- •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»
Идентификаторы
Экземпляры сущностей имеют идентификаторы (identifiers) — атрибуты, с помощью которых эти экземпляры именуются, или идентифицируются. Например, экземпляры сущностей класса СОТРУДНИК могут идентифицироваться по атрибутам НомерСоциальнойСтраховки, ТабельныйНомерСотрудника или ИмяСотрудника. Такие атрибуты, как Зарплата или ДатаНайма, вряд ли могут служить идентификаторами экземпляров сущностей класса СОТРУДНИК, поскольку обычно эти атрибуты не используются для однозначного указания па конкретного сотрудника. Подобно этому, сущности класса КЛИЕНТ могут идентифицироваться по атрибутам НомерКлиента или ИмяКлиента, а сущности класса ЗАКАЗ могут идентифицироваться по атрибуту НомерЗаказа.
Идентификатор экземпляра сущности состоит из одного или более атрибутов сущности. Идентификатор может быть уникальным (unique) либо неуникалъным (nonunique). Если идентификатор является уникальным, его значение будет указывать на один и только один экземпляр сущности. Если идентификатор является неуникальным, его значение будет указывать на некоторое множество экземпляров. ТабельныйНомерСотрудника является, скорее всего, уникальным идентификатором, а ИмяСотрудника — неуникальным (например, может быть несколько сотрудников по имени Джон Смит).
Идентификаторы, состоящие из нескольких атрибутов, называются композитными (или составными) идентификаторами (composite identifiers). Примерами могут служить совокупности вида (КодРегиона, МестныйНомер}, (НазваниеПроекта, НазваниеЗадачи} и {Имя, Фамилия, ДобавочныйНомерТелефона}.
Связи
Взаимоотношения сущностей выражаются связями (relationships). Модель «сущность—связь» включает в себя классы связей и экземпляры связей. (Для краткости мы будем иногда опускать слово экземпляр в тех случаях, когда из контекста будет очевидно, что подразумевается именно экземпляр сущности, а не класс сущностей). Классы связей (relationship classes) — это взаимоотношения между классами сущностей, а экземпляры связи (relationship instances) — взаимоотношения между экземплярами сущностей. У связей могут быть атрибуты.
Класс связей может затрагивать несколько классов сущностей. Число классов сущностей, участвующих в связи, называется степенью связи (relationship degree). Изображенная на рис. 3.2, а связь ПРОДАВЕЦ-ЗАКАЗ имеет степень 2, поскольку
в ней участвуют два класса сущностей: ПРОДАВЕЦ и ЗАКАЗ. Связь РОДИТЕЛЬ на рис. 3.2, б имеет степень 3, так как в ней участвуют три класса сущностей: МАТЬ, ОТЕЦ и РЕБЕНОК. Связи степени 2 весьма распространены, их часто называют еще бинарными связями (binary relationships).
Три типа бинарных связей
На рис. 3.3 показаны три типа бинарных связей. В связи 1:1 («один к одному») одиночный экземпляр сущности одного типа связан с одиночным экземпляром сущности другого типа. На рис. 3.3, а связь СЛУЖЕБНЫЙ_АВТОМОБИЛЬ связывает одиночную сущность класса СОТРУДНИК с одиночной сущностью класса АВТОМОБИЛЬ. В соответствии с этой диаграммой, ни за одним сотрудником не закреплено более одного автомобиля, и ни один автомобиль не закреплен более чем за одним сотрудником.
На рис. 3.3, б изображен второй тип связи, 1:N («один к N» или «один ко многим»). В этой связи, которая называется ОБЩЕЖИТИЕ-ЖИЛЕЦ, единичный экземпляр сущности класса ОБЩЕЖИТИЕ связан со многими экземплярами сущно-
сти класса СТУДЕНТ. В соответствии с этим рисунком, в общежитии проживает много студентов, но каждый студент живет только в одном общежитии.
Позиция, в которой стоят 1 и N, имеет значение. Единица стоит на той стороне связи, где располагается ОБЩЕЖИТИЕ, а N стоит на той стороне связи, где располагается СТУДЕНТ. Если бы 1 и N располагались наоборот, и связь записывалась бы как N:l, получилось бы, что в общежитии живет один студент, причем каждый студент живет в нескольких общежитиях. Это, разумеется, не так.
На рис. 3.3, в показан третий тип бинарной связи, N:M (читается «N к М» или «многие ко многим»). Эта связь называется СТУДЕНТ-КЛУБ, и она связывает экземпляры сущностей класса СТУДЕНТ с экземплярами сущностей класса КЛУБ. Один студент может быть членом нескольких клубов, а в одном клубе может состоять много студентов.
Числа внутри ромба, символизирующего связь, обозначают максимальное количество сущностей на каждой стороне связи. Эти ограничения называются максимальными кардинальными числами, а совокупность из двух таких ограничений для обеих сторон связи называется максимальной кардинальностью (maximum cardinality) связи. Например, о связи, изображенной на рис. 3.3, б, говорят, что она обладает максимальной кардинальностью 1:N. Кардинальные числа могут иметь и другие значения, а не только 1 и N. Например, связь между сущностями БАСКЕТБОЛЬНАЯ_КОМАНДА и ИГРОК может иметь кардинальность 1:5, что говорит нам о том, что в баскетбольной команде может быть не более пяти игроков.
Связи трех типов, представленных на рис. 3.3, называются иногда связями типа «ИМЕЕТ», или связями обладания (HAS-A relationships). Такой термин используется потому, что одна сущность имеет (has) связь с другой сущностью. Например: сотрудник имеет автомобиль, студент имеет общежитие, клуб имеет студентов.
