- •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
4.2 Основные функции субд.
Непосредственное управление данными во внешней памяти. Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы).
Управление буферами оперативной памяти. СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере, этот размер обычно существенно больше доступного объема оперативной памяти. Понятно, что если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.
Управление транзакциями. Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД. Существуют три основные вида транзакции:
транзакции извлечения используются для выборки некоторых данных с целью отображения их на экране или подготовки отчета;
транзакции обновления используются для вставки новых, удаления старых или же изменения уже существующих записей базы данных;
смешенные транзакции включают как операции извлечения, так и операции обновления данных.
Журнализация. Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД. Журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД. Во всех случаях придерживаются стратегии "упреждающей" записи в журнал (так называемого протокола Write Ahead Log - WAL). Самая простая ситуация восстановления - индивидуальный откат транзакции.
Поддержка языков БД. Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language).