- •Введение в базы данных
- •Отношения между прикладными программами и субд
- •Системы обработки баз данных
- •История баз данных
- •Организационный контекст
- •Реляционная модель
- •Коммерческие субд для микрокомпьютеров
- •Клиент-серверные приложения баз данных
- •Базы данных с использованием Интернет-технологий
- •Распределенные базы данных
- •Объектно-ориентированные субд
- •Банк данных
- •Основные понятия и определения
- •Пользователи банков данных
- •База данных
- •Архитектура базы данных. Физическая и логическая независимость
- •Схемы и отображения
- •Независимость от данных
- •Система управления базами данных – субд
- •Процесс прохождения пользовательского запроса
- •Введение в разработку баз данных
- •Метаданные
- •Индексы
- •Метаданные приложений
- •Подсистема средств проектирования
- •Подсистема обработки
- •Ядро субд
- •Создание базы данных
- •Процесс разработки базы данных
- •Моделирование данных
- •Функции субд
- •Модели данных
- •Объектные или инфологические модели данных
- •Модели данных на основе записей или даталогические
- •Реляционная модель данных
- •Преподаватели
- •Сетевая модель данных
- •. Физические модели данных
- •Концептуальное моделирование
- •Реляционная модель
- •Структура реляционных данных
- •Кортежи
- •Внешний ключ
- •Альтернативная терминология
- •Математические отношения
- •Отношения в базе данных
- •Реляционные ключи
- •Реляционная целостность
- •Целостность сущностей
- •Ссылочная целостность
- •Реляционные языки
- •Реляционная алгебра
- •Учебный проект DreamHome
- •Реляционная алгебра (продолжение)
- •Выборка (или ограничение)
- •Проекция
- •Декартово произведение
- •Объединение
- •Разность
- •Операции соединения
- •Tema-соединение (θ-join)
- •Естественное соединение
- •Внешнее соединение
- •Полусоединение
- •Пересечение
- •Деление
- •Другие языки
- •Примеры применения реляционной алгебры
- •Обзор жизненного цикла информационных систем
- •Жизненный цикл приложения баз данных
- •Проектирование базы данных
- •Проектирование баз данных на основе восходящего подхода (Метод нормализации или декомпозиции)
- •Цель нормализации
- •Проблемы, вызываемые использованием единственного отношения (аномалии обновления)
- •Проблема вставки
- •Проблема обновления
- •Проблемы удаления
- •Функциональные зависимости
- •Процесс нормализации
- •Декомпозиция без потерь и функциональные зависимости
- •Первая нормальная форма (1 нф) (из Коннолли)
- •Вторая нормальная форма (2нф)
- •Третья нормальная форма (знф)
- •Нормальная форма Бойса-Кодда (нфбк)
- •4 И 5 нормальные формы (4нф и 5нф)
- •Пример нормализации
- •. Другая декомпозиция отношения консультант
- •Некоторые комментарии к декомпозиционному алгоритму проектирования
- •Некоторые модификации алгоритма проектирования Избыточные функциональные зависимости
- •Транзитивные зависимости
- •Добавление атрибутов в фз
- •Правила вывода
- •Алгоритм проектирования бд методом декомпозиции (восходящий метод)
- •Проверка отношений на завершающей фазе их проектирования
- •Задачи к текущему материалу
- •Пример аномалий для 2нф
- •Нормальная форма Бойса—Кодда (нфбк) с примером аномалий для 3 формы
- •Язык sql
- •Запрос одиночной таблицы
- •Проектирование в sql
- •Выборка в sql
- •Сортировка
- •Встроенные функции sql
- •Встроенные функции и группировка
- •Запрос нескольких таблиц
- •Вложенные запросы
- •Соединение с помощью sql
- •Сравнение вложенного запроса и соединения
- •Внешнее соединение
- •Операторы exists и not exists
- •Изменение данных
- •Insert into запись
- •Insert into запись
- •Insert into третьекурсник
- •Удаление данных
- •Модификация данных
- •Запрос на sql с exist и not exist (реализация реляционной операции Деления)
- •Операция внешнего соединения таблиц в access (Мои замечания)
- •Псевдонимы столбцов и таблиц
- •Уточнения запроса
- •Теоретико-множественные операции
- •Декартово произведение наборов записей
- •Объединение наборов записей (union)
- •Пересечение наборов записей (intersect)
- •Intersect corresponding (id_компонента, Тип_компонента)
- •Вычитание наборов записей (except)
- •Операции соединения
- •Естественное соединение (natural join)
- •Условное соединение (join... On)
- •Соединение по именам столбцов (join... Using)
- •Внешние соединения
- •Левое соединение {left outer join)
- •Правое соединение {right outer join)
- •Внешнее соединение Преподаватель-Изучение-Предмет. Создание в access. Пример
- •Операторы exists и not exists
- •Низходящее проектирование бд на основе er-модели Модель «сущность—связь» и ее варианты
- •Реализация низходящего проектирования бд на основе er-модели
- •Типы сущностей
- •Способы представления сущностей на диаграмме
- •Атрибуты
- •Типы связей
- •Представление связей на диаграммах
- •Атрибуты связей
- •. Структурные ограничения
- •Показатель кардинальности
- •Степень участия
- •Примеры er-проектирования
- •Модель «сущность—связь» в другом рассмотрении
- •Элементы модели «сущность—связь»
- •Сущности
- •Атрибуты
- •Идентификаторы
- •Три типа бинарных связей
- •Диаграммы «сущность—связь»
- •Изображение атрибутов в диаграммах «сущность—связь»
- •Слабые сущности
- •Представление многозначных атрибутов при помощи слабых сущностей
- •Подтипы сущностей
- •Пример er-диаграммы
- •Документирование делового регламента
- •Модель «сущность—связь» и case-средства
- •Диаграммы «сущность—связь» в стиле uml
- •Сущности и связи в uml
- •Представление слабых сущностей
- •Представление подтипов
- •Конструкции ооп, введенные языком uml
- •Роль uml в базах данных на сегодняшний день
- •Примеры
- •Вопросы группы I
- •Вопросы группы II
- •Литература по курсу «базы и банки данных»
Процесс разработки базы данных
Многие тома были посвящены разработке информационных систем вообще и приложений баз данных в частности, поэтому здесь нам нет нужды сколько-нибудь глубоко обсуждать процессы системной разработки.
Общие стратегии
База данных — это модель пользовательской модели деловой активности. Поэтому, для того чтобы построить эффективную базу данных и ее приложения, команда разработчиков должна ясно представить себе пользовательскую модель. Для этого команда строит модель данных, идентифицирующую объекты, которые должны храниться в базе данных, и определяет их структуру и связи между ними. Это понимание должно быть достигнуто на ранней стадии процесса разработки путем опроса пользователей и составления технического задания (statement of requirements). Большинство таких технических заданий включают использование прототипов (prototypes) — шаблонных баз данных и приложений, представляющих различные аспекты создаваемой системы.
Есть две общих стратегии разработки баз данных: сверху вниз и снизу вверх. Разработка сверху вниз (top-down database development) идет от общего к частному. Она начинается с изучения стратегических целей организации, способов, при помощи которых эти цели могут быть достигнуты, требований к информации, которые должны быть удовлетворены для достижения этих целей, и систем, необходимых для предоставления такой информации. Результатом такого исследования является абстрактная модель данных.
Отталкиваясь от этой общей модели, команда разработчиков двигается «вниз», к все более и более подробным описаниям и моделям. Модели промежуточного уровня также постоянно детализируются, пока не воплотятся в конкретные базы данных и их приложения. Одно или более из этих приложений берется затем в разработку. В конце концов вся высокоуровневая модель данных трансформируется в низкоуровневые модели, после чего реализуются все указанные системы, базы данных и приложения.
При разработке снизу вверх (bottom-up database development) уровень абстракции меняется в обратном направлении: исходным пунктом является необходимость в конкретной системе. Способ выбора первой системы варьируется от организации к организации. В одних организациях приложение выбирается правлением, в других пользователи могут выбирать его самостоятельно, в третьих - побеждает мнение того, кто в администрации громче всех кричит.
Так или иначе, для разработки выбирается конкретная система. Команда разработчиков затем составляет техническое задание, рассматривая выходы и входы существующих компьютерных систем, анализируя формы и отчеты, используемые в существующих системах с ручной записью, и опрашивая пользователей с целью определения их потребностей в новых отчетах, формах и запросах, а также других требований. Исходя из этого всего, команда программистов разрабатывает информационную систему. Если система включает в себя базу данных, команда на основании технического задания строит модель данных, а имея модель данных, она проектирует и реализует базу данных. Когда создание данной системы завершается, запускаются другие проекты, целью которых является построение дополнительных информационных систем.
Сторонники разработки сверху вниз утверждают, что этот подход имеет преимущество перед разработкой снизу вверх, поскольку модели данных (и соответствующие им системы) строятся с глобальной перспективой. Они считают, что такие системы гораздо лучше взаимодействуют между собой, являются более согласованными и требуют намного меньше переделок.
Сторонники разработки снизу вверх говорят, что такой подход работает быстрее и сопряжен с меньшим риском. Они утверждают, что моделирование сверху вниз выливается в большое количество трудновыполнимых исследований и что процесс планирования часто заходит в тупик. Хотя моделирование снизу вверх не обязательно имеет своим результатом оптимальный набор систем, тем не менее, с его помощью можно быстро создать работающую систему. Такие системы начинают давать прибыль гораздо быстрее, чем системы, смоделированные сверху вниз, и это более чем компенсирует любые переделки и модификации, которые придется сделать, чтобы настроить систему на глобальную перспективу.
