М.В. Копейкин, В.В. Спиридонов, Е.О. Шумова

БАЗЫ ДАННЫХ

ОСНОВЫ SQL РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2005

ПРЕДИСЛОВИЕ

Развитие автоматизированных систем обработки данных в настоящее время характеризуется переносом акцента с процедурной обработки на структуру и хранение данных, что подразумевает использование в их контуре банков данных. Банки данных стали важнейшей частью информационных систем. Их основное назначение - обеспечение хранения и поддержания в системе интегрированной базы данных, которая является динамической информационной моделью предметной области (реального мира), в рамках которой функционирует система управления базами данных (СУБД).

Необходимость эффективного доступа к базам данных разнообразных пользователей, требование мобильности, безопасности, целостности информационных систем, учет организации взаимодействия баз данных и многие другие факторы привели к постановке проблемы обеспечения независимости данных от структур хранения и специфики используемого программного обеспечения. Исследование этой проблемы в таких СУБД, как Oracle, Informix, Sybase, ORD, Db2 и многих других, показывает, что для ее практического решения наиболее перспективна теория реляционных баз данных [13], которая в настоящее время интенсивно развивается в системах объектнореляционного и объектно-ориентированного типа.

Курс «Базы данных» относится к циклу системных дисциплин. Его освоение базируется на знаниях, полученных студентами при изучении целого ряда других дисциплин: «Информатика», «Математическая логика и теория алгоритмов», «Программирование» и т.д., так как практически все знания и навыки дисциплин специальности 220100 - «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», необходимы для качественного изучения «Баз данных».

Предмет и содержание курса «Базы данных» предопределяется профилем подготавливаемых специалистов, учебным планом и содержанием изучаемых по нему дисциплин. Данное пособие адресуется, прежде всего, студентам специальности 220100 - «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», но может оказаться полезным студентам и аспирантам других специальностей.

Целью написания данной работы стало создание учебного пособия, в котором ясно и точно были бы изложены теоретические и практические основы теории баз данных,

интересные как для профессионального разработчика, так и для студента, впервые изучающего базы данных.

При проектировании баз данных обычно используются четыре уровня восприятия и отображения информации предметной области в банке данных: инфологический, концептуальный, внешний и внутренний. Инфологический уровень предусматривает создание инфологической модели данных предметной области, независящей от какихлибо характеристик СУБД, в которой будет реализован проект. Концептуальный уровень предполагает создание концептуальной модели, в которой из инфологической модели удаляются (или преобразуются) элементы, которые не могут быть реализованы в СУБД, выбранной в качестве целевой. Внешний уровень формирует индивидуальные представления о хранимой информации для пользователей системы с помощью специального языка (обычно это SQL - Structured Query Language или QBE – Query By Example). Концептуальная модель преобразуется в физическую модель, предназначенную для реализации (хранения в виде баз данных и таблиц) в среде конкретной целевой СУБД.

Каждый из указанных уровней (и соответствующих им моделей) – это отдельный этап в проектировании информационной системы, использующий свои методы и средства.

Материала по рассматриваемой теме так много, что просто невозможно поместить его в одно учебное пособие. Это учебное пособие писалось одновременно с книгами [30, 31], поэтому и читать их целесообразно вместе, так как знакомство с одной из них облегчит понимание другой.

Порядок изучения этапов проектирования и эксплуатации баз данных не является строго обязательным и зависит от уровня подготовки читающего по таким дисциплинам, как системное программирование, математическая логика и теория алгоритмов, организация ЭВМ и систем, сети ЭВМ и средства телекоммуникаций и т.д.

Многолетняя практика чтения курса лекций по дисциплине «Базы данных» и практическое использование баз данных в различных системах управления показывает, что наиболее рациональным является следующий вариант успешного усвоения материала.

Изучение теоретических основ реляционной алгебры как базы языка SQL и ознакомление с основными конструкциями языка SQL (данное учебное пособие), воспринимая при этом базу данных как алгебраическую систему (набор взаимосвязанных плоских таблиц и определенных на них алгебраических операций). Изучение концепций баз данных [30] и методов инфологического этапа проектирования баз данных [31], учитывая особенности манипулирования данными с помощью SQL.