
- •Введение в бд
- •Файловые системы
- •Системы с базами данных
- •Модели данных
- •Альтернативная терминология Терминология, используемая в реляционной модели, порой может привести к путанице, поскольку помимо предложенных двух наборов терминов существует еще один – третий.
- •Сетевая модель данных
- •Иерархическая модель данных
- •Вопросы:
- •Упражнения:
- •Реляционная модель.
- •Реляционная алгебра. Реляционное исчисление.
- •Реляционная модель
- •Реляционные языки
- •Реляционная алгебра
- •Унарные операции реляционной алгебры
- •Операции с множествами
- •Операции соединения
- •Деление
- •Реляционное исчисление
- •Реляционное исчисление кортежей
- •Реляционное исчисление доменов
- •Другие языки
- •Тема 3 Моделирование данных Модель «сущность-связь»
- •Элементы модели «сущность-связь»
- •Сущность
- •Атрибуты
- •Идентификаторы
- •Три типа бинарных связей
- •Диаграммы «сущность-связь»
- •Изображение атрибутов в диаграммах «сущность-связь»
- •Слабые сущности
- •Подтипы сущностей
- •Пример er-диаграммы
- •Диаграммы «сущность-связь» в стиле uml
- •Сущности и связи в uml
- •Представление слабых сущностей
- •Представление подтипов
- •Конструкции ооп, введенные языком uml
- •Семантическая объектная модель
- •Семантические объекты
- •Определение семантических объектов
- •Атрибуты
- •Кардинальное число атрибута
- •Экземпляры объектов
- •Парные атрибуты
- •Объектные идентификаторы
- •Домены атрибутов
- •Представления семантических объектов
- •Создание семантических объектных моделей данных
- •Пример: база данных администрации нтуу «кпи»
- •Спецификация объектов
- •Типы объектов
- •Простые объекты
- •Составные объекты
- •Гибридные объекты
- •Ассоциативные объекты
- •Объекты вида родитель/подтип
- •Объекты вида архетип/версия
- •Переход от семантической объектной модели к модели «сущность-связь»
- •Вопросы:
- •Упражнения:
- •Тема 4 Нормализация
- •Классы отношений
- •Нормальные формы от первой до пятой
- •Тема 5 Методология проектирования баз данных Введение в методологию проектирования баз данных
- •Методология концептуального проектирования базы данных
- •Методология логического проектирования реляционных баз данных
- •Суть состоит в том, что при устранении избыточности очень важно исследовать значение каждой из связей, существующих между сущностями.
- •Методология физического проектирования базы данных
- •Трехуровневая архитектура ansi-sparc
- •Система управления Базами Данных
- •1. Хранение, извлечение и обновление данных
- •2. Каталог доступный конечным пользователям
- •Поддержка транзакций
- •Сервисы управления параллельностью
- •Сервисы восстановления
- •6. Сервисы контроля доступа к данным
- •Поддержка обмена данными
- •8. Вспомогательные службы
- •Преимущества:
- •Недостатки:
- •Вопросы:
- •Упражнения:
- •История языка sql
- •Особая роль языка sql
- •Используемая терминология
- •Запись операторов sql
- •Манипулирование данными
- •Литералы
- •Простые запросы
- •Выборка строк (конструкция where)
- •Сортировка результатов (конструкция order by)
- •Использование агрегирующих функций языка sql
- •Группирование результатов (конструкция group by)
- •Ограничения на выполнение группирования (конструкция having)
- •Подзапросы
- •Ключевые слова any и all
- •Многотабличные запросы
- •Выполнение соединений
- •Внешние соединения
- •Ключевые слова exists и not exist
- •Комбинирование результирующих таблиц (операции union, intersect и except)
- •Изменение содержимого базы данных
- •Добавление новых данных в таблицу (оператор insert)
- •Модификация данных в базе (оператор update)
- •Удаление данных из базы (оператор delete)
- •Скалярные типы данных языка sql
- •Логические данные (тип boolean)
- •Символьные данные (тип character)
- •Битовые данные (тип bit)
- •Точные числовые данные (тип exact numeric)
- •Округленные числовые данные (тип approximate numeric)
- •Дата и время (тип datetime)
- •Интервальный тип данных interval
- •Скалярные операторы
- •Средства поддержки целостности данных
- •Обязательные данные
- •Ограничения для доменов
- •Целостность сущностей
- •Ссылочная целостность
- •Требования данного предприятия
- •Определение данных
- •Создание баз данных
- •Создание таблиц (оператор create table)
- •Модификация определения таблицы (оператор alter table)
- •Удаление таблиц (оператор drop table)
- •Создание индекса (оператор create index)
- •Удаление индекса (оператор drop index)
- •Представления
- •Создание представлений (оператор create view)
- •Удаление представлений (оператор drop view)
- •Замена представлений
- •Ограничения на использование представлений
- •Обновление данных в представлениях
- •Использование конструкции with check option
- •Преимущества и недостатки представлений
- •Преимущества
- •Недостатки
- •Материализация представлений
- •Использование транзакций
- •Немедленные и отложенные ограничения поддержки целостности данных
- •Управление доступом к данным
- •Идентификаторы пользователей и права владения
- •Привилегии
- •Предоставление привилегий другим пользователям (оператор grant)
- •Отмена предоставленных пользователям привилегий (оператор revoke)
- •Приложение
- •Тема 7.3 Хранимые процедуры и функции. Триггеры.
- •Создание хранимых процедур и функций
- •Простые формы выражений
- •Поддержка транзакций
- •Свойства транзакций
- •Архитектура базы данных
- •Управление параллельным доступом
- •Проблема потерянного обновления
- •Проблема зависимости от незафиксированных результатов (или "грязного" чтения)
- •Проблема анализа несогласованности
- •Упорядочиваемость и восстанавливаемость
- •Конфликтная упорядочиваемость
- •Упорядочиваемость по просмотру
- •Восстанавливаемость
- •Методы управления параллельным доступом
- •Методы блокировки
- •Двухфазная блокировка
- •Управление параллельным выполнением при использовании индексных структур
- •Защелки
- •Взаимоблокировка
- •Тайм-ауты
- •Предотвращение взаимоблокировок
- •Обнаружение взаимоблокировок
- •Частота выполнения операции обнаружения взаимоблокировок
- •Возобновление нормальной работы после обнаружения взаимоблокировки
- •Использование временных отметок
- •Правило записи Томаса
- •Сравнение методов
- •Упорядочение временных отметок в случае многих версий
- •Оптимистические методы упорядочения
- •Степень детализации блокируемых элементов данных
- •Иерархия степеней детализации
- •Блокировка с учетом нескольких степеней детализации
- •Восстановление базы данных
- •Необходимость восстановления
- •Транзакции и восстановление
- •Управление буферами базы данных
- •Функции восстановления
- •Механизм резервного копирования
- •Файл журнала
- •Создание контрольных точек
- •Методы восстановления
- •Метод восстановления с использованием отложенного обновления
- •Метод восстановления с использованием немедленного обновления
- •Метод теневого страничного обмена
- •Улучшенные модели транзакций
- •Модель вложенных транзакций
- •Эмуляция механизма вложенных транзакций с помощью точек сохранения
- •Хроники
- •Модель многоуровневых транзакций
- •Динамическая реструктуризация
- •Модели рабочих потоков
- •Общий обзор методов обработки запросов
- •Основные этапы обработки запросов
- •Динамическая и статическая оптимизация запросов
- •Декомпозиция запросов
- •Нормализация
- •Семантический анализ
- •Упрощение
- •Реструктуризация запросов
- •Эвристический подход к оптимизации запросов
- •Правила преобразования операций реляционной алгебры
- •Оценка стоимости операций реляционной алгебры
- •Статистические показатели базы данных
- •Вариант 6. Поиск по равенству значению кластеризующего (вторичного) индекса
- •Вариант 7. Поиск по равенству значению некластеризующего (вторичного) индекса
- •Составные предикаты
- •Конъюнктивная выборка без дизъюнкций
- •Выборки с дизъюнкциями
- •Конвейерная обработка данных
- •Тема 10
- •Основные типы угроз
- •Контрмеры – компьютерные средства контроля
- •Авторизация пользователей
- •Привилегии
- •Права владения и привилегии
- •Представления (подсхемы)
- •Резервное копирование и восстановление
- •Поддержка целостности
- •Шифрование
- •Raid (массив независимых дисковых накопителей с избыточностью)
- •Средства защиты субд Microsoft Access
- •Установка пароля
- •Защита на уровне пользователя
Объекты вида архетип/версия
Последний тип объектов – это объекты вида архетип/версия (archetype/version objects).
Объект архетип (archetype object) – это семантический объект, порождающий другие семантические объекты, которые представляют версии (version objects), выпуски или издания архетипа.
Например, на рис. 3.41 объект-архетип УЧЕБНИК порождает объекты-версии ИЗДАНИЕ. Согласно этой модели, атрибуты Код учебника, Название, Автор и Издательство принадлежат объекту УЧЕБНИК, а атрибуты Порядковый номер издания, Дата выхода и Количество страниц – объекту ИЗДАНИЕ.
Идентификационная группа объекта ИЗДАНИЕ состоит из двух частей: УЧЕБНИК и Порядковый номер издания. Это типичный образец идентификатора объекта-версии. Одна часть идентификатора содержит объект-архетип, а вторая часть – это простой атрибут, идентифицирующий версию архетипа.
Рис. 3.41. Пример объекта вида архетип/версия.
Переход от семантической объектной модели к модели «сущность-связь»
Модель «сущность-связь» и семантическая объектная модель имеют как сходства, так и различия. Они похожи тем, что обе являются инструментами для уяснения и документирования структуры пользовательских данных. Обе они имеют своей целью моделирование структуры вещей в мире пользователей и связей между ними.
Принципиальное различие между двумя моделями заключается в ориентации. Модель «сущность-связь» в качестве базовой концепции рассматривает концепцию сущности. Сущности и их связи выступают, если хотите, как атомы модели данных. Эти атомы могут быть организованы в структуры, которые модель «сущность-связь» называет пользовательскими представлениями (user views). Пользовательские представления – это комбинации сущностей, строение которых напоминает строение семантических объектов.
Базовое понятие семантической объектной модели – семантический объект. Набор семантических объектов в модели данных – это карта структуры вещей, которые пользователи считают существенными. Эти объекты являются атомами мира пользователей и представляют собой наименьшие различимые единицы, которыми пользователи желают оперировать. Они могут разбиваться на более мелкие части внутри СУБД (или в приложении), но эти более мелкие части не представляют интереса для пользователей.
С точки зрения семантической объектной модели, сущности, в том виде как они определены в модели «сущность-связь», не существуют. Они являются лишь фрагментами, кусками реальных сущностей. Фактически, единственные сущности, которые имеют смысл для пользователей, – это семантические объекты. По-другому можно выразить это, сказав, что семантические объекты являются семантически самодостаточными, или семантически завершенными.
Рассмотрим пример. На рис. 3.42а представлены четыре семантических объекта: ПРЕДМЕТ_ИЗУЧЕНИЯ, СТУДЕНТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и ТЕМА. Объект ПРЕДМЕТ_ИЗУЧЕНИЯ содержит данные о преподавателе, который читает данный предмет; студенте, изучающего предмет и теме дисциплины. В то же время на рис. 3.42б изображена модель «сущность-связь» для этих же объектов, которые выступают теперь в роли сущностей.
Рис. 3.42. Переход от семантической объектной модели к модели «сущность-связь»:
а – объект ПРЕДМЕТ_ИЗУЧЕНИЯ и связанные с ним семантические объекты;
б – модель «сущность-связь» для объекта ПРЕДМЕТ_ИЗУЧЕНИЯ.
С точки зрения семантической объектной модели, в сущностях, как они представлены в модели «сущность-связь», нет необходимости. Семантические объекты можно сразу преобразовывать в структуру базы данных, никак не рассматривая ER-сущности. Они являют собой, так сказать, недостроенные дома, воздвигнутые в процессе ухода от парадигмы компьютерных структур данных к парадигме пользователей.
Еще одно отличие состоит в том, что семантические объекты содержат в себе больше метаданных, чем сущности. В семантической объектной модели на рис. 3.42а отражено то, что Номер студ. билета является уникальным идентификатором в представлении пользователей. Он может использоваться или не использоваться в качестве идентификатора в соответствующей таблице, но данный факт не существен для модели данных. Более того, семантическая объектная диаграмма указывает на тот факт, что существует семантическая группа атрибутов под названием Адрес. Эта группа содержит другие атрибуты, составляющие вместе адрес. Существование этой группы является важным фактом при разработке форм и отчетов. Наконец, семантическая объектная диаграмма показывает, что конкретная ТЕМА может быть рассмотрена в нескольких предметах, но в каждом предмете эта тема может появиться только один раз. Этот факт невозможно указать на диаграмме «сущность-связь».