- •П.В. Сенченко
- •Учебное пособие
- •Кафедра автоматизации обработки информации (АОИ)
- •П.В. Сенченко
- •Организация баз данных
- •Учебное пособие
- •Томск 2004
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •Введение
- •1.2. Файл и области применения файлов
- •1.3. Понятие СУБД и информационных систем
- •5. Назовите основные положения концепции БД.
- •2.1. Функции СУБД
- •Журнализация изменений БД
- •Поддержка языков БД
- •Обеспечение безопасности базы данных
- •3. модели данных
- •3.2. Линейная модель данных
- •3.3. Иерархическая модель данных
- •3.4. Сетевая модель данных
- •4.1.3. Отношение, схема отношения, кортеж
- •4.1.4. Тип данных
- •4.1.5. Домен
- •4.2. Свойства отношений
- •4.2.2. Отсутствие упорядоченности кортежей и атрибутов
- •4.2.4. Характеристика реляционной модели
- •5. Операции реляционной алгебры
- •5.1.2. Операция переименования
- •5.1.4. Прямое (декартово) произведение
- •5.1.5. Специальные реляционные операции
- •5.2. Реляционное исчисление
- •6. Технология проектирования реляционных БД
- •6.1. Нормализация отношений
- •6.1.2. Вторая нормальная форма
- •6.1.3. Третья нормальная форма
- •6.1.4. Нормальная форма Бойса-Кодда
- •6.1.5. Четвертая нормальная форма
- •6.1.6. Пятая нормальная форма
- •6.2.2. Принцип нормализации ER-схем
- •6.2.3. Другие элементы ER-модели
- •6.2.4. Получение реляционной схемы из ER-диаграммы
- •6.3. CASE-средства
- •6.3.2. Обзор CASE-средств
- •6.4. Расчет трудозатрат при проектировании информационных систем и баз данных
- •6.4.1. Проблемы стандартизации нормативов разработки систем
- •6.4.2. Механизм определения трудозатрат
- •7.1.2. Синтаксис команд SQL
- •7.1.3. Описание команд SQL
- •7.1.4. Основные различия Microsoft Jet SQL и ANSI SQL
- •7.1.5. Особые средства языка SQL Microsoft Jet
- •7.1.6. Средства ANSI SQL, не поддерживаемые
- •7.2.2. Запрос по образцу (идеология MS ACCESS)
- •8. Физическая структура данных
- •8.1.2. Хранение отношений в базе данных
- •8.1.4.Управление индексами
- •8.1.5. Словарь данных
- •8.1.6. Прочие объекты БД
- •8.2. Оптимизация работы с БД
- •8.2.1. Оптимизация работы с таблицами
- •8.2.2. Ограничения целостности
- •8.2.3. Сжатие данных
- •8.2.4. БД, поддерживаемые в оперативной памяти
- •8.3. Экстенсиональная и интенсиональная части базы данных
- •управления базами данных (ООСУБД)
- •9.1. Манифесты СУБД третьего поколения и ООСУБД
- •9.2. Общие понятия ОО-подхода к БД
- •9.3. Реализация ОО-подхода в СУБД Oracle
- •10. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ
- •10.1.2. СУБД IMS (ОКА)
- •10.1.3. СУБД IDS (БАНК-ОС)
- •10.1.4. СУБД ADABAS (ДИСОД)
- •10.2.2. СУБД FoxPro
- •10.2.3. СУБД MS Access
- •10.3.1 СУБД Cache
- •10.3.2 Перспективы развития СУБД
- •Список используемой литературы
Министерство образования Российской Федерации
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра автоматизации обработки информации (АОИ)
П.В. Сенченко
ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ
Учебное пособие
для студентов специальностей 220200 — «Автоматизированные системы обработки информации
и управления» 061000 — «Государственное и муниципальное управление»
Томск 2004
Сенченко П.В.
Организация баз данных: Учебное пособие. — Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2004. — 170 с.
В учебном пособии рассматриваются вопросы организации баз данных. Изложены принципы проектирования реляционных баз данных, нормализации отношений. Подробно рассматриваются операции реляционной алгебры, синтаксис и применение языка SQL. Даются характеристики баз данных различных поколений. Материал подготовлен на основе учебного курса, который читается автором в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники.
Учебное пособие ориентировано на студентов специальностей 220200 — «Автоматизированные системы обработки информации управления» и 061000
— «Государственное и муниципальное управление», а также студентов родственных специальностей и разработчиков баз данных.
© Сенченко П.В., 2004 © ТУСУР, кафедра автоматизации
обработки информации, 2004
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ……………………………………………………………. |
7 |
1. Базы данных и файловые системы. |
|
Обоснование концепции БД…………………………………… |
8 |
1.1. Направления развития вычислительной техники ………… |
8 |
1.2. Файл и области применения файлов ………………………. |
10 |
1.3. Понятие СУБД и информационных систем ………………. |
11 |
2. Функции СУБД. Архитектура представления информации |
|
в концепции БД ………………………………………………… |
17 |
2.1. Функции СУБД ……………………………………………… |
17 |
2.2. Архитектура представления информации в концепции БД |
22 |
3. Модели данных …………………………………………………. |
27 |
3.1. Дореляционные модели данных …………………………… |
27 |
3.2. Линейная модель данных …………………………………... |
29 |
3.3. Иерархическая модель данных …………………………….. |
30 |
3.4. Сетевая модель данных …………………………………….. |
33 |
4. Реляционная модель …………………………………………… |
36 |
4.1. Основные понятия реляционной модели ………………….. |
36 |
4.1.1. Общие сведения………………………………………. |
36 |
4.1.1. Смысл понятий реляционной модели ………………. |
37 |
4.1.2. Отношение, схема отношения, кортеж ……………... |
38 |
4.1.3. Тип данных …………………………………………… |
38 |
4.1.4. Домен …………………………………………………. 39
4.2.Свойства отношений ………………………………………... 39
4.2.1. Уникальность кортежей отношения ………………… |
39 |
4.2.2. Отсутствие упорядоченности кортежей и атрибутов |
40 |
4.2.3. Атомарность значений атрибутов, первая |
|
нормальная форма ……………………………………. |
40 |
4.2.4. Характеристика реляционной модели ………. |
42 |
4.2.5.Технология манипулирования данными
в реляционной структуре …………………………….. 44
4
5.Операции реляционной алгебры и реляционное
исчисление ………………………………………………………. 46
5.1. Операции реляционной алгебры …………………………… |
46 |
5.1.1. Общий смысл операций реляционной алгебры ……. |
46 |
5.1.2. Операции переименования ………………………….. |
47 |
5.1.3. Особенности операций реляционной алгебры, |
|
операции объединения, пересечения и разности …... |
48 |
5.1.4. Прямое (декартово) произведение ………………….. |
49 |
5.1.5. Специальные реляционные операции ………………. |
51 |
5.2. Реляционное исчисление …………………………………… |
54 |
6. Технология проектирования реляционных БД ……………. |
58 |
6.1. Нормализация отношений ………………………………….. |
58 |
6.1.1. Термины и определения ……………………………... |
58 |
6.1.2. Вторая нормальная форма …………………………… |
60 |
6.1.3. Третья нормальная форма …………………………… |
62 |
6.1.4. Нормальная форма Бойса-Кодда ……………………. |
64 |
6.1.5. Четвертая нормальная форма ………………………... |
66 |
6.1.6. Пятая нормальная форма …………………………….. |
69 |
6.2. Моделирование данных с помощью ER-диаграмм. |
|
Семантическое моделирование ……………………………. |
72 |
6.2.1. Основные понятия модели Сущность-Связь ……….. |
72 |
6.2.2. Принцип нормализации ER-схем …………………… |
75 |
6.2.3. Другие элементы ER-модели ………………………... |
75 |
6.2.4. Получение реляционной схемы из ER-диаграммы … |
76 |
6.3. CASE-средства ………………..……………………………. |
77 |
6.3.1. Назначение и классификация CASE-средств……….. |
77 |
6.3.2. Обзор CASE-средств………………………………….. |
78 |
6.4. Расчет трудозатрат при проектировании информацион- |
|
ных систем и баз данных……………………………………. |
84 |
6.4.1.Проблемы стандартизации нормативов разработки
систем…….……………………………………………. 84
6.4.2. Механизм определения трудозатрат………………… |
85 |
7. Реляционные языки манипулирования даннымиSQL и QBE |
89 |
7.1. Язык SQL ……………………………………………………. |
89 |
7.1.1. История развития языка ……………………………... |
89 |
7.1.2. Синтаксис команд SQL ………………………………. |
90 |
7.1.3. Описание команд SQL ……………………………….. |
90 |
5
7.1.4. Основные различия Microsoft Jet SQL и ANSI SQL .. 107
7.1.5.Особые средства языка SQL Microsoft Jet ………….. 107
7.1.6.Средства ANSI SQL, не поддерживаемые в языке
SQL Microsoft Jet ……………………………………... 108
7.2.Язык Query-by-Example …………………………………….. 108
7.2.1.Основы QBE ………………………………………….. 108
7.2.2.Запрос по образцу (идеология MS ACCESS) ………. 109
8.Физическая структура данных ……………………………….. 113
8.1.Структуры внешней памяти, методы организации
индексов ……………………………………………………... 113
8.1.1.Организация внешней памяти ……………………….. 113
8.1.2.Хранение отношений в базе данных ………………... 114
8.1.3.Методы доступа к данным и способы организации
индексов ………………………………………………. 115
8.1.4.Управление индексами ………………………………. 122
8.1.5.Словарь данных ………………………………………. 122
8.1.6.Прочие объекты БД ………………………………….. 124
8.2.Оптимизация работы с БД …………………………………. 126
8.2.1.Оптимизация работы с таблицами ………………….. 126
8.2.2. Ограничения целостности …………………………… 127
8.2.3.Сжатие данных ……………………………………….. 128
8.2.4.БД, поддерживаемые в оперативной памяти ……….. 129
8.3.Экстенсиональная и интенсиональная части базы данных .. 129
9.СУБД третьего поколения и объектно-ориентированные системы управления базами данных (ООСУБД) ………….. 131
9.1. Манифесты СУБД третьего поколения и ООСУБД ……… 131
9.2.Общие понятия ОО-подхода к БД …………………………. 137
9.3.Реализация ОО-подхода в Oracle …... ……………………... 139
10. Системы управления базами данных ……………………… |
147 |
10.1. Системы управления базами данных первого поколения |
147 |
10.1.1. Общие характеристики СУБД 1-го поколения ….. |
147 |
10.1.2.СУБД IMS (ОКА) ………………………………….. 148
10.1.3.СУБД IDS (БАНК-ОС) ……………………………. 150
10.1.4.СУБД ADABAS (ДИСОД) ………………………... 152
10.2.Системы управления базами данных второго поколения
— реляционные СУБД …………………………………….. 154
10.2.1. Общие сведения …………………………………… |
154 |
10.2.2. СУБД FoxPro ………………………………………. |
155 |
6
10.2.3.СУБД MS Access …………………………………... 157
10.3.СУБД третьего поколения (гибридные и ООСУБД),
будущее систем управления БД …………………………... 160
10.3.1СУБД Cache…………………………………………. 160
10.3.2 Перспективы развития СУБД……………………… |
167 |
Список используемой литературы ………………………………... |
169 |