
- •Глава 2 Базовые понятия реляционной модели данных 21
- •Глава 3. Целостность реляционных данных 28
- •Глава 4. Реляционная алгебра 39
- •Глава 6. Нормальные формы отношений 57
- •Глава 7 Нормальные формы более высоких порядков 74
- •Глава 8. Элементы модели «сущность-связь» 83
- •Глава 5. Элементы языка sql 110
- •Ранние подходы к организации бд. Системы, основанные на инвертированных списках, иерархические и сетевые субд. Примеры. Сильные места и недостатки ранних систем
- •Основные особенности систем, основанных на инвертированных списках
- •Структуры данных
- •Манипулирование данными
- •Ограничения целостности
- •Иерархические системы
- •Иерархические структуры данных
- •Манипулирование данными
- •Ограничения целостности
- •Сетевые системы
- •Сетевые структуры данных
- •Манипулирование данными
- •Ограничения целостности
- •Достоинства и недостатки
- •Элементы теории множеств Множества
- •Операции над множествами
- •Декартово произведение множеств
- •Отношение
- •Примеры отношений Бинарные отношения (отношения степени 2)
- •Отношение эквивалентности
- •Отношения порядка
- •Функциональное отношение
- •Еще пример бинарного отношения
- •Транзитивное замыкание отношений
- •Глава 2 Базовые понятия реляционной модели данных Общая характеристика реляционной модели данных
- •Типы данных
- •Простые типы данных
- •Структурированные типы данных
- •Ссылочные типы данных
- •Типы данных, используемые в реляционной модели
- •Отношения, атрибуты, кортежи отношения Определения и примеры
- •Свойства отношений
- •Первая нормальная форма
- •Глава 3. Целостность реляционных данных
- •Null-значения
- •Трехзначная логика (3vl)
- •Потенциальные ключи
- •Целостность сущностей
- •Внешние ключи
- •Целостность внешних ключей
- •Замечания к правилам целостности сущностей и внешних ключей
- •Операции, могущие нарушить ссылочную целостность
- •Для родительского отношения
- •Для дочернего отношения
- •Стратегии поддержания ссылочной целостности
- •Применение стратегий поддержания ссылочной целостности
- •При обновлении кортежа в родительском отношении
- •При удалении кортежа в родительском отношении
- •При вставке кортежа в дочернее отношение
- •При обновлении кортежа в дочернем отношении
- •Глава 4. Реляционная алгебра Обзор реляционной алгебры
- •Замкнутость реляционной алгебры
- •Отношения, совместимые по типу
- •Оператор переименования атрибутов
- •Теоретико-множественные операторы Объединение
- •Пересечение
- •Вычитание
- •Декартово произведение
- •Специальные реляционные операторы Выборка (ограничение, селекция)
- •Проекция
- •Соединение
- •Общая операция соединения
- •Тэта-соединение
- •Экви-соединение
- •Естественное соединение
- •Деление
- •Примеры использования реляционных операторов
- •Невыразимость транзитивного замыкания реляционными операторами
- •Кросс-таблицы
- •Реляционное исчисление
- •Кортежные переменные и правильно построенные формулы
- •Целевые списки и выражения реляционного исчисления
- •Реляционное исчисление доменов
- •Глава 6. Нормальные формы отношений Этапы разработки базы данных
- •Критерии оценки качества логической модели данных
- •Адекватность базы данных предметной области
- •Легкость разработки и сопровождения базы данных
- •Скорость операций обновления данных (вставка, обновление, удаление)
- •Скорость операций выборки данных
- •Основной пример
- •1Нф (Первая Нормальная Форма)
- •Аномалии обновления
- •Аномалии вставки (insert)
- •Аномалии обновления (update)
- •Аномалии удаления (delete)
- •Функциональные зависимости
- •Определение функциональной зависимости
- •Функциональные зависимости отношений и математическое понятие функциональной зависимости
- •2Нф (Вторая Нормальная Форма)
- •Анализ декомпозированных отношений
- •Оставшиеся аномалии вставки (insert)
- •Оставшиеся аномалии обновления (update)
- •Оставшиеся аномалии удаления (delete)
- •3Нф (Третья Нормальная Форма)
- •Алгоритм нормализации (приведение к 3нф)
- •Анализ критериев для нормализованных и ненормализованных моделей данных Сравнение нормализованных и ненормализованных моделей
- •Oltp и olap-системы
- •Корректность процедуры нормализации – декомпозиция без потерь. Теорема Хеза
- •Глава 7 Нормальные формы более высоких порядков
- •Нфбк (Нормальная Форма Бойса-Кодда)
- •4Нф (Четвертая Нормальная Форма)
- •5Нф (Пятая Нормальная Форма)
- •Продолжение алгоритма нормализации (приведение к 5нф)
- •Глава 8. Элементы модели «сущность-связь»
- •Основные понятия er-диаграмм
- •Нормальные формы er-схем
- •Более сложные элементы er-модели
- •Получение реляционной схемы из er-схемы
- •Пример разработки простой er-модели
- •Концептуальные и физические er-модели
- •Внутренняя организация реляционных субд Cтруктуры внешней памяти, методы организации индексов
- •Хранение отношений
- •Индексы
- •Хэширование
- •Журнальная информация
- •Служебная информация
- •Управление транзакциями, сериализация транзакций
- •Транзакции и целостность баз данных
- •Изолированность пользователей
- •Сериализация транзакций
- •Методы сериализации транзакций
- •Синхронизационные захваты
- •Гранулированные синхронизационные захваты
- •Предикатные синхронизационные захваты
- •Тупики, распознавание и разрушение
- •Метод временных меток
- •Журнализация изменений бд
- •Журнализация и буферизация
- •Индивидуальный откат транзакции
- •Восстановление после мягкого сбоя
- •Физическая согласованность базы данных
- •Восстановление после жесткого сбоя
- •Глава 5. Элементы языка sql
- •Предварительные сведения о работе с sql сервером.
- •InterBase сервер
- •Выполнение в ibConsole
- •Р егистрация псевдонима (алиаса).
- •Пользователи.
- •С оздание модельных бд.
- •Сеанс sql
- •Структура учебных баз данных
- •Операторы sql
- •Операторы ddl (Data Definition Language) - операторы определения объектов базы данных
- •Операторы dml (Data Manipulation Language) - операторы манипулирования данными
- •Операторы dql (Data Query Language) – операторы запросов к данным
- •Операторы dcl (Data Control Language) - защиты и управления данными
- •Основные типы данных
- •Строки фиксированной длины
- •Строки переменной длины
- •Числовые значения
- •Десятичные значения
- •Десятичные значения с плавающей точкой
- •Значения даты и времени
- •Буквальные значения
- •Значения null
- •Значения типа boolean
- •Пользовательские типы данных
- •Типы данных InterBase
- •Управление объектами базы данных
- •Что такое объекты базы данных?
- •Что такое схема?
- •Поля и столбцы
- •Оператор create database
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Оператор create table
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Ключевое слово storage (в InterBase не действует!)
- •Соглашения о присвоении имен
- •Команда alter table
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Модификация элементов таблицы
- •Добавление столбцов, требующих обязательного ввода данных
- •Пример:
- •Изменение столбцов
- •Создание таблицы на основе уже существующей
- •Удаление таблиц
- •Условия целостности
- •Ключевые поля
- •Требования уникальности
- •Внешние ключи
- •Атрибут not null
- •Использование условий проверки
- •Удаление условий
- •Определение представлений
- •Оператор create view (InterBase) Описание
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Определение привилегий
- •Оператор grant (InterBase) Описание
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Вопросы и ответы
- •Практикум
- •Примеры
- •Манипуляция данными
- •Обзор возможностей манипуляции данными
- •Заполнение таблиц новыми данными
- •Ввод данных в таблицу
- •Ввод данных в определенные столбцы таблицы
- •Ввод данных из другой таблицы
- •Ввод значений null
- •Обновление уже имеющихся данных
- •Обновление значений одного столбца
- •Обновление нескольких столбцов в одной или нескольких записях
- •Удаление данных из таблиц
- •Примеры использования операторов манипулирования данными
- •Знакомство с запросами
- •Что такое запрос?
- •Оператор select
- •Синтаксис оператора выборки данных (select)
- •Синтаксис оператора выборки
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Ключевое слово select
- •Ключевое слово from
- •Использование условий для отбора данных
- •Сортировка вывода
- •Учет регистра символов
- •Примеры простых запросов
- •Подсчет записей в таблице
- •Получение данных из таблиц других пользователей
- •Псевдонимы столбцов
- •Упражнения
- •Операции в условиях для отбора данных
- •Что такое операции в sql?
- •Операции сравнения
- •Равенство
- •Неравенство
- •«Меньше» и «больше»
- •Примеры комбинирования операций сравнения
- •Логические операции
- •Использование операторов exists, any, all, и some Описание учебной базы данных
- •Операции конъюнкции и дизъюнкции
- •Отрицание условий с помощью операции отрицания
- •Неравенство
- •Деление
- •Комбинирование арифметических операций
- •Вопросы и ответы
- •Подведение итогов по данным запроса
- •Что такое итоговые функции?
- •Функция count
- •Функция sum
- •Функция avg
- •Функция max
- •Функция min
- •Описание
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Описание
- •Примеры
- •Описание
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Описание
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Описание
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Сортировка и группирование данных
- •Зачем группировать данные?
- •Ключевое слово group by
- •Группирование выбранных данных
- •Создание групп и использование итоговых функций
- •Представление имен столбцов числами
- •Ключевое слово having
- •Объединение таблиц в запросах
- •Отбор данных из нескольких таблиц
- •Типы связывания
- •Компоненты условия связывания
- •Связывание по равенству
- •Естественное связывание
- •Использование псевдонимов для имен таблиц
- •Связывание по неравенству
- •Внешнее связывание
- •Рекурсивное связывание
- •Связывание по нескольким ключам
- •Вопросы связывания
- •Использование связующей таблицы
- •Декартово произведение
- •Вопросы и ответы
- •Практикум
- •Упражнения
- •Использование подзапросов
- •Что такое подзапрос?
- •Подзапросы в операторе select
- •Подзапросы в операторе insert
- •Подзапросы в операторе update
- •Подзапросы в операторе delete
- •Подзапросы внутри подзапросов
- •Связанные подзапросы
- •Объединение запросов
- •Обычные и составные запросы
- •Зачем использовать составные запросы?
- •Команды построения сложных запросов
- •Команда union
- •Команда union all
- •Команда intersect
- •Команда except
- •Использование order by в составных запросах
- •Использование group by в составных запросах
- •Обеспечение правильности результатов
- •Примеры использования оператора select
- •Отбор данных из одной таблицы
- •Отбор данных из нескольких таблиц
- •Использование имен корреляции (алиасов, псевдонимов)
- •Использование агрегатных функций в запросах
- •Использование агрегатных функций с группировками
- •Использование подзапросов
- •Использование объединения, пересечения и разности
- •Синтаксис соединенных таблиц
- •Синтаксис условных выражений раздела where
- •Порядок выполнения оператора select
- •Стадия 1. Выполнение одиночного оператора select
- •Стадия 2. Выполнение операций union, except, intersect
- •Стадия 3. Упорядочение результата
- •Как на самом деле выполняется оператор select
- •Оператор соединения
- •Оператор пересечения
- •Оператор деления
- •Использование индексов для ускорения поиска данных
- •Что такое индекс?
- •Принцип работы индексов
- •Команда create index
- •Типы индексов
- •Простые индексы
- •Уникальные индексы
- •Составные индексы
- •Простые и составные индексы
- •Неявные индексы
- •Когда следует создавать индекс?
- •Когда не следует создавать индекс?
- •Удаление индексов
- •Повышение эффективности работы с базой данных
- •Что означает оптимизация операторов sql?
- •Оптимизация базы данных и оптимизация операторов sql
- •Форматирование операторов sql
- •Форматирование операторов для лучшего восприятия
- •Правильный порядок таблиц в выражении from
- •Правильный порядок условий связывания
- •Наиболее ограничительное условие
- •Полное сканирование таблиц
- •Когда и как избегать полного сканирования таблиц
- •Другие аспекты оптимизации
- •Использование like и знаков подстановки
- •Замена операций or выражением с ключевым словом in
- •Недостатки использования выражения с ключевым словом having
- •Долгие операции сортировки
- •Использование готовых процедур
- •Отмена использования индексов в больших пакетных операциях
- •Средства для анализа производительности
- •Создание и использование представлений и синонимов
- •Что такое представление?
- •Использование представлений для защиты данных
- •Использование представлений для управления выводом данных
- •Хранение представлений
- •Создание представлений
- •Создание представления для данных одной таблицы
- •Создание представления для данных нескольких таблиц
- •Создание представления на основе другого представления
- •Уровни зависимости представлений
- •Опция with check option
- •Опции cascaded и local
- •Синтаксис
- •Примеры
- •Обновление данных представления
- •Представления и выражение order by
- •Удаление представлений
- •Что такое синонимы? (InterBase не поддержвается)
- •Управление синонимами
- •Создание синонимов
- •Удаление синонимов
- •Триггеры и хранимые процедуры (InterBase) sql для триггеров и хранимых процедур в InterBase
- •Обработка исключений
- •Обработка ошибок sql
- •Обработка ошибок InterBase
- •Комментарий
- •Триггеры и их назначение
- •Синтаксис create trigger
- •Примеры
- •Дополнительные сведения по работе с генераторами
- •Хранимые процедуры и их назначение
- •Процедуры для работы с датой и временем
Примеры
Следующая инструкция создает базу данных в текущем каталоге:
CREATE DATABASE ‘employee.gdb’;
Следующая инструкция создает базу данных с размером страницы 2048 байт, вместо 1024 по умолчанию:
CREATE DATABASE ‘employee.gdb’ PAGE_SIZE 2048;
Следующая инструкция создает базу данных, которая расположена в двух файлах, и определяет ее кодировку по умолчанию:
CREATE DATABASE ‘employee.gdb’
DEFAULT CHARACTER SET ISO8859_1
FILE ‘employee.gd1’ STARTING AT PAGE 10001 LENGTH 10000 PAGES;
Пример создания базы данных в Interbase:
SET NAMES WIN1251;
SET SQL DIALECT 3;
CREATE DATABASE 'C:\Temp\FifthOcean.gdb' USER 'boss' PASSWORD 'ray8)bow' PAGE_SIZE 1024 DEFAULT CHARACTER SET WIN1251;
Оператор create table
Оператор CREATE TABLE, очевидно, используется для того, чтобы создавать таблицы. Хотя непосредственно создание таблицы оказывается совсем простым делом, прежде чем использовать оператор CREATE TABLE, нужно со всей тщательностью подойти к вопросу планирования структуры таблицы.
Вот несколько простых вопросов, на которые при создании таблицы нужно получить ответы.
Какого типа данные будут вводиться в таблицу?
Каким должно быть имя таблицы?
Каким столбцом (или столбцами) будет задаваться ключевое поле (составной ключ)?
Какие имена следует присвоить столбцам (полям)?
Какие типы данных следует назначить столбцам?
Какой выбрать длину каждого из столбцов?
Какие столбцы таблицы будут требовать обязательного ввода данных?
Получив ответы на все эти вопросы, не составляет труда построить подходящий оператор CREATE TABLE и применить его.
Синтаксис оператора для создания таблиц будет следующим:
CREATE TABLE ИМЯ_ТАБЛИЦЫ (ПОЛЕ1 ТИП ДАННЫХ [ NOT NULL ],
ПОЛЕ2 ТИП ДАННЫХ [ NOT NULL ], ПОЛЕ3 ТИП ДАННЫХ [ NOT NULL ],
ПОЛЕ4 ТИП ДАННЫХ [ NOT NULL ], ПОЛЕ5 ТИП ДАННЫХ [ NOT NULL ]);
В примерах этого урока используются такие популярные типы данных, как CHAR (символьный постоянной длины), VARCHAR (символьный переменной длины), NUMBER (числовой, для десятичных и не десятичных значений) и DATE (для значений даты и времени).
Создайте таблицу с именем EMPLOYEE_TBL, например, с помощью следующего оператора:
CREATE TABLE EMPLOYEE_TBL
(EMP_ID CHAR(9) NOT NULL,
EMP_NAME VARCHAR(40) NOT NULL,
EMP_ST_ADDR VARCHAR(20) NOT NULL,
EMP_CITY VARCHAR(20) NOT NULL,
EMP_ST CHAR(2) NOT NULL,
EMP_ZIP NUMBER(5) NOT NULL,
EMP_PHONE NUMBER(10) NULL,
EMP_PAGER NUMBER(10) NULL); Вместо NUMBER попробовать NUMERIC.
Еще один пример создания таблицы:
CREATE TABLE customer (
id_customer INTEGER NOT NULL,
sity VARCHAR(40) NOT NULL,
company_name VARCHAR(100) NOT NULL,
juridical_person VARCHAR(200) NOT NULL,
bank_properties BLOB SUB_TYPE 1,
adress VARCHAR(100) NOT NULL,
account_adress VARCHAR(100) NOT NULL,
comment BLOB SUB_TYPE 1);
В результате в таблице будет восемь столбцов. Обратите внимание на использование символа подчеркивания в именах столбцов так, что эти имена кажутся состоящими из нескольких слов (например, EMPLOYEE ID превратилось в EMP_ID). Каждому столбцу назначен свой тип данных определенной длины, а использование ограничений NULL /NOT NULL позволяет указать, какие из столбцов должны обязательно иметь значения во всех строках таблицы. Поле EMP_PHONE определено как NULL, и это значит, что для соответствующего столбца допустимы пустые значения (ввиду того, что не все могут иметь телефонные номера). Информация о столбцах разделяется запятыми, а описания всех столбцов заключены в круглые скобки (открывающая скобка помещена перед определением первого столбца, а закрывающая – после определения последнего).
Завершается оператор точкой с запятой. Большинство реализаций SQL предполагает использование некоторого символа, означающего завершение оператора или передачу оператора серверу базы данных. В Oracle используется точка с запятой. TransactSQL использует оператор GO. Мы используем точку с запятой.
В созданной нами таблице каждая запись или строка с данными будет состоять из следующих полей: EMP_ID, EMP_NAME, EMP_ST_ADDR, EMP_CITY, EMP_ST, EMP_ZIP, EMP_PHONE, EMP_PAGER.
В этой таблице каждое поле является столбцом. Столбец EMP_ID может состоять как из одного-единственного табельного номера одного служащего, так и из множества табельных номеров многих служащих в зависимости от требований запроса к базе данных или транзакций.
Значение NULL является значением столбца по умолчанию, следовательно, это значение в операторе CREATE TABLE вводить не обязательно.
CREATE TABLE (InterBase)
CREATE TABLE устанавливает новую таблицу, ее столбцы и ограничения целостности в существующей базе данных. Пользователь, который создает таблицу, становится владельцем таблицы и получает полные привилегии для этого, включая возможность предоставления (GRANT) привилегий другим пользователям, триггерам, и сохраненным процедурам.
CREATE TABLE поддерживает несколько опций для определения столбцов:
Локальные столбцы определяющие имя и тип данных для данных введенных в столбец.
Вычисляемые столбцы, базирующиеся на расширении. Значение столбца вычисляется каждый раз при доступе к таблице. Если тип данных не определен, InterBase вычисляет как соответствующий. Столбцы, к которым обращается выражение, должны существовать раньше, чем столбец может быть определен.
Основанные на доменах столбцы, наследуемые все характеристики домена, но определение столбца может включать новое значение по умолчанию, атрибут NOT NULL, дополнительные ограничения CHECK или переопределять порядок сортировки, которые отменяют определение домена.
Описание типа данных для столбца типа CHAR, VARCHAR или BLOB-техт может включать предложение CHARACTER SET определяя специфическую кодировку для одиночного столбца. Иначе столбец использует определенную по умолчанию для базы данных кодировку. Если кодировка базы данных изменена, все столбцы впоследствии определенные имеют новую кодировку, но существующие столбцы не изменяются.
Предложение COLLATE позволяет указать специфический порядок сортировки для типов данных CHAR, VARCAHR и BLOB-текст. Выбор порядка сортировки ограничен теми, которые поддерживаются для данной кодировки столбца, это или кодировка по умолчанию для базы данных в целом или другая установленная в предложении CHARACTER SET как часть определения типа данных. Смотри Language Reference, чтобы получить полный список возможных сортировок.
Атрибут NOT NULL предотвращает ввод NULL или неизвестного значения в столбец. Атрибут NOT NULL проявляется во всех INSERT и UPDATE операциях над столбцом.
Ограничения целостности могут быть определены для таблицы, когда она создана. Ограничения целостности это правила, которые контролируют базу данных и ее компоненты, связи типа столбец-таблица и таблица-таблица, и проверку вводимых данных. Они охватывают все транзакции к базе данных и автоматически поддерживаются системой. CREATE TABLE может создавать следующие типы ограничений целостности:
PRIMARY KEY (первичный ключ) – уникально идентифицирует каждую строку таблицы. Значение в этом столбце либо в упорядоченном наборе столбцов не могут повторятся в более чем одной строке. Столбец PRIMARY KEY должен быть определен только с атрибутом NOT NULL. Таблица может иметь только один PRIMARY KEY, который может быть определен на одном или более столбцов.
UNIQUE (уникальные) ключи гарантируют, что не существует двух строк имеющих одно и тоже значение в специфическом столбце или упорядоченном наборе столбцов. Уникальный столбец должен быть определен с атрибутом NOT NULL. Таблица может иметь один или более UNIQUE ключей. UNIQUE ключ может быть использован FOREIGN KEY (внешний ключ) в другой таблице.
Справочные ограничения гарантируют, что значения в наборе столбцов, которые определены в FOREIGN KEY, принимают те же самые значения, которые присутствуют в столбце UNIQUE или PRIMARY KEY в справочной таблице.
CHECK ограничения предписывают <search_condition>, которые должны принимать значение истинно для добавленных или измененных данных. <search_condition> могут требовать некоторой комбинации или порядка значений или равенства значению, введенному в другие столбцы.
Для не именованных ограничений, система создает уникальное имя, сохраненное в системной таблице RDB$RELATION_CONSTRAINTS.
Обратите внимание: Ограничения не допустимы на выражениях.
Опция EXTERNAL FILE создает таблицу, чьи данные постоянно расположены во внешней таблице или файле, а не в базе данных InterBase. Используйте эту опций для
Определения таблицы InterBase, состоящей из столбцов и данных из внешних источников, таких как данные в файлах управляемых другой операционной системой или приложениями, не являющимися базами данных.
Передачи данных в существующую таблицу InterBase из внешнего файла.