования.
- •2. Деление.
- •3. Сдвиг разрядов.
- •4. Преобразование системы исчисления.
- •Язык sql. Команды create, select, insert, alter, update, drop.
- •Простая выборка
- •Использование операторов сравнения
- •Использование in
- •Использование like
- •Выборка с упорядочением
- •Применение агрегатных функций sum, max, min, average в предложении select.
- •Функции без использования фразы group by
- •Фраза group by
- •Использование фразы having
- •19. Организация сложных запросов с помощью команды select.
- •Декартово произведение таблиц
- •Соединение таблицы со своей копией
- •Простые вложенные подзапросы
- •Объединение (union)
- •Организация клиент–серверных бд. Модели технологий «клиент–сервер».
- •Технологии доступа к данным. Система драйверов odbc. Источники данных. Создание dsn-файла.
- •Модели безопасность данных. Мандатный и дискреционный подход к обеспечению безопасности данных. Передача и отзыв привилегий пользователей с помощью предложения grant.
- •26.Безопасность баз данных. Средства защиты бд access.
- •31. Использование внешних данных в Access. Создание страниц доступа к данным и загрузка внешних баз данных. Выполнение sql-запросов к серверу ms sql Server.
- •I. Создание html-страницы доступа к данным
- •II. Загрузка в Access базы данных c сервера и работа с ней.
- •III. Выполнение в Access запросов к внешним таблицам, хранящимся на ms sql Server.
- •Совместная работа Access и ms sql Server, работа с удаленными данными на сервере. Использование утилиты Query Analyzer.
- •Работа с внешними данными с помощью технологии odbc
- •Команды Transact-sql
- •Создание представлений
- •Создание триггеров
- •37. Raid массивы и уровни их организации.
Системы управления базами данных, их состав и назначение. Файловые и клиент-серверные субд.
На сегодняшний день разработки в области систем баз данных общего пользования занимают ведущее место в мире. Основными причинами, способствующими развитию теории баз данных, являются :
Увеличение мощности компьютеров, приводит к увеличению объемов информации, обрабатываемой с помощью компьютера, что повышает потенциальные возможности использования компьютеров.
Хранения информации на магнитных носителях становится дешевле, чем на бумаге, что приводит к накоплению информации в электронной форме.
Хранение информации на электронных носителях позволяет стурктурировать ее, выполнить предварительную обработку и выдать потребителю в удобной для него форме.
В памяти компьютера можно хранить не только текстовую информацию, но и схемы, рисунки, музыкальные произведения и т.п.
Информацию, хранимую в компьютере, можно не только накапливать и выдавать по запросам, но и обрабатывать, преобразовывать в новую форму.
Информацию легко копировать, тиражировать и передать по сетям на большие расстояния.
Для работы с данными пишутся специальные пакеты программ, предназначенные для ввода информации в компьютер, хранения ее в удобной и компактной форме, обеспечивающей быстрый доступ к информации по запросам пользователя. Такие пакеты программ называются системами управления баз данных (СУБД). Основными компонентами, содержащимися в СУБД, являются следующие:
Среда пользователя, позволяющая осуществлять непосредственный управление данными в компьютере: ввод, модификация и получение ответов на запросы.
Алгоритмический язык для программирования прикладных систем, реализованный как интерпретатор, содержащий внутренний редактор, компилятор и отладчик.
Программы утилиты быстрого программирования рутинных операций типа составления МЕНЮ пользователя, генераторы отчетов, формирование экрана и т.п.
Компилятор для придания готовой программе вида завершенного программного продукта в виде независимого exe-файла, работающей вне среды СУБД.
Первоначально, термин СУБД относился к системам, обладающим только компонентой 1, т.е. к оболочкам пользователя. Однако, в настоящее время на рынке программных продуктов все большее долю занимают СУБД, обладающие всеми перечисленными компонентами.
Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, FoxPro, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще – диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще упоминаются языки программирования Delphi и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами «классических» СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии «клиент-сервер». Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.
Краткая характеристика программного обеспечения, используемого в СУБД. Рассмотрим кратко программные продукты компании Microsoft, а именно Visual FoxPro, Visual Basic, Visual С++, Access, SQL Server. Наиболее интересной чертой этих пакетов являются их большие возможности интеграции, совместной работы и использования данных, так как данные пакеты являются продуктами одного производителя, а также используют сходные технологии обмена данными.
Visual FoxPro отличается высокой скоростью, имеет встроенный объектно-ориентированный язык программирования с использованием xBase и SQL, диалекты которых встроены во многие СУБД. Имеет высокий уровень объектной модели. При использовании в вычислительных сетях обеспечивает как монопольный, так и раздельный доступ пользователей к данным. Применяется для приложений масштаба предприятия для работы на различных платформах: Windows, Macintosh..
Access входит в состав самого популярного пакета Microsoft Office. Основные преимущества: знаком многим конечным пользователям и обладает высокой устойчивостью данных, прост в освоении, может использоваться непрофессиональным программистом, позволяет готовить отчеты из баз данных различных форматов. Предназначен для создания отчетов произвольной формы на основании различных данных и разработки некоммерческих приложений. Минимальные ресурсы ПК: процессор 468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 12 (16) Мб, занимаемый объем на ЖМД 10-40 Мб.
Visual Basic – это универсальный объектно-ориентированный язык программирования, диалекты которого встроены в Access, Visual FoxPro. Преимущества: универсальность, возможность создания компонентов OLE, невысокие требования к аппаратным ресурсам ЭВМ. Применяется для создания приложений средней мощности, не связанных с большой интенсивностью обработки данных, разработки компонентов OLE, интеграция компонентов Microsoft Office.
SQL Server – сервер баз данных, реализует подход «клиент-сервер» и взаимодействует с указанными пакетами. Главные достоинства: высоая степень защиты данных, мощные средства для обработки данных, высокая производительность. Область применения: хранение больших объемов данных, хранение высокоценных данных или данных, требующих соблюдения режима секретности. Имеет широкий диапазон применения. может устанавливаться на компьютеры любого класса, начиная от карманных компьютеров (есть версия MS SQL Server для карманых компьютеров) до рабочих станций и мэйнфреймов.
Указанные программные продукты имеют возможности визуального проектирования интерфейса пользователя, то есть разработчик из готовых фрагментов создает элементы интерфейса, программирует только их изменения в ответ на какие-либо события.