шпоры БД 5 семестр

1. База данных..

База данных (БД) – это взаимосвязанная информация (данные) об объектах, которая организованна специальным образом и хранится во внешней памяти компьютера. Программное обеспечение, позволяющее создавать БД, обновлять хранимую в ней информацию, обеспечивающее удобный доступ к ней с целью просмотра и поиска, называется системой управления базой данных (СУБД). Поле – это признак объекта, выделенный в отдельный столбик и которому задано имя.

Запись – совокупность значений полей, которые относятся к конкретному объекту.

Объектом, отраженным в этой модели, является Номер пропуска.

Объект – это нечто существующее и различимое, т.е. объектом можно назвать то “нечто”, для которого существуют название и способ отличать один подобный объект от другого.

В каждой таблице реляционной модели должен быть столбец (или совокупность столбцов), значение которого однозначно идентифицирует каждую ее строку. Этот столбец (или совокупность столбцов) называется первичным ключом.

Информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации, поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к БД.

Банк данных- является разновидность ИС в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления обработки информации, организованные в одну или несколько БД, а также систем языковых алгоритмических программных технических средств поддержки данных.

Словарь данных- представлена собой подсистема данных, предназначена для центр. Хранения данных о структурах данных, взаимосвязанных файлов БД друг с другом, типах данных и форматах их представлений.

10.  Архитектура СУБД. Трехзвенная (многозвенная) архитектура «клиент-сервер».

При трехуровневой архитектуре в функции клиентской части («тонкий клиент») входит только интерактивное взаимодействие с пользователем, а вся деловая логика вынесена на сервер приложений, который собственно и обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу базы данных.

«Тонкий клиент» находится на компьютере пользователя и чаще всего представляет собой Web-браузер (например, Internet Explorer) с применением соответствующей HTML-странице апплетов Java или компонентов ActiveX.

Сервер приложений находится на сервере и может являться специализированной программой (например, Oracle Forms Server) или обычным Web-сервером, вызывающим для обработки HTTP-запроса внешнюю программу через интерфейс CGI (рис. 33). Преимущества трехуровневой архитектуры очевидны: при необходимости изменений в деловой логике, изменения вносятся только один раз – на сервере приложений. Изменять или переустанавливать клиентские программы нет никакой необходимости.

19.  Физическое проектирование.

Физическое проектирование – это описание компонентов, сервисов и технологий, используемых для получения решения.

Результат этого этапа проектирования – набор компонентов, проект пользовательского интерфейса для определённой платформы и физический проект базы данных.

Стадия физического проектирования состоит из четырёх этапов: исследования, анализа, рационализации и реализации.

Каждый этап заканчивается конкретными результатами.

Этап исследования

На этапе исследования:

- определяются физические ограничения инфраструктуры;

- определяются физические требования к решению;

- изучаются риски (снижение качества, увеличение расходов, срыв сроков, невозможность достижения поставленных задач).

В список ограничений и требований включаются следующие данные: производительность, особенности развёртывания, возможности сопровождения, выбранные технологии, надёжность, пригодность, безопасность.

37.  MS Access. Объект Форма. Назначение. Режимы работы. Подчиненная форма. Элементы управления. Разделы формы.

Формы.Если запросы — это специальные средства для отбора и анализа данных, то фор­мы — это средства для ввода данных. Смысл их тот же — предоставить пользователю сред­ства для заполнения только тех полей, кото­рые ему заполнять положено. Одновременно с этим в форме можно разместить специаль­ные элементы управления (счетчики, раскры­вающиеся списки, переключатели, флажки и прочие) для автоматизации ввода. Преимущества форм раскрываются особенно наглядно, когда происходит ввод данных с заполненных бланков, В этом случае форму делают графическими средст­вами так, чтобы она повторяла оформление бланка, — это заметно упрощает работу наборщика, снижает его утомление и предотвращает появление печатных ошибок. На сопроводительном рисунке приведен пример простейшей формы для ввода данных.

38.  MS Access. Объект Отчеты. Назначение. Режимы работы. Группировка записей. Сортировка. Разделы отчета.

Отчеты.По своим свойствам и структуре отчеты во многом похожи на формы, но предназначены только для вывода данных, причем для вывода не на экран, а на печатающее устройство (принтер). В связи с этим отчеты отличаются тем, что в них приняты специальные меры для группирования выводимых данных и для вывода специальных элементов оформления, характерных для печатных докумен­тов (верхний и нижний колонтитулы, номера страниц, служебная информация о времени создания отчета и т п ).

3. Жизненный цикл

Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех группах процессов:

– основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

– вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);

– организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

8.      Архитектура СУБД. Архитектура «файл-сервер».

В СУБД с архитектурой файл-сервер база данных хранится на сервере, а копии СУБД устанавливаются на компьютерах пользователей. Файл базы данных находящийся на сервере, совместно используется всеми пользователями одновременно, при помощи сетевого программного обеспечения и самой операционной системы. Ярким примером такой архитектуры является СУБД MS Access: копии СУБД установлены на компьютере каждого пользователя, а сам файл базы данных находится на сервере в сетевой папке.

Архитектура файл-сервер позволяет добиться приемлемой производительности, т.к. в распоряжении каждой копии СУБД находятся все ресурсы компьютера пользователя. С другой стороны, производительность такой схемы для каждого пользователя, напрямую зависит от характеристик компьютера пользователя. Кроме того, такая схема работы значительно загружает сеть.

Допустим, что пользователю необходимо отобрать строки таблицы с товарами, по которым объем продаж не превышает 100 тыс. рублей. Поскольку строки в таблице не упорядочены, то скорее всего по сети будут переданы все строки таблицы, из которых СУБД уже «на месте» (на компьютере пользователя) отберет нужные.

Очевидно, что такая схема нерациональна при больших объемах обрабатываемой информации или большем числе пользователей базы данных. Поэтому, для таких БД целесообразнее применять архитектуру клиент-сервер.

11.  Типы и модели данных. Иерархическая. Сетевая. Реляционная. Достоинства. Недостатки. Примеры.

Иерархические базы данных – это самая первая модель представления данных, в которой все записи базы данных представлены в виде дерева, с соотношением предок-потомок (рис. 30).

Сетевая база данных – это база данных, в которой одна запись может участвовать в нескольких отношениях предок-потомок (рис. 31). Т.е. фактически, база данных представляет собой не дерево, а граф.

В реляционной базе данных вся информации представляется в виде таблиц, и любые операции над данными – это операции над таблицами. Таблицы строят из строк и столбцов. Строки – это записи, а столбцы представляют собой структуру записи (каждый столбец имеет определенный тип данных и длину данных). Строки в таблице не упорядочены – не существует первой или десятой строки. Однако поскольку на строки необходимо как-то ссылаться, то вводится понятие «первичный ключ».

Первичный ключ – это столбец, значение которого во всех строках разные. Используя первичный ключ, можно однозначно ссылаться на любую строку таблицы. Первичный ключ может состоять и из нескольких столбцов (составной первичный ключ). Внешний ключ – это столбец таблицы, значения которого совпадают со значениями первичного ключа некоторой другой таблицы.

16.  Метод моделирования «Сущность - связь» (ER - диаграмма). Примеры.

Сущность представляет собой объект, информация о котором хранится в БД. С помощью сущности моделируется класс однотипных объектов. Экземпляры сущности отличаются друг от друга и однозначно идентифицируются. Сущность имеет имя, уникальное в пределах моделируемой системы. Например, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ПРЕДМЕТ, СТУДЕНТ, ГРУППА.

Атрибут – это свойство сущности. Например, для сущности СТУДЕНТ атрибутами являются Фамилия, Номер_зачетной_книжки.

Ключ сущности – неизбыточный набор атрибутов, используемый для идентификации конкретного экземпляра сущности. Например, Номер_зачетной_книжки для сущности СТУДЕНТ. Ключевые атрибуты изображаются на диаграмме подчеркиванием

34.  MS Access. Объект Таблица. Назначение. Режимы работы. Свойства поля. Постановка. Связи между таблицами.

Таблица - это набор записей (строк таблицы), состоящих из отдельных полей (колонок таблицы), в которых хранится информация и составляющая, собственно, содержание базы данных.

Таблицы являются основной формой представления информации, содержащейся в базе данных. Без таблицы нельзя спроектировать форму, на базе таблиц составляются запросы и отчеты. Создать таблицу можно двумя способами: с помощью Конструктора таблиц и с помощью Мастера.

39.  MS Access. Объект Макросы. Назначение. Задание условий. Примеры.

Макросы и модули. Эти категории объектов предназначены как для автоматиза­ции повторяющихся операции при работе с системой управления базами данных, так и для создания новых функций путем программирования. В СУБД Microsoft Access макросы состоят из последовательности внутренних команд СУБД и являются одним из средств автоматизации работы с базой. Модули создаются средствами внешнего языка программирования, в данном случае языка Visual Basic foi Applications. Это одно из средств, с помощью которых разработчик базы может зало­жить в нее нестандартные функциональные возможности, удовлетворить специфи­ческие требования заказчика, повысить быстродействие системы управления, а так­же уровень ее защищенности

4.      Модели жизненного цикла. Каскадная, итерационная спиральная модель.

К настоящему времени наибольшее распространение получили следующие две основные модели ЖЦ:

– каскадная модель (70-85 г.г.);

– спиральная модель (86-90 г.г.).

каскадная

спиральнеая

9.      Архитектура СУБД. Технология «клиент-сервер».

При архитектуре клиент-сервер база данных хранится на сервере, а СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Клиентская часть СУБД выполняется на стороне клиента и обеспечивает интерактивное взаимодействие с пользователем и формирование запросов к базе данных (на языке SQL). Серверная часть работает на сервере и взаимодействует с базой данных, обеспечивая выполнение запросов клиентской части, т.е. если провести аналогию с рассмотренным выше примером, то клиентская часть сформирует и отправит серверной части запрос «Отбери меня для строки таблицы с товарами, по которым объем продаж не превышает 100 тыс. рублей», серверная часть выполнил данный запрос и отошлет клиентской части те строки, которые необходимо, не передавая по сети все строки.

12.  Структурная часть реляционной модели. Отношение. Атрибуты. Домены. Кортежи. Схема отношений. Ограничения.

В реляционных базах данных кортеж — это элемент отношения. Для N-арного отношения кортеж представляет собой упорядоченный набор из N значений, по одному значению для каждого атрибута отношения.

15.  Этапы  проектирования базы данных. Инфологическое проектирование.

   Законы проектирования  баз данных: 1.Системный анализ предметной области 2.Инфологическое проектирование 3.Выбор СУБД 4.Датологическое проектирование 5.Физическое проектирование

16.  Метод моделирования «Сущность - связь» (ER - диаграмма). Примеры.

Сущность представляет собой объект, информация о котором хранится в БД. С помощью сущности моделируется класс однотипных объектов. Экземпляры сущности отличаются друг от друга и однозначно идентифицируются. Сущность имеет имя, уникальное в пределах моделируемой системы. Например, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ПРЕДМЕТ, СТУДЕНТ, ГРУППА.

Атрибут – это свойство сущности. Например, для сущности СТУДЕНТ атрибутами являются Фамилия, Номер_зачетной_книжки.

Ключ сущности – неизбыточный набор атрибутов, используемый для идентификации конкретного экземпляра сущности. Например, Номер_зачетной_книжки для сущности СТУДЕНТ. Ключевые атрибуты изображаются на диаграмме подчеркиванием

Модель «Сущность-Связь» включает в себя классы связей и экземпляры связей. Классы связей – это взаимоотношения между классами сущностей. Экземпляры связей – это взаимоотношения между экземплярами сущностей. Типы связей: Связь один к одному (1:1) – одиночный экземпляр сущности одного типа связан с одиночным экземпляром сущности другого типа. Связь один ко многим (1:М) – один экземпляр сущности связан со многими экземплярами другой сущности. Связь многие ко многим (М:N) – несколько экземпляров одной сущности связаны с несколькими экземплярами другой сущности. Модель «Сущность-Связь» или ER-диаграммы включают в себя изображения сущностей в виде прямоугольников (или прямоугольников с закругленными углами), а связей в виде ромбиков (или ромбиков с закругленными углами). На ER-диаграммах атрибуты обозначаются эллипсами. Если атрибутов у сущности много, то чтобы не загружать ER-диаграмму, атрибуты помещают в прямоугольник, в котором идет перечисление всех атрибутов сущности.

26.  История развития языка SQL.

Первый международный стандарт языка SQL был принят в 1989 г. (далее мы будем называть его SQL/89 или SQL1). Иногда стандарт SQL1 также называют стандартом ANSI/ISO, и подавляющее большинство доступных на рынке СУБД поддерживают этот стандарт полностью. Однако развитие информационных технологий, связанных с базами данных, и необходимость реализации переносимых приложений потребовали в скором времени доработки и расширения первого стандарта SQL.

В конце 1992 г. был принят новый международный стандарт языка SQL, который в дальнейшим будем называть SQL/92 или SQL2. И он не лишен недостатков, но в то же время является существенно более точным и полным, чем SQL/89. В настоящий момент большинство производителей СУБД внесли изменения в свои продукты так, чтобы они в большей степени удовлетворяли стандарту SQL2.

В 1999 году появился новый стандарт, названный SQL3. Если отличия между стандартами SQL1 и SQL2 во многом были количественными, то стандарт SQL3 соответствует качественным серьезным преобразованиям. В SQL3 введены новые типы данных, при этом предполагается возможность задания сложных структурированных типов данных, которые в большей степени соответствуют объектной ориентации. Наконец, добавлен раздел, который вводит стандарты на события и триггеры, которые ранее не затрагивались в стандартах, хотя давно уже широко использовались в коммерческих СУБД. В стандарте определены возможности четкой спецификации триггеров как совокупности события и действия. В качестве действия могут выступать не только последовательность операторов SQL, но и операторы управления ходом выполнения программы. В рамках управления транзакциями произошел возврат к старой модели транзакций, допускающей точки сохранения (savepoints), и возможность указания в операторе отката ROOLBACK точек возврата позволит откатывать транзакцию не в начало, а в промежуточную ранее сохраненную точку. Такое решение повышает гибкость реализации сложных алгоритмов обработки информации.

28.  Задание условий при выборке данных. Операторы IS NULL, BETWEEN…AND, IN, LIKE, EXISTS, UNIQUE, ALL,ANY.

Оператор IS NULL предназначен для сравнения текущего значения со значением NULL. Он используется для отбора записей, в некоторое поле которых не занесено никакое значение.

Оператор BETWEEN…AND применяется для отбора записей, в которых значения поля находятся внутри заданного диапазона. Границы диапазона включаются в условие отбора.

Оператор IN используется для выборки значений, в которых значение некоторого поля соответствует хотя бы одному из значений заданного списка.

Оператор LIKE применяется для сравнения значения поля со значением, заданным при помощи шаблонов. Для задания шаблонов используются два символа:

• знак процента «%» - заменяет последовательность любой (в том числе нулевой) длины;

• символ подчеркивания «_» заменяет любой единичный символ.

Оператор EXISTS используется для отбора записей, соответствующих заданному критерию. Оператор UNIQUE используется для проверки записи таблицы на уникальность. По своему действию он аналогичен оператору EXISTS. Единственное отличие заключается в том, что подзапрос, задаваемый после ключевого слова UNIQUE, не должен возвращать более одной записи. Оператор ALL используется для сравнения исходного значения со всеми другими значениями, входящими в некоторый набор данных. Оператор ANY применяется для сравнения заданного значения с каждым из значений некоторого набора данных.

6.      Основные функции СУБД.

А)Непосредственное управление данными во внешней памятиЭта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения непосредственных данных, входящих в БД, так и для служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы).

Б)Управление буферами оперативной памятиЕдинственным же способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. И даже если операционная система производит общесистемную буферизацию (как в случае ОС UNIX), этого недостаточно для целей СУБД, которая располагает гораздо большей информацией о полезности буферизации той или иной части БД. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов. При управлении буферами основной памяти приходится разрабатывать и применять согласованные алгоритмы буферизации, журнализации и синхронизации.

В)Управление транзакциямиТранзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные ею, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается в состоянии БД. При соответствующем управлении параллельно выполняющимися транзакциями со стороны СУБД каждый пользователь может в принципе ощущать себя единственным пользователем СУБД 

Г)Журнализация

Д)Языки БД

7.      Архитектура СУБД. Централизованная архитектура.

В СУБД с централизованной архитектурой, СУБД и сама база данных размещается и функционирует на центральном миникомпьютере (мэйнфрейме), а пользователи получают доступ к базе данных при помощи обычных терминалов – компьютер рассматривается просто как устройство ввода и отображения информации: на мэйнфрейм передаются нажатия клавиш, в обратном направлении передаются данные, отображаемые непосредственно на мониторе пользователя. Примерами СУБД с централизованной архитектурой являются ранние версии СУБД DB2, ранние версии СУБД 

27.  Выборка данных из таблиц. Оператор SELECT.

Для выборки данных из таблицы используется конструкция с оператором SELECT.  После фразы SELECT нужно через запятую перечислить столбцы, содержание которых нужно получить. Символ (*) используется для получения данных из всех столбцов таблицы.  После фразы FROM, необходимо указать таблицу из которой следует извлекать данные. 

29.  Упорядочение данных. Группировка данных. Функции агрегирования.

Агрегирующие функции производят вычисление одного «собирающего» значения (суммы, среднего, максимального, минимального значения и т. п.) для заданных групп строк таблицы. Группы строк определяются различными значениями заданного поля (полей) таблицы. Разбиение на группы выполняется с помощью предложения group by.

Рассмотрим перечень агрегирующих функций.

-  count определяет количество записей данного поля в группе строк.

- sum вычисляет арифметическую сумму всех выбранных значений данного поля.

- avg рассчитывает арифметическое среднее (усреднение) всех выбранных значений данного поля.

- max находит наибольшее из всех выбранных значений данного поля.

- min находит наименьшее из всех выбранных значений данного поля.

35.  MS Access. Объект Запросы. Назначение. Режимы работы. Бланк запроса. Условие отбора. Сортировка. Группировка. Запрос с параметром. Вычисляемое поле. Запросы из нескольких таблиц.

Запросы.Эти объекты служат для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. С помощью запросов выполняют такие операции, как отбор данных, их сортировку и фильтрацию. С помощью запросов можно выпол­нять преобразование данных по заданному алгоритму, создавать новые таблицы, выполнять автоматическое наполнение таблиц данными, импортированными из других источников, выполнять простейшие вычисления в таблицах и многое другое.