- •Лекция 1. Данные.
- •Понятие Данных, Типы Данных.
- •Модели данных.
- •1.2. Модели данных. Понятие и классификация.
- •Лекция 2. Файлы.
- •2.3. Файлы.
- •Режим многопользовательского доступа
- •2.4. Файловые системы.
- •Лекция 3. Реляционная модель. Часть 1.
- •3.2. Типы данных.
- •3.3. Домены.
- •3.4. Отношения, атрибуты, кортежи отношения.
- •Лекция 4. Реляционная модель. Часть 2.
- •4.2. Свойства отношений.
- •4.3. Первая нормальная форма.
- •Лекция 5. Реляционная модель. Часть 3.
- •5.2. Манипуляционная часть реляционной модели.
- •5.3. Выводы.
- •Лекция 6. Реляционная алгебра. Часть 1.
- •Обзор реляционной алгебры.
- •Теоретико-множественные операторы.
- •6.1. Обзор реляционной алгебры
- •6.2. Теоретико-множественные операторы
- •6.2.1. Объединение
- •6.2.2. Пересечение
- •6.2.3. Вычитание
- •6.2.4. Декартово произведение
- •Лекция 7. Реляционная алгебра. Часть 2.
- •7.1.2. Проекция
- •7.1.3. Соединение
- •7.1.3.1.Общая операция соединения
- •7.1.3.2. Тэта-соединение
- •7.1.3.3. Экви-соединение
- •7.1.3.4. Естественное соединение
- •7.1.4. Деление
- •7.2. Реляционные операторы
- •7.2.1. Зависимые реляционные операторы
- •7.2.2. Примитивные реляционные операторы
- •7.3. Выводы
- •Лекция 8. Реляционное исчисление.
- •Лекция 9. Язык sql. Часть 1.
- •9.2. Стуктура sql
- •9.2.1. Язык определения данных (ddl)
- •9.2.2. Язык манипулирования данными (dml)
- •9.2.3. Язык запросов (dql)
- •9.2.4. Средства управления транзакциями
- •9.2.5. Средства администрирования данных
- •9.2.6. Программный sql
- •9.3. Типы данных в sql
- •9.4. Агрегатные функции
- •10.3. Вложенные запросы
- •Лекция 11. Модель бинарных ассоциаций.
- •11.2. Бинарная ассоциация
- •11.2.1. Ненаправленная бинарная ассоциация
- •11.2.2. Направленная бинарная ассоциация
- •11.3. Исключающая ассоциация
- •Лекция 12. Системы управления базами данных.
- •12.1.1. Непосредственное управление данными во внешней памяти
- •12.1.2. Управление буферами оперативной памяти
- •12.1.3. Управление транзакциями
- •12.1.4. Журнализация
- •12.1.5. Поддержка языков бд
- •12.2. Типовая организация современной субд
- •12.3. System r – пример субд
- •Лекция 13. Архитектура «Клиент-Сервер».
- •13.2. Клиенты и серверы локальных сетей
- •13.3. Системная архитектура "клиент-сервер"
- •13.4. Серверы баз данных
- •13.4.1. Принципы взаимодействия между клиентскими и серверными частями
- •13.4.2. Преимущества протоколов удаленного вызова процедур
- •13.4.3. Типичное разделение функций между клиентами и серверами
- •13.4.4. Требования к аппаратным возможностям и базовому программному обеспечению клиентов и серверов
- •Лекция 14. Некоторые другие бд.
- •14.1.2. Манипулирование данными
- •14.1.3. Ограничения целостности
- •14.2. Распределённые бд
- •14.2.1. Разновидности распределённых систем
- •14.2.3. Интегрированные или федеративные системы и мультибазы данных
- •14.3. Системы баз данных, основанные на правилах
- •14.3.1. Экстенсиональная и интенсиональная части базы данных
- •14.3.2. Активные базы данных
- •15.1. Связь объектно-ориентированных субд с общими понятиями объектно-ориентированного подхода
- •15.2. Объектно-ориентированные модели данных
- •15.3. Пример ообд - субд о2
- •Лекция 16. Объектно-ориентированные субд. Часть 2.
- •16.1.2. Языки программирования ообд как объектно-ориентированные языки с поддержкой стабильных (persistent) объектов
- •16.1.3. Примеры языков программирования ообд
- •16.2. Языки запросов объектно-ориентированных баз данных
- •16.2.1. Явная навигация как следствие преодоления потери соответствия
- •16.2.2. Ненавигационные языки запросов
- •Лекция 17. Транзакции и целостность бд.
- •17.1. Понятие транзакции.
- •17.2. Ограничения целостности.
- •17.3. Классификация ограничений целостности.
- •17.3.1. Классификация ограничений целостности по способам реализации
- •17.3.2. Классификация ограничений целостности по времени проверки.
- •17.3.3. Классификация ограничений целостности по области действия.
- •17.3.3.1. Ограничения домена.
- •17.3.3.2. Ограничения атрибута.
- •17.3.3.3. Ограничения кортежа.
- •17.3.3.4. Ограничения отношения.
- •17.3.3.5. Ограничения базы данных.
- •17.4. Реализация декларативных ограничений целостности средствами sql.
- •17.4.1. Общие принципы реализации ограничений средствами sql.
- •17.4.3. Примеры ограничений.
4.2. Свойства отношений.
Свойства отношений непосредственно следуют из приведенного выше определения отношения. В этих свойствах в основном и состоят различия между отношениями и таблицами.
В отношении нет одинаковых кортежей. Действительно, тело отношения есть множество кортежей и, как всякое множество, не может содержать неразличимые элементы. Таблицы в отличие от отношений могут содержать одинаковые строки.
Кортежи не упорядочены (сверху вниз). Действительно, несмотря на то, что мы изобразили отношение "Сотрудники" в виде таблицы, нельзя сказать, что сотрудник Иванов "предшествует" сотруднику Петрову. Причина та же - тело отношения есть множество, а множество не упорядочено. Это вторая причина, по которой нельзя отождествить отношения и таблицы - строки в таблицах упорядочены. Одно и то же отношение может быть изображено разными таблицами, в которых строки идут в различном порядке.
Атрибуты не упорядочены (слева направо). Т.к. каждый атрибут имеет уникальное имя в пределах отношения, то порядок атрибутов не имеет значения. Это свойство несколько отличает отношение от математического определения отношения (компоненты кортежей в нём упорядочены). Это также третья причина, по которой нельзя отождествить отношения и таблицы - столбцы в таблице упорядочены. Одно и то же отношение может быть изображено разными таблицами, в которых столбцы идут в различном порядке.
Все значения атрибутов атомарны. Это следует из того, что лежащие в их основе атрибуты имеют атомарные значения. Это четвертое отличие отношений от таблиц - в ячейки таблиц можно поместить что угодно - массивы, структуры, и даже другие таблицы.
Замечание. Из свойств отношения следует, что не каждая таблица может задавать отношение. Для того, чтобы некоторая таблица задавала отношение, необходимо, чтобы таблица имела простую структуру (содержала бы только строки и столбцы, причем, в каждой строке было бы одинаковое количество полей), в таблице не должно быть одинаковых строк, любой столбец таблицы должен содержать данные только одного типа, все используемые типы данных должны быть простыми.
Замечание. Каждое отношение можно считать классом эквивалентных таблиц, для которых выполняются следующие условия:
Таблицы имеют одинаковое количество столбцов.
Таблицы содержат столбцы с одинаковыми наименованиями.
Столбцы с одинаковыми наименованиями содержат данные из одних и тех же доменов.
Таблицы имеют одинаковые строки с учетом того, что порядок столбцов может различаться.
Все такие таблицы есть различные изображения одного и того же отношения.
4.3. Первая нормальная форма.
Труднее всего дать определение вещей, которые всем понятны. Если давать не строгое, описательное определение, то всегда остается возможность неправильной его трактовки. Если дать строгое формальное определение, то оно, как правило, или тривиально, или слишком громоздко. Именно такая ситуация с определением отношения в Первой Нормальной Форме (1НФ). Совсем не говорить об этом нельзя, т.к. на основе 1НФ строятся более высокие нормальные формы. Дать определение 1НФ сложно ввиду его тривиальности. Поэтому, дадим просто несколько объяснений.
Объяснение 1. Говорят, что отношениенаходится в 1НФ, если оно удовлетворяет определению 2.
Это, собственно, тавтология, ведь из определения 2 следует, что других отношений не бывает. Действительно, определение 2 описывает, что является отношением, а что - нет, следовательно, отношений в «не первой» нормальной форме просто нет.
Объяснение 2. Говорят, что отношениенаходится в 1НФ, если его атрибуты содержат только скалярные (атомарные) значения.
Опять же, определение 2 опирается на понятие домена, а домены определены на простых типах данных.
«Не первую» нормальную форму можно получить, если допустить, что атрибуты отношения могут быть определены на сложных типах данных - массивах, структурах, или даже на других отношениях. Легко себе представить таблицу, у которой в некоторых ячейках содержатся массивы, в других ячейках - определенные пользователями сложные структуры, а в третьих ячейках - целые реляционные таблицы, которые в свою очередь могут содержать такие же сложные объекты. Именно такие возможности предоставляются некоторыми современными пост-реляционными и объектными СУБД.
Требование, что отношения должны содержать только данные простых типов, объясняет, почему отношения иногда называют плоскими таблицами (plain table). Действительно, таблицы, задающие отношения двумерны. Одно измерение задается списком столбцов, второе измерение задается списком строк. Пара координат (Номер строки, Номер столбца) однозначно идентифицирует ячейку таблицы и содержащееся в ней значение. Если же допустить, что в ячейке таблицы могут содержаться данные сложных типов (массивы, структуры, другие таблицы), то такая таблица будет уже не плоской. Например, если в ячейке таблицы содержится массив, то для обращения к элементу массива нужно знать три параметра (Номер строки, Номер столбца, номер элемента в массиве).
Таким образом появляется третье объяснение Первой Нормальной Формы:
Объяснение 3. Отношениенаходится в 1НФ, если оно является плоской таблицей.
Мы сознательно ограничиваемся рассмотрением только классической реляционной теории, в которой все отношения имеют только атомарные атрибуты и заведомо находятся в 1НФ.