ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ № 47 имени В.Г.Федорова

Учебное пособие

Основы баз данных

по учебной дисциплине

Основы программирования и баз данных

230111 Компьютерные сети

Москва

2013

ОДОБРЕНО Цикловой комиссией Информационных технологий Протокол № ____ от «__» _________ 201__ г.	Разработано на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 230111 Компьютерные сети
Председатель цикловой комиссии _____________/ Морозов А.А.	Заместитель директора по учебно-методической работе ______________/_Батракова Н.Н.

Составитель: Долгих И.Н, преподаватель ГБОУ СПО Политехнический техникум № 47 имени В.Г. Фёдорова

Оглавление

Аннотация 4

ВВЕДЕНИЕ. 5

Для чего нужны базы данных. 5

1.Представление данных в памяти компьютера. 7

1.1.Типы и структуры данных 7

1.1.1.Основные типы данных. 7

1.1.2.Обобщенные структуры или модели данных. 8

1.2.Методы доступа к данным. 9

1.2.1.Методы поиска по дереву. 10

1.2.2.Хеширование. 13

2.Модель "сущность-связь". 13

2.1.Представление данных с помощью модели "сущность-связь". 13

2.1.1.Назначение модели. 14

2.1.2.Элементы модели. 14

2.2.Диаграмма "сущность-связь". 20

2.3.Целостность данных. 27

2.4.Обзор нотаций, используемых при построении диаграмм "сущность-связь" 27

2.4.1.Нотация Чена. 27

2.4.2.Нотация Мартина 29

2.4.3.Нотация IDEF1X. 30

2.4.4.Нотация Баркера. 32

3.Дореляционные модели представления данных. 33

3.1.Иерархическая модель данных. 33

3.1.1.Структура данных. 33

3.1.2.Операции над данными, определенные в иерархической модели: 35

3.1.3.Ограничения целостности. 36

3.2.Сетевая модель данных. 36

3.2.1.Структура данных. 36

3.2.2.Операции над данными. 39

3.2.3.Ограничения целостности. 39

4.Реляционные базы данных. 39

4.1.Реляционная модель данных. 39

4.1.1.Структура данных. 39

4.1.2.Свойства отношений. 43

4.2.Теория нормальных форм. 43

4.2.1.Функциональные зависимости. 43

4.2.2. 1NF - первая нормальная форма. 44

4.2.3. 2NF - вторая нормальная форма. 46

4.2.4. 3NF - третья нормальная форма. 47

4.2.5. BCNF - нормальная форма Бойса-Кодда. 48

4.2.6. Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма (4NF). 48

4.2.7. Зависимости по соединению и пятая нормальная форма (5NF). 50

4.3.Ограничения целостности 50

4.3.1.Целостность сущностей. 51

4.3.2.Целостность ссылок 51

4.4.Операции над данными (реляционная алгебра). 52

4.4.1.Операции обработки кортежей. 52

4.4.2.Операции обработки отношений. 52

Выборка 52

Проекция 54

Объединение 55

Пересечение 57

Разность 58

Произведение 60

Деление 61

Соединение 62

4.5.Реляционное исчисление. 63

4.6.Язык SQL 65

4.6.1.Типы данных SQL. 67

5.Проектирование реляционных баз данных. 69

5.1.Этапы проектирования данных 69

5.2.Инструментальные средства проектирования информационных систем. 71

5.3.Методологии функционального моделирования. 73

5.3.1.Диаграммы потоков данных. Нотация Йордона - Де Марко 73

5.3.2.Другие нотации, используемые при построении диаграмм потоков данных. 75

5.3.3.Методология SADT (IDEF0). 76

5.3.4.Сравнительный анализ методологий функционального моделирования. 78

5.4.Концептуальное моделирование. Пример построения модели "сущность-связь" 79

5.5.Правила порождения реляционных отношений из модели "сущность-связь" 82

5.5.1.Бинарные связи 82

5.5.2.N - арные связи. 85

5.5.3.Иерархические связи. 85

5.6.Проектирование реляционной базы данных на основе декомпозиции универсального отношения. 87

5.7.Обзор некоторых CASE-систем. 90

5.7.1.Power Designer компании Sybase. 90

5.7.2.AllFusion Modiling Suit. 91

6.Современные направления развития баз данных. 91

6.1.Ограничения реляционных баз данных. 91

6.2.Постреляционные СУБД. 93

6.3.Объектно-ориентированные СУБД. 94

6.3.1.Объектно-ориентированная парадигма. 94

6.3.2.Объектно-ориентированные СУБД. 98

6.3.3.Стандарт ODMG. 98

6.3.4.Объектные расширения реляционных СУБД. Язык SQL-3. 100

6.4.Объектно-реляционные СУБД. 102

6.5.Нечисловая обработка и ассоциативные процессоры. 104

7.Физическая организация СУБД. 105

7.1.Архитектура "клиент-сервер". 105

7.1.1.Основные понятия. 105

7.1.2.Модели взаимодействия клиент-сервер. 106

7.1.3.Мониторы транзакций. 108

7.2.Обработка распределенных данных. 110

7.3.Структура сервера базы данных. 111

8.Базы знаний. 112

8.1.Понятие системы баз знаний. 112

8.2.Структура и функции системы баз знаний. 113

8.3.Инструментальные средства построения систем баз знаний. 114

9.Источники информации по базам данных в Internet. 115

9.1.Электронные журналы и другие периодические издания. 115

9.2.Исследовательские группы и проекты. 115

9.3.Компании - разработчики. 116