- •Учебное пособие для подготовки к экзамену по дисциплине «базы данных»
- •1. Этапы развития баз данных. Принципы их работы.
- •Базы данных. Предпосылки возникновения баз данных.
- •Основная терминология.
- •2. Архитектура баз данных. Процесс прохождения пользовательского запроса.
- •Процесс прохождения пользовательского запроса
- •3. Пользователи баз данных.
- •Администраторы данных и администраторы баз данных
- •Разработчики баз данных.
- •Пользователи
- •4. Модели данных. Классификация.
- •Объектные модели данных
- •Модели данных на основе записей
- •Физические модели данных
- •Концептуальное моделирование
- •5. Этапы разработки информационной структуры базы данных
- •6. Реляционная модель данных. Основные понятия и определения.
- •Альтернативная терминология
- •Свойства отношений
- •Виды отношений
- •Основные виды связей
- •7. Первичные и внешние ключи. Непротиворечивость и целостность данных
- •Средства поддержки целостности данных (см. Dcl sql и т.Т.)
- •Реляционная алгебра
- •Выборка (или ограничение)
- •Проекция
- •Декартово произведение
- •Объединение
- •Разность
- •Операция соединения
- •Пересечение
- •Деление
- •Принципы нормализации. Описание предметной области. Нормальные формы.
- •Модель «Сущность-связь». Er - модель. Типы связей: «один к одному», «многие к одному», «один ко многим», «многие ко многим»
- •Язык sql, его достоинства. Классификация операторов sql
- •Успех sql принесли следующие его достоинства:
- •Классификация операторов sql
- •Типы данных sql. Оператор выбора select
- •Скалярные операторы
- •Оператор выбора select. Формирование запросов из базы данных
- •Примеры запросов
- •Агрегатные функции, вложенные запросы в операторе выбора.
- •Операторы манипулирования данными
- •Команда insert
- •Values ('Иванов и.И.', 546237);
- •Insert into t1 (fio, pasport) values ('Иванов и.И.', 546237);
- •Insert into t1 (fio) values ('Петров п.П.');
- •Команда update
- •Команда delete
- •Работа с триггерами
- •Модели "Клиент-сервер" в технологии баз данных
- •Работа технологии "клиент-сервер"
- •Модели транзакций. Свойства. Способы завершения Поддержка транзакций
- •Улучшенные модели транзакций
- •Модель вложенных транзакций
- •Эмуляция механизма вложенных транзакций с помощью точек сохранения
- •Хроники
- •Модель многоуровневых транзакций
- •Динамическая реструктуризация
- •Модели рабочих потоков
- •Журнал транзакций. Восстановление после сбоев. Назначение атрибутов пользователей
- •Контроль сеансов доступа к данным
- •Уровни защиты бд
- •Виды привилегий
- •Привилегии доступа к объектам
- •Методы восстановления
- •Метод восстановления с использованием отложенного обновления
- •Метод восстановления с использованием немедленного обновления
- •Защита информации в базах данных
- •Контрмеры – компьютерные средства контроля
- •Архитектура субд. Перспективы развития баз данных и субд
- •Традиционная двухуровневая архитектура "клиент-сервер"
- •Трехуровневая архитектура
- •Субд для хранилища данных
- •Требования к субд для хранилища данных
- •Высокая производительность загрузки данных
- •Возможность обработки данных во время загрузки
- •Наличие средств управления качеством данных
- •Высокая производительность запросов
- •Широкая масштабируемость по размеру
- •Масштабируемость по количеству пользователей
- •Возможность организации сети хранилищ данных
- •Наличие средств администрирования хранилища
- •Поддержка многомерного интегрированного анализа
- •Расширенный набор функциональных средств запросов
- •Параллельные субд
- •Интерактивная аналитическая обработка данных (olap)
- •Литература, рекомендуемая при самоподготовке
1. Этапы развития баз данных. Принципы их работы.
1-й Этап. Файлы и файловые системы.
Важным шагом развития информационных систем является переход к использованию централизованных систем управления файлами.
2-й Этап. Базы данных на больших ЭВМ.
В 1968 году была введена в эксплуатацию 1-я промышленная СУБД.
Особенности: 1) Все СУБД базируются на мощных мультипрограммных ОС, поэтому в основном поддерживается работа с централизованными БД в режиме распределения доступа;
2) Функции управления распределения ресурсов в основном осуществляется ОС;
3) Поддерживает языки низкого уровня манипулирования данных;
4) Значительная роль отводится администрированию данными;
5) Проводятся теоретические работы по оптимизации запросов и управления распределения доступом в централизованную БД;
6) Вводится понятие трансакции – параллельное выполнение нескольких операций;
7) Результаты научных исследований открыто обсуждаются.
Результаты теоретических исследований активно внедрялись в коммерческие СУБД. Этот этап заканчивается тем, что появляются первые языки высокого уровня для работы с реляционной моделью данных.
3-й Этап. Эпоха ПК.
Особенности: 1) Все СУБД были рассчитаны на создание БД с монопольным доступом;
2) Большинство СУБД имели развитый и удобный пользовательский интерфейс. Существовал интерактивный режим работы с БД, как в рамках описания БД, так и в рамках проектных запросов. Кроме того, большинство СУБД предлагали развитый и удобный инструментарий для разработки готовых приложений.
3) Во всех СУБД поддерживался только внешний уровень представления реляционной модели, т.е. внешний вид структурных данных.
4) во многих СУБД отсутствовали средства поддержки ссылочной и структуры целостности БД.
5) Сравнительно скромные требования к железу со стороны СУБД.
4-й Этап. Распределение БД.
В этом этапе возникают задачи связанные с обработкой трансакции – последовательных операций БД, перевод ее из одного непротиворечивого состояния в другое.
Особенности:
1) Практически все СУБД обеспечивают поддержку полной реляционной модели:
структура целостности;
языковой целостности;
ссылочной целостности.
2) Многие СУБД могут работать на компьютерах с разной архитектурой и под разными ОС. При этом для пользователя доступ к данным практически неразличим.
3) Потребовалось развитие средств администрирования БД, с реализацией общей концепции защиты БД.
4) Появляются языки и стандарты этих языков SQL89 и SQL92.
Базы данных. Предпосылки возникновения баз данных.
Очевидно, что для таких целей больше всего подходят файлы со стандартным доступом (чтобы была возможность обрабатывать эти данные еще и другими программами). Чем больше у нас сохраняется данных тем, дольше доступ к ним, их бы еще и отсортировать и упорядочить. Все это стало предпосылкой разработки баз данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД).
Другой предпосылкой создания БД считают необходимость таких хранилищ данных и математических алгоритмов, чтобы время обработки меньше всего не зависело от размерности задачи.
И, наконец, необходимость применения групповых операций или произвольных структурированных запросов сыграла немаловажную роль в создании и развитии БД.
Важнейшие требования к базам данных:
Способность накопления данных не должна быть ограничена количеством данных и слабо зависеть от способов их получения, а также объемов физических накопителей.
Должна обеспечиваться целостность данных и надежность их хранения.
Возможность выполнения с данными стандартных логических и реляционных операций.
Минимальный уровень избыточности.
Контроль непротиворечивости хранимой информации.
Эффективность использования ресурсов компьютера.
Использование стандартных механизмов сжатия данных
Возможность преобразования данных, импорт и экспорт данных.
Резервное копирование и создание точек восстановления данных (откатов).
Возможность многопользовательской работы и установление прав доступа.
Поддержка одновременного изменения информации в связанных базах данных (репликация).