
- •2. Концептуальная, логическая, внутренняя, внешняя модели данных. Формы записи концептуальных моделей. Физическая и логическая независимость данных
- •Формы записи концептуальной модели
- •3. Индексирование таблиц. Определение индекса и его назначение. Типы индексов
- •4. Связывание таблиц. Назначение, типы связей и средства установки связей
- •5. Основные команды языка запросов sql с примерами
- •6. Распределенная база данных. Определение, основные термины, типы моделей, достоинства и недостатки
- •7. Принципы и этапы проектирования и создания баз данных
- •8. Нормализация отношений с примерами (1нф, 2нф, 3нф)
- •9. Жизненный цикл базы данных (жц бд). Определение, виды моделей жц бд, достоинства и недостатки Модели жизненного цикла. Определения основных терминов.
- •10. Механизм транзакций и блокировок. Триггеры, хранимые процедуры. Определение и назначение.
1. Определение СУБД Основные определения и термины: предметная область, таблица, объект (сущность), атрибут (поле), экземпляр (запись) объекта, ключ, словарь базы данных. Администрация базы данных (АБД) и основные функции АБД
База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных данных.
Система управления базой данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенный для создания, ведения и использования БД.
По возможностям выделяют две группы СУБД:
Полнофункциональные СУБД – наиболее мощные, многопользовательские, с системами защиты, копирования и восстановления данных (Oracle, Microsoft SQL Server, Informix, DB/2), но более сложные СУБД.
Персональные СУБД – с ограниченными возможностями, но более простые в использовании (Access, Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Clarion, DataEase, DataFlex, R: BASE).
Это деление довольно условно, так как персональные СУБД постоянно совершенствуются, догоняя полнофункциональные СУБД.
Банк данных (БнД) – совокупность БД, СУБД и комплекса технических средств (компьютеры, внешние устройства, устройства связи и др.).
Хранилище (склад) данных (ХД) – извлеченные данные из оперативных и архивных БД, преобразованные в формат, приемлемый для сложных нерегламентированных запросов и многомерного анализа.
Предметная область базы данных (ПО) – организация, подразделение, для которого создается БД.
Приложение – комплекс программ, автоматизирующий обработку данных для прикладной задачи.
Объект (сущность) – предмет, человек или событие, о котором собирается и хранится информация.
Экземпляр объекта (кортеж, запись) – единичное значение объекта.
Пример. Объект “СОТРУДНИК”, экземпляр – данные об Иванове И.
Атрибут – отдельная характеристика (свойство) объекта.
Домен – область значений одного или нескольких атрибутов.
Порядок (степень)/Мощность отношения (кардинальное число) отношения – число атрибутов/кортежей в отношении.
Таблица – совокупность записей с фиксированным числом полей. Таблица (отношение) содержит все экземпляры объекта. Объект, экземпляр объекта и атрибут соответствуют понятиям: таблица, строка (кортеж отношения) и колонка таблицы соответственно.
Рекомендуется называть атрибут и сущность существительными в единственном числе, а таблицу – именем объекта во множественном числе (например, объекту “СОТРУДНИК” соответствует таблица “СОТРУДНИКИ”).
Ключ – атрибут или группа атрибутов (называемых ключевыми), однозначно определяющая экземпляр объекта (запись или строку таблицы).
Пример. Атрибуты “Код завода”, “Код изделия”, “Дата выпуска изделия” образуют составной ключ объекта “ВЫПУСК ИЗДЕЛИЯ”.
Словарь – централизованное хранилище сведений об объектах, данных, взаимосвязях, источниках, значениях, форматах представлениях. Словари бывают встроенные (интегрированные) или внешние (автономные).
Встроенный словарь является частью самой СУБД. Достоинства: высокая степень защиты и контроля данных. Недостаток: ориентация на конкретную СУБД.
Автономный словарь создается отдельно от СУБД специальными пакетами. Достоинства: переносимость в другие СУБД. Недостаток: слабый контроль.
Администрация базы данных (АБД) – лицо или группа лиц, ответственная за проектирование и эффективное использование БД.
Основные функции АБД:
Участие в разработке проекта по созданию БД.
Обеспечение целостности БД (копирование, восстановление).
Обучение пользователей работе с БД (вход в БД, ввод паролей, работа в нормальной и экстремальной ситуациях и др.).
Отслеживание трафика загрузки БД, сбоев, характеристик (время доступа, общее время обработки запросов и т.д.).
Реорганизация БД с целью улучшения характеристик базы.
Реализация многопользовательского режима работы с БД (парольная защита от несанкционированного доступа, шифрование данных, разделение доступа и др.).
2. Концептуальная, логическая, внутренняя, внешняя модели данных. Формы записи концептуальных моделей. Физическая и логическая независимость данных
Объект (сущность) – предмет, человек или событие, о котором собирается и хранится информация.
Экземпляр объекта (кортеж, запись) – единичное значение объекта.
Выделяют четыре уровня моделей представления данных в базе:
Концептуальная модель (концептуальная схема) – это совокупность объектов и их взаимосвязей вне зависимости от конкретной СУБД.
Логическая модель (логическая схема) – это концептуальная модель в терминах конкретной СУБД.
Внутренняя модель (физическая схема, физическая модель) – это представление данных на внешнем носителе.
Подмодель (подсхема, внешняя схема) – это представление о базе с точки зрения пользователя таблицы. Эта модель упрощает для пользователя представление о базе (не нужно знать всю базу, а только ее часть, используемую пользователем) и защищает базу данных от несанкционированного использования данных за пределами внешней модели.
Такое многоуровневое представление упрощает реализацию, управление и использование таблицы. Проектирование и управление базой ведется на каждом уровне представления.
Независимость данных – это возможность использования БД без знания внутреннего представления данных и отсутствие необходимости корректировать программы при изменении логической (первый уровень независимости) и физической (второй уровень) моделей базы данных.
Причины стремления к независимости данных: отсутствие перепрограммирования в случае изменения структуры БД, упрощение работы пользователя, защита от несанкционированного доступа.
Формы записи концептуальной модели
Рассмотрим четыре формы записи концептуальной модели.
Овал‑диаграммы Бахмана. Наименование каждого объекта заключается в овал, и овалы соединяются линиями связей объектов. Достоинства: наглядность и компактность. Недостаток – отсутствие атрибутов.
Табличная форма. Объект представляется в виде таблицы: наименование объекта – это наименование таблицы, а наименования атрибутов указываются в ее строках или колонках. Ключевые атрибуты выделяются (обычно подчеркиванием). Достоинство: детализация. Недостатки: громоздкость при большом числе объектов и трудоемкость.
Списки. Объект представляется в виде списка: наименование объекта является наименованием списка, которое указывается перед списком, а наименования атрибутов указываются через запятые в виде списка, заключенного в круглые скобки. Ключевые атрибуты выделяются. Достоинства: детализация и меньшая трудоемкость. Недостатки: меньшая наглядность и громоздкость при большом числе объектов.
ER‑диаграммы. Графическое изображение взаимосвязей объектов и их экземпляров в виде ER‑диаграмм и диаграмм ER‑экземпляров (ER (Essence Relation) – англ. “сущность” и “связь”).
Диаграмма ER‑типа: [ЗАВОД|*]–<производит>–[*|ИЗДЕЛИЕ]
Диаграмма ER‑экземпляров (таблица: |ЗАВОД*|ПРОИЗВОДИТ|*ИЗДЕЛИЕ|)
Для класса обязательного объекта “жирная” точка указывается на линии связи в прямоугольнике, смежном с прямоугольником этого объекта, а для необязательных – вне прямоугольника объекта.