
- •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
Внешние ключи
Внешний ключ (foreign key) – это столбец в дочерней таблице, ссылающий на ключ родительской таблицы. Использование внешних ключей является основным механизмом поддержания ссылочной целостности внутри реляционной базы данных. Столбец, назначенный внешним ключом, используется для ссылок на столбец, определенный как ключ в другой таблице. Рассмотрим пример создания внешнего ключа.
CREATE TABLE EMPLOYEE_PAY_TBL (
EMP_ID CHAR(9) NOT NULL,
POSITION VARCHAP(15) NOT NULL,
DATE_HIRE DATE NULL,
PAY_RATE NUMBER(4,2) NOT NULL,
DATE_LAST_RAISE DATE NULL,
CONSTRAINT EMP_ID_FK FOREIGN KEY (EMP_ID) REFERENCES EMPLOYEE_TBL (EMP_ID);
Столбец EMP_ID в этом примере назначается внешним ключом таблицы EMPLOYEE PAY_TBL. Этот внешний ключ ссылается на столбец EMP_ID таблицы EMPLOYEE_TBL. Наличие внешнего ключа гарантирует, что для, каждого значения ЕМР ID в таблице EMFLOYEE_PAY_TBL найдется соответствующее значение EMP_ID в таблице EMPLOYEE_TBL. Такую связь называют родителъско-дочерним отношением. Родительской таблицей является таблица EMPLOYEE_TBL, а дочерней – EMPLOYEE_PAY_TBL. Чтобы лучше понять суть родительско-дочерних отношений между таблицами, рассмотрите рис. 3.2.
На этом рисунке столбец EMP_ID дочерней таблицы ссылается на столбец EMP_ID родительской таблицы. Некоторое значение можно будет ввести в столбец EMP_ID дочерней таблицы только тогда, когда такое же значение существует в столбце EMP_ID родительской таблицы. Точно так же некоторое значение можно будет удалить из столбца EMP_ID родительской таблицы только тогда, когда все соответствующие значения уже удалены из столбца EMP_ID дочерней таблицы. Так осуществляется ссылочная целостность.
Внешний ключ можно назначить таблице с помощью команды ALTER TABLE, как показано в следующем примере.
ALTER TABLE EMPLOYEE_PAY_TBL
ADD CONSTRAINT ID_FK FOREIGN KEY (EMP_ID) REFERENCES EMPLOYEE_TBL (EMP_ID);
В разных реализациях SQL команда ALTER TABLE имеет разные опции – это, в частности, относится и к опциям, задающим ограничивающие условия. Кроме того, варьируются сама форма задания ограничений, но лежащая в ее основе концепция ссылочной целостности должна быть неизменной для всех реляционных баз данных.
|
Рис. 3.2 Родительско-дочерние отношения между таблицами |
Атрибут not null
В предыдущих примерах ключевые слова NULL и NOT NULL использовались во всех строках с определениями столбцов после указания типа данных. Атрибут NOT NULL – это ограничение, которое можно назначить столбцу в таблице. Это ограничение не позволяет оставлять столбцы пустыми. Другими словами, для столбца, помеченного как NOT NULL, требуется наличие данных во всех строках таблицы. Если атрибут NOT NULL не назначен для столбца, для такого столбца значением по умолчанию обычно является NULL, что позволяет иметь пустые значения в столбце.
Использование условий проверки
Условия проверки можно использовать для проверки правильности вводимых в столбец данных. Условия проверки используются для организации редактирования данных в базе данных на нижнем уровне, хотя довольно часто редактирование данных бывает организовано на уровне приложений. Вообще говоря, обычно при редактировании имеются ограничения на вводимые в таблицы или другие объекты данные, или на уровне самой базы данных или на уровне приложения, доступного пользователю. Условия проверки обеспечивают дополнительный уровень защиты данных.
Использование условий проверки показано в следующем примере.
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(15) NOT NULL,
EMP_ST CHAR(2) NOT NULL,
EMP_ZIP NUMBER(5) NOT NULL,
EMP_PHONE NUMBER(10) NULL,
EMP_PAGER NUMBER(10) NULL,
PRIMARY KEY (EMP_ID),
CONSTRAINT CHK_EMP_ZIP CHECK (EMP_ZIP = '46234'));
В этом примере условия проверки назначены столбцу EMP_ZIP и состоят в том, чтобы у всех служащих из этой таблицы был ZIP-код равный '46234'. Наверное, это слишком строгое ограничение, но зато вы можете видеть, как оно работает.
Если нужно использовать условия проверки для того, чтобы допустить ZIP-коды только из определенного набора значений, условие может выглядеть так:
CONSTRAINT CHK_EMP_ZIP CHECK (EMP_ZIP IN ('46234', '46227', '46745'));
Если имеется минимальный уровень оплаты труда, который должен быть обеспечен служащему, можно указать следующие условия:
CREATE TABLE EMPLOYEE_PAY_TBL
(EMP_ID CHAR(9) NOT NULL,
POSITION VARCHAR(15) NOT NULL,
DATE_HIRE DATE NULL,
PAY_RATE NUMBER(4,2) NOT NULL,
DATE_LAST_RAISE DATE NULL,
CONSTRAINT EMP_ID_FK FOREIGN KEY (EMP_ID) REFERENCES EMPLOYEE_TBL (EMP_ID),
CONSTRAINT CHK_PAY CHECK (PAY_RATE > 12.50 ));
В данном примере любому из служащих, информация о которых заносится в таблицу, необходимо назначить плату более $12,50 в час. Для условий проверки можно использовать практически любые условия, допустимые для запросов SQL. В ходе дальнейшего чтения такие условиях будут обсуждаться подробнее.