Контрольные вопросы

1. Перечислите этапы проектирования баз данных.

2. Дайте определение инфологической, датологической и физической моделей данных.

3. Как взаимосвязаны между собой этапы проектирования баз данных?

4. В чем заключается инфологическое моделирование базы данных?

5. Какие требования предъявляются к инфологической модели?

6. Перечислите компоненты инфологической модели.

7. Что такое идентификатор объекта, какими свойствами он должен обладать?

8. Что представляет собой модель «сущность-связь»?

9. Какие различают типы связей между объектами, как они отображаются в инфологической модели?

10. Приведите примеры из любых предметных областей связей типа 1:1, 1:М; М:М между объектами.

11. В чем заключается моделирование локальных представлений? Приведите пример.

12. По каким правилам осуществляется объединение локальных представлений?

13. Какой объект называется агрегированным? Приведите примеры агрегированных объектов.

14. Какой объект называется обобщенным? Приведите примеры обобщенных объектов.

15. В чем заключается даталогическое проектирование базы данных?

16. Каким образом реализуется связь М:М между объектами?

17. Какие подходы существуют при выборе показателей, которые должны храниться в базе данных?

18. В каких случаях обоснованным является введение искусственных идентификаторов?

19. Дайте рекомендации по проектированию реляционной базы данных.

20. В чем заключается нормализация отношений?

21. Дайте определение функциональной, полной функциональной, транзитивной и многозначной зависимостей.

22. Какие существуют нормальные формы? Дайте их краткую характеристику.

7. Реляционная модель данных

1. Общие понятия

Реляционная база данных представлена пользователю как множество отношений или таблиц. Все значения в отношении атомарные или скалярные (нет групп повторения). Реляционная система поддерживает реляционные базы данных и операции над ними, в частности включающие в себя операцию выборки строк RESTRICT (SELECT), операцию выборки столбцов PROJECT (также называемую проекцией) и операцию соединения таблиц JOIN. Эти и подобные операции выполняются на уровне множества. Свойство замкнутости реляционных систем означает, что результат операции имеет тот же тип, что и объекты, над которыми проводилась операция (все они являются отношениями); это позволяет использовать вложенные реляционные выражения.

Формальная теория, которая лежит в основе реляционных систем, называется реляционной моделью. Реляционная модель изучает материал только на логическом уровне и не затрагивает физический уровень. В модели рассматриваются три аспекта данных – структура (объекты данных), целостность и обработка данных (операторы). Объектами в основном являются таблицы, целостность обеспечивается внешними и первичными ключами, а операторы – это RESTRICT, PROJECT, JOIN и т.д.

Оптимизатор – это компонент системы, определяющий, как будут реализованы запросы пользователя (которые указывают, что делать, а не как делать). Таким обра­зом, в реляционных системах предусмотрена ответственность за «навигацию» по хранимой базе данных для нахождения необходимых данных; такие системы иногда на­зывают системами автоматической навигации. Оптимизация и автоматическая на­вигация являются предпосылками независимости данных в реляционной системе.

Каталог – это множество системных таблиц, которые содержат дескрипторы различных важных для системы элементов (базовых таблиц, представлений, индексов и т.д.). Пользователи могут опрашивать каталог так же, как собственные данные.

Производная таблица — это таблица, полученная из других таблиц посредством реляционного выражения. Базовая таблица — это таблица, не являющаяся производной. Представление — это именованная производная таблица, определение которой через другие таблицы содержится в каталоге. Пользователь может оперировать представления­ми практически так же, как и базовыми таблицами. Система выполняет операции над представлениями, заменяя ссылки на название представления выражением, определяю­щим его, т.е. преобразуя операцию над представлением в соответствующую операцию над базовыми таблицами. Этот метод реализации операций называется методом подстановки.

Стандартным языком для работы с реляционными базами данных является язык SQL. Для создания новой базовой таблицы используется оператор SQL CREATE TABLE. Оператор выборки SELECT (или SELECT-FROM-WHERE) языка SQL пре­доставляет функциональные возможности реляционных операторов RESTRICT, PROJECT и JOIN и даже больше. Операторы обновления SQL – это операторы INSERT, UPDATE и DELETE.

Связь реляционной модели с компонентами архитектуры ANSI/SPARC

1. Базовые таблицы соответствуют концептуальному уровню архитектуры ANSI/ SPARC.

2. Представления соответствуют внешнему уровню ар­хитектуры ANSI/SPARC.

3. В реляционной модели не рассматривается внутренний уровень систем данных, в частности внутренний уровень архитектуры ANSI/SPARC.

4. Язык SQL — это типичный (фактически стандартный) подъязык данных. В этом смысле он включает в себя язык определения данных и язык обработки данных. Язык обработки данных SQL может использоваться как на внешнем, так и на концептуальном уровне.

5. Прикладные программы в SQL-системе могут получить доступ к базе данных из базового языка, такого как COBOL, посредством встроенных SQL-операторов.