
- •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
2. Теоретико-множественные операторы
Определение
2. Объединением двух совместимых
по типу отношений
и
называется
отношение с тем же заголовком, что и у
отношений
и
,
и телом, состоящим из кортежей,
принадлежащих или
,
или
,
или обоим отношениям, с исключением
повторений.
Синтаксис
операции объединения:
Замечание. Объединение, как и любое отношение, не может содержать одинаковых кортежей. Поэтому, если некоторый кортеж входит и в отношение , и отношение , то в объединение он входит один раз.
Пример 2. Пусть даны два отношения и с информацией о сотрудниках:
Таблица 6.1 - Отношение A
Табельный номер |
Фамилия |
Зарплата |
1 |
Иванов |
1000 |
2 |
Петров |
3000 |
3 |
Сидоров |
2000 |
Таблица 6.2 - Отношение B
Табельный номер |
Фамилия |
Зарплата |
1 |
Иванов |
1000 |
2 |
Петров |
3000 |
4 |
Пушников |
2500 |
Объединение отношений и будет иметь вид:
Таблица 6.3 - Отношение A UNION B
Табельный номер |
Фамилия |
Зарплата |
1 |
Иванов |
1000 |
2 |
Петров |
3000 |
3 |
Сидоров |
2000 |
4 |
Пушников |
2500 |
Замечание. Потенциальные ключи, которые были в отношениях и не наследуются объединением этих отношений. Поэтому, в объединении отношений и атрибут "Табельный номер" может содержать дубликаты значений. Если бы это было не так, и ключи наследовались бы, то это противоречило бы понятию объединения как "объединение множеств". Конечно, объединение отношений и имеет, как и любое отношение, потенциальный ключ, например, состоящий из всех атрибутов.
Определение 3. Пересечением двух совместимых по типу отношений и называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений и , и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих одновременно обоим отношениям и .
Синтаксис
операции пересечения:
Пример 3. Для тех же отношений и , что и в предыдущем примере пересечение имеет вид:
Таблица 6.4 - Отношение A INTERSECT B
Табельный номер |
Фамилия |
Зарплата |
1 |
Иванов |
1000 |
2 |
Петров |
3000 |
Замечание. Казалось бы, что в отличие от операции объединения, потенциальные ключи могли бы наследоваться пересечением отношений. Однако это не так. Вообще, никакие реляционные операторы не передают результирующему отношению никаких данных о потенциальных ключах. В качестве причины этого можно было бы привести тривиальное соображение, что так получается более просто и симметрично - все операторы устроены одинаково. На самом деле причина более глубока, и заключается в том, что потенциальный ключ - семантическое понятие, отражающее различимость объектов предметной области. Наличие потенциальных ключей не выводится из структуры отношения, а явно задается для каждого отношения, исходя из его смысла. Реляционные же операторы являются формальными операциями над отношениями и выполняются одинаково, независимо от смысла данных, содержащихся в отношениях. Поэтому, реляционные операторы ничего не могут "знать" о смысле данных. Трактовка результата реляционных операций - дело пользователя.
Определение 4. Вычитанием двух совместимых по типу отношений и называется отношение с тем же заголовком, что и у отношений и , и телом, состоящим из кортежей, принадлежащих отношению и не принадлежащих отношению .
Синтаксис
операции вычитания:
Пример 4. Для тех же отношений и , что и в предыдущем примере вычитание имеет вид:
Таблица 6.5 Отношение A MINUS B
Табельный номер |
Фамилия |
Зарплата |
3 |
Сидоров |
2000 |
Определение
5. Декартовым произведением двух
отношений
и
называется
отношение, заголовок которого является
сцеплением заголовков отношений
и
:
,
а тело состоит из кортежей, являющихся сцеплением кортежей отношений и :
,
таких,
что
,
.
Синтаксис
операции декартового произведения:
Замечание. Мощность произведения равна произведению мощностей отношений и , т.к. каждый кортеж отношения соединяется с каждым кортежем отношения .
Замечание. Если в отношения и имеются атрибуты с одинаковыми наименованиями, то перед выполнением операции декартового произведения такие атрибуты необходимо переименовать.
Замечание. Перемножать можно любые два отношения, совместимость по типу при этом не требуется.
Пример 5. Пусть даны два отношения и с информацией о поставщиках и деталях:
Таблица 6.6 - Отношение A (Поставщики)
Номер поставщика |
Наименование поставщика |
1 |
Иванов |
2 |
Петров |
3 |
Сидоров |
Таблица 6.7 - Отношение B (Детали)
Номер детали |
Наименование детали |
1 |
Болт |
2 |
Гайка |
3 |
Винт |
Декартово произведение отношений и будет иметь вид:
Таблица 6.8 - Отношение A TIMES B
Номер поставщика |
Наименование поставщика |
Номер детали |
Наименование детали |
1 |
Иванов |
1 |
Болт |
1 |
Иванов |
2 |
Гайка |
1 |
Иванов |
3 |
Винт |
2 |
Петров |
1 |
Болт |
2 |
Петров |
2 |
Гайка |
2 |
Петров |
3 |
Винт |
3 |
Сидоров |
1 |
Болт |
3 |
Сидоров |
2 |
Гайка |
3 |
Сидоров |
3 |
Винт |
Замечание. Сама по себе операция декартового произведения не очень важна, т.к. она не дает никакой новой информации, по сравнению с исходными отношениями. Для реальных запросов эта операция почти никогда не используется. Однако операция декартового произведения важна для выполнения специальных реляционных операций, о которых речь пойдет ниже.