«Системы управления базами данных»

1. Файловые системы и файловые базы данных. Особенности и основные характеристики.

2. Понятия базы данных, банка данных. Классификация баз данных.

3. СУБД. Классификация СУБД. Технология использования СУБД

4. Основные функции СУБД. Типовая организация СУБД. Основные компоненты типичной СУБД.

5. СУБД в многопользовательских системах. Архитектура многопользовательских СУБД (с телеобработкой, файл-серверные, клиент-серверные).

6. Обязанности администратора базы данных.

7. Уровни абстракции в СУБД.

8. Общие сведения о терминологии баз данных (предметная область, объекты, атрибуты, ключи, связи между объектами).

9. Модели данных (сетевая, иерархическая, реляционная).

10. Основные понятия реляционных баз данных (тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ, отношение).

11. Операции над данными (включить, удалить, обновить, объединение, пересечение, вычитание, декартово произведение, выборка, проекция, соединение, деление).

12. Основные этапы проектирования баз данных.

13. Двенадцать правил Кодда, характеризующих реляционную СУБД.

14. Понятие нормальных форм в отношении. Особенности приведения отношений к 1NF, 2NF, 3NF.

15. Нормальные формы более высоких порядков.

16. Язык SQL (Structured Query Language). Интерактивный и встроенный SQL. Составные части SQL. Типы данных SQL. Основные типы команд SQL.

17. Основные отличия SQL от процедурных языков программирования. Встроенные функции SQL.

18. Язык SQL. Команды манипулирования данными.

19. Архитектуры приложений. Основные различия между архитектурами приложений.

20. Общие понятия и определения целостности. Принципы поддержки целостности в СУБД. Преимущества и недостатки средств обеспечения целостности данных. Примеры использования объекта «ограничения целостности» в базе данных.

21. Понятие подзапроса. Примеры формирования связанных и вложенных подзапросов.

22. Понятие хранимой процедуры. Особенности и синтаксис построения хранимых процедур на языке Transact SQL.

23. Определение пользовательской функции. Основное отличие пользовательских функций от хранимых процедур. Основное отличие скалярной пользовательской функции от табличной.

24. Понятие триггера. Особенности и синтаксис построения триггера на языке Transact SQL. Виды триггеров. Примеры использования конструкций FOR (AFTER) и INSTEAD OF в триггерах.

25. Современные направления исследований и разработок в области баз данных. Системы управления базами данных нового поколения.

26. Реализация системы защиты данных в СУБД.

27. Информационные приложения, основанные на использовании «складов данных» (DataWarehousing). OLTP и OLAP приложения. Описание типа хранилища данных под названием «снежинка», «звезда».

28. Объектно-реляционные СУБД. Подходы к построению объектно-реляционных СУБД.

29. Объектно-ориентированные СУБД. Особенности построения моделей СУОБД.

1. Файловые системы и файловые базы данных. Особенности и основные характеристики.

Предн-ние комп-ой сист-ы состоит в создании, обработке, хранении и предст-нии данных. Файл-е системы предост-ют возможность более абстрактной организации и упр-я данными, без понимания польз-ем или прогр-ом внутренней архитектуры системы, как эти данные физ-ки представлены на диске. В совр-ных файловых системах используются механизмы ускорения поиска и представления файлов, основанные на различных модификациях индексных структур.

Первичная функциональность всех файл-ых систем заключается в предоставлении средств хранения поименованных потоков данных и в дальнейшем получения данной информации, используя их имя. Поток данных – неделимое целое и является файлом, который имеет различные атрибуты, каким-либо образом связанные с хранящейся информацией, называемые метаданными.

Требования для современных файловых систем, такие как:

- гибкая матрица прав для разграничения доступа к данным; - журналирование как метаданных, так и данных при проведении файловых операций; - наличие нескольких файловых потоков для удобства представления данных; - возможность управления данными более 1Тб; - возможность создания символических ссылок на объекты лок-ой файл-ой системы или объекты распред-ых файл-ых систем для организации сетевых структур внутри иерархических систем.

Обзор общераспространенных сетевых файловых систем

Сетевые файловые системы позволяют разделять доступ к лок-ой файл-ой системе с другими польз-ми в лок-ой или глобальной сети. Ключевым компонентом любой распред-ной системы является файл-я система, которую можно назвать распределенной. В распределенной системе функцией файл-ой системы является хранение программ и данных и предоставление по мере необходимости доступа к ним.

File Transfer Protocol (FTP) общеизвестный протокол для обмена файлами между двумя комп-ми в лок. сети на базе сетевого протокола TCP/IP.Этот протокол имеет преимущество в своей простоте, открытости и распространенности. Это позволяет практически любой системе, даже встроенной, обмениваться файлами по сети путем загрузки или выгрузки всего файла.

Network File System (NFS) – это классическая сетевая файл-ая система, позволяющая монтировать себя в лок-ую файл-ую систему и прозрачно предост-ющая доступ к файл-ой системе удаленного сервера. Работа NFS опирается на концепцию вызовов удаленных процедур (RPC). При доступе к удаленному ресурсу, вызов прозрачно перенаправляется на удаленный компьютер, обрабатывается там и уже готовый результат возвращается на клиентский компьютер. Каждый пакет RPC несет полную инф-ию о том, что необходимо выполнить на сервере, или о результатах выполнения процедуры.

Server Message Block (SMB) относится к классу протоколов, ориентир-ных на установ-ние соединения и выполнение файл-ых операций внутри установ-ной сессии. Клиент отправляет серверу специальное сообщение с запросом на установление соединения. В процессе установления соединения клиент и сервер обмен-ся инф-ей о себе. Если сервер готов к установлению соединения, он отвечает сообщением-подтверждением. После установления соединения клиент может обращаться к серверу, передавая ему в сообщениях SMB команды манипулирования файлами и каталогами.

Файловые системы на основе реляционной модели данных

Основным отличием файл-ой системы на основе реляционной модели базы данных является использ-ние в качестве файл-го хранилища сервера реляционной базы данных. Преимущество в том, что структура файловой системы не зависит от физ-ого размещения инф-ции на диске. Возможно проектирование абстракции файл-ой системы и в дальнейшем физ-ая поддержка механизма упр-ния данными будет обеспеч-ся реляционной моделью БД. Подобные архитектуры - WinFS, IFS, DBFS.

WinFS – современное файл-е хранилище, базирующееся на реляционной модели данных. Позволяет улучшить упр-е данными по причинам: -категоризация инф-ции разл-ми способами и связь элементов данных др. с др.; -система предст-яет станд-ый формат предст-ия данных, как способы связи с людьми, мультимедийная инф-ия, или каким-либо иным способом связанная с документом информация; -способствует обмену “знаниями” между различными приложениями;

Одно из уникальных свойств WinFS – возможность использования языка запросов для доступа к файловым потокам и метаданным. Так как WinFS часть реляционной системы, то это позволяет широкую интеграцию данных, как по иерархической структуре, так и по семантической.

Как видно, WinFS позволяет решить такие проблемы как:

- реструктуризацию абстракций модели представления данных;

- простой интерфейс разделения доступа к данным для различных приложений;

- множественное представление данных;

- возможность извещения при изменении элемента данных;

- возможность создания собственного представления данных через язык запросов.

DBFS – новый тип представления данных, который расширяет представление об обычной файловой системе. Эта файловая система из всех свойств реляционной файловой системы позволяет только семантическую реляционную организацию, связанных с файлом, метаданных. Файловая система при работе сканируется автоматическим модулем поиска, который заносит метаданные в реляционную базу данных. Далее, клиент при потребности формирует запрос на необходимое ему представление файлов. На основе индексированной информации в DBFS, формирует SQL запрос, результатом которого являются реальные пути к файлам в локальной файловой системе. Так обеспечивается семантическая связь между данными.

Oracle IFS – это файловая система, базирующаяся на механизме реляционной базы данных. Эта система является классическим примером объединения файловой системы и базы данных. Для пользователей файловой системы Oracle IFS представляется как стандартный файловый сервер, организующий файлы в иерархию папок. Пользователи не видят структуру данных в базе, а работают как с обычным файловым, почтовым или web сервером. При этом польз-ли системы не могут напрямую работать с БД. Oracle IFS представляет определенные удобства, как для администраторов, так и для конечных польз-ей. Для администраторов удобство системы обеспечивается простым единым механизмом управления электронной почтой, файлами и web сервером, возможностью резервного копирования всей системы и простой поддержкой единого хранилища данных.

Файловые системы на основе БД представляют собой простой и удобный механизм для хранения, поиска и управления различными типами данных. Надежность этих файловых систем довольно высока. Также, хранение метаданных упрощает поиск и управление пользовательскими данными.