
- •Введение. Структура предмета. Основные понятия
- •1.История развития баз данных
- •2. История развития субд
- •4.Основные понятия и определения
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 1. Структура и технологии субд. Модели данных
- •Тема1.1 Архитектура и технико-экономические характеристики субд. Архитектура бд.
- •1. Основные функции субд
- •2. Обобщенная архитектура субд
- •3. Процесс прохождения пользовательского запроса
- •4. Архитектура бд
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.2 Модели данных. Основные понятия и классификация
- •1. Классификация моделей данных
- •3 Пример разработки простой er-модели
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.3 Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных
- •1. Иерархическая модель данных
- •2. Сетевая модель данных
- •3. Реляционная модель данных
- •Базовые понятия реляционных баз данных
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.4 Физические модели данных
- •1. Файловые структуры, используемые для хранения информации в базах данных
- •2. Индексные файлы
- •3. Моделирование отношения 1:м с использованием однонаправленных указателей
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.5 Целостность бд. Нормальные формы
- •1. Основные понятия
- •Null-значения
- •Трехзначная логика (3vl)
- •Потенциальные ключи
- •2.Целостность сущностей
- •2 . Основные нормальные формы
- •Аномалии обновления
- •Определение функциональной зависимости
- •3Нф (Третья Нормальная Форма)
- •Алгоритм нормализации (приведение к 3нф)
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.6 Операции и основные понятия реляционной алгебры и реляционного исчисления
- •1. Реляционная алгебра
- •Замкнутость реляционной алгебры
- •Отношения, совместимые по типу
- •2. Теоретико-множественные операторы
- •3. Специальные реляционные операторы
- •Соединение
- •Общая операция соединения
- •Тэта-соединение
- •Экви-соединение
- •Естественное соединение. Определение 10. Пусть даны отношения и , имеющие одинаковые атрибуты (т.Е. Атрибуты с одинаковыми именами и определенные на одинаковых доменах).
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.7 Проектирование реляционной базы данных
- •1. Методология проектирования базы данных
- •2. Этапы проектирования базы данных
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 2. Язык sql и его возможности
- •Тема 2.1 История языка sql. Создание и редактирование схемы бд
- •1. Развитие языка sql
- •Что такое пользователь?
- •Числовые константы
- •2 Создание базы данных и структуры таблицы
- •3. Модификация структуры таблицы и удаление таблицы
- •4. Индексы
- •5. Добавление новых данных
- •Однострочный оператор insert
- •Многострочный оператор insert
- •Утилиты пакетной загрузки
- •6. Удаление существующих данных
- •Оператор delete с вложенным запросом
- •7. Обновление существующих данных
- •Обновление всех строк
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.2 Организация запросов к базе данных.
- •1. Формирование запросов к одной таблице
- •2. Статистические функции
- •3. Группировка и агрегатные функции в запросах
- •4. Объединение таблиц
- •Объединения таблиц по равенству значений в столбцах и другие виды объединений
- •5. Объединение таблицы с собой
- •6. Теоретико-множественные операции с таблицами
- •7. Выполнение сложных запросов с вложенными подзапросами
- •Использование выражений в подзапросах
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.3 Виртуальные таблицы Цель: рассмотреть понятие «виртуальная таблица»; назначение виртуальных таблиц и область их использования
- •1. Команда create view
- •2. Групповые представления
- •3. Представления и объединения
- •4. Представления и подзапросы
- •5. Удаление и модификация представлений
- •Контрольные вопросы
- •1.Определение триггера и его назначение
- •2. Типы триггеров
- •Создание триггеров dml
- •Создание триггеров замещения
- •Создание системных триггеров
- •Другие аспекты использования триггеров
- •3. Хранимые процедуры
- •Хранимые функции
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.5 Защита информации в бд
- •1. Общие понятия привилегий
- •Стандартные привилегии
- •2. Предоставление привилегий с использованием представлений
- •3. Другие типы привилегий
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.6 Транзакции и управлении ими
- •1. Что такое транзакция
- •2 . Операторы commit и rollback
- •3. Журнал транзакций
- •5. Транзакции и работа в многопользовательском режиме
- •Проблема пропавшего обновления
- •Проблема промежуточных данных
- •Проблема несогласованных данных
- •Проблема строк-призраков
- •6. Параллельные транзакции
- •Уровни блокировки
- •Жесткая и нежесткая блокировки
- •Тупиковые ситуации
- •Усовершенствованные методы блокировки
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.7 Распределенные базы данных. Модели серверов
- •1.Распределенная обработка данных
- •2. Модели «клиент—сервер» в технологии баз данных
- •Двухуровневые модели
- •Модель сервера приложений
- •3. Модели серверов баз данных
Введение. Структура предмета. Основные понятия
1.История развития баз данных
В истории вычислительной техники можно проследить развитие двух основных областей ее использования. Первая область — применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Развитие этой области способствовало интенсификации методов численного решения сложных математических задач, появлению языков программирования, ориентированных на удобную запись численных алгоритмов, становлению обратной связи с разработчиками новых архитектур ЭВМ. Характерной особенностью данной области применения вычислительной техники является наличие сложных алгоритмов обработки, которые применяются к простым по структуре данным, объем которых сравнительно невелик.
Вторая область, которая непосредственно относится к нашей теме, — это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. Информационная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий выполнение следующих функций:
надежное хранение информации в памяти компьютера;
выполнение специфических для данного приложения преобразований информации и вычислений;
предоставление пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.
Обычно такие системы имеют дело с большими объемами информации, имеющей достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, автоматизированные системы управления предприятиями, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т. д.
Вторая область использования вычислительной техники возникла несколько позже первой. Это связано с тем, что на заре вычислительной техники возможности компьютеров по хранению информации были очень ограниченными. Говорить о надежном и долговременном хранении информации можно только при наличии запоминающих устройств, сохраняющих информацию после выключения электрического питания. Оперативная (основная) память компьютеров этим свойством обычно не обладает. В первых компьютерах использовались два вида устройств внешней памяти — магнитные ленты и барабаны. Емкость магнитных лент была достаточно велика, но по своей физической природе они обеспечивали последовательный доступ к данным. Магнитные же барабаны (они ближе всего к современным магнитным дискам с фиксированными головками) давали возможность произвольного доступа к данным, но имели ограниченный объем хранимой информации.
Эти ограничения не являлись слишком существенными для чисто численных расчетов. Даже если программа должна обработать (или произвести) большой объем информации, при программировании можно продумать расположение этой информации во внешней памяти (например, на последовательной магнитной ленте), обеспечивающее эффективное выполнение этой программы. Однако в информационных системах совокупность взаимосвязанных информационных объектов фактически отражает модель объектов реального мира. А потребность пользователей в информации, адекватно отражающей состояние реальных объектов, требует сравнительно быстрой реакции системы на их запросы. И в этом случае наличие сравнительно медленных устройств хранения данных, к которым относятся магнитные ленты и барабаны, было недостаточным.
Можно предположить, что именно требования нечисловых приложений вызвали появление съемных магнитных дисков с подвижными головками, что явилось революцией в истории вычислительной техники. Эти устройства внешней памяти обладали существенно большей емкостью, чем магнитные барабаны, обеспечивали удовлетворительную скорость доступа к данным в режиме произвольной выборки, а возможность смены дискового пакета на устройстве позволяла иметь практически неограниченный архив данных.
С появлением магнитных дисков началась история систем управления данными во внешней памяти. До этого каждая прикладная программа, которой требовалось хранить данные во внешней памяти, сама определяла расположение каждой порции данных на магнитной ленте или барабане и выполняла обмены между оперативной памятью и устройствами внешней памяти с помощью программно-аппаратных средств низкого уровня (машинных команд или вызовов соответствующих программ операционной системы). Такой режим работы не позволяет или очень затрудняет поддержание на одном внешнем носителе нескольких архивов долговременно хранимой информации. Кроме того, каждой прикладной программе приходилось решать проблемы именования частей данных и структуризации данных во внешней памяти.