- •Оано впо «волжский университет им. В.Н. Татищева»
- •Содержание
- •Используемые сокращения
- •1 Основные понятия системы баз данных
- •2 История развития систем управления базами данных
- •3 Модели данных
- •3.1 Иерархическая модель
- •3.2 Сетевая модель
- •3.3 Реляционная модель
- •3.3.1 Терминология и базовые понятия реляционных бд
- •3.3.2 Целостность и сохранность баз данных
- •4 Архитектура субд
- •4.1 Типовая организация современной субд
- •4.2 Основные функции субд.
- •5 Язык sql
- •5.1 Оператор select
- •5.1.1 Особенности использования предложения select
- •5.1.2 Особенности использования предложения where
- •5.1.3 Сортировка результатов запроса
- •5.1.4 Группировка записей
- •5.1.5 Ограничение на группировку записей
- •5.2 Объединение однотипных запросов
- •5.3 Структурированные, или вложенные, запросы
- •5.4 Запросы на удаление
- •5.5 Запросы на обновление данных
- •5.6 Запросы на добавление данных
- •6.2 Теоретико-множественные отношения
- •6.3 Соединения
- •6.4 Деление
- •7 Проектирование реляционной базы данных
- •7.1 Существующие подходы к проектированию баз данных
- •7.2 Этапы проектирования баз данных
- •7.2.1 Формирование и анализ требований к системе
- •7.2.1.1 Функциональное моделирование
- •7.2.1.2 Состав функциональной модели
- •7.2.1.3 Типы связей между функциями
- •7.2.1.4 Декомпозиция отношений
- •7.2.2 Проектирование с использованием метода «сущность-связь»
- •7.2.3 Переход от er–модели к реляционной
- •7.3 Проектирование реляционных баз данных с использованием нормализации
- •7.3.1 Функциональные зависимости
- •7.3.2 Пример нормализации отношений
- •Накладная № 123
- •8 Физическая организация базы данных
- •8.1 Структура данных в файлах с различной организацией
- •8.1.1 Основные понятия
- •8.1.2 Неупорядоченные и упорядоченные файлы
- •8.1.3 Хешированные файлы
- •8.2 Индексированные файлы
- •9 Защита баз данных
- •9.1 Потенциальные опасности
- •9.2 Основные типы угроз
- •9.3 Контрмеры – компьютерные средства контроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Используемая литература
3.3.2 Целостность и сохранность баз данных
Поддержание целостности базы данных может рассматриваться как защита данных от неверных изменений или разрушений (не путать с незаконными изменениями и разрушениями, являющимися проблемой безопасности). Современные СУБД имеют ряд средств для обеспечения поддержания целостности (так же, как и средств обеспечения поддержания безопасности).
Выделяют три группы правил целостности:
Целостность по сущностям.
Целостность по ссылкам.
Целостность, определяемая пользователем.
Целостность сущности состоит в том, что любой кортеж любого отношения отличим от любого другого кортежа этого отношения, т.е., другими словами, любое отношение должно обладать первичным ключом. Целостность ссылок состоит в обеспечении целостности данных – это средство защиты от «висящих» записей (записей в подчиненной таблице, не имеющих соответствующих записей в главной таблице). Поддержка целостности по ссылкам обеспечивает целостность БД при изменении и удалении кортежей (записей). Целостность, определяемая пользователем или администратором, это дополнительные правила поддержки целостности данных.
4 Архитектура субд
4.1 Типовая организация современной субд
Логически в современной реляционной СУБД можно выделить наиболее внутреннюю часть - ядро СУБД (часто его называют Data Base Engine), компилятор языка БД (обычно SQL), подсистему поддержки времени выполнения, набор утилит. В некоторых системах эти части выделяются явно, в других - нет, но логически такое разделение можно провести во всех СУБД.
Ядро СУБД отвечает за управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию. Соответственно, можно выделить такие компоненты ядра (по крайней мере логически, хотя в некоторых системах эти компоненты выделяются явно), как менеджер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций и менеджер журнала. Ядро СУБД обладает собственным интерфейсом, недоступным пользователям напрямую и используемым в программах, производимых компилятором SQL (или в подсистеме поддержки выполнения таких программ) и утилитах БД. Ядро СУБД является основной резидентной частью СУБД. При использовании архитектуры "клиент-сервер" ядро является основной составляющей серверной части системы.
Основной функцией компилятора языка БД является компиляция операторов языка БД в некоторую выполняемую программу.
В отдельные утилиты БД обычно выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, например загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности БД и т.д. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра СУБД, а иногда даже с проникновением внутрь ядра.
СУБД должна предоставлять доступ к данным любым пользователям, включая и тех, которые практически не имеют и (или) не хотят иметь представления о:
физическом размещении в памяти данных и их описаний;
механизмах поиска запрашиваемых данных;
проблемах, возникающих при одновременном запросе одних и тех же данных многими пользователями (прикладными программами);
способах обеспечения защиты данных от некорректных обновлений и (или) несанкционированного доступа;
поддержании баз данных в актуальном состоянии и множестве других функций СУБД.
Современная СУБД должна обеспечивать работу приложений и пользователей с информационной моделью:
на ЭВМ разной архитектуры с установленными на них различными операционными системами;
в компьютерных сетях разных типов, работающих по различным протоколам;
с различными графическими и символьными системами представления информации.
Вот неполный перечень некоторых функций, которые обеспечивают современные СУБД:
поддержка логической модели данных (определение данных, оперирование данными);
восстановление данных (транзакции, журнализация, контрольные точки);
управление одновременным доступом;
безопасность данных (права доступа);
самостоятельная оптимизация выполнения операций;
другие функции (администрирование, статистика, распределение данных и т.д.).
При выполнении основных из этих функций СУБД должна использовать различные описания данных.