- •Базы данных: основные понятия
- •Индексирование
- •Введение. Для чего нужны базы данных.
- •Компоненты субд
- •1.1.2.Обобщенные структуры или модели данных.
- •1.2.Методы доступа к данным.
- •1.2.1.Методы поиска по дереву.
- •1.2.2.Хеширование.
- •2.1.Представление данных с помощью модели "сущность-связь".
- •2.1.1.Назначение модели.
- •2.1.2.Элементы модели.
- •2.2.Диаграмма "сущность-связь".
- •Выделим интересующие нас сущности и связи:
- •Обобщая все проведенные выше рассуждения, получим диаграму "сущность-связь", показанную на слудющем рисунке.
- •2.3.Целостность данных.
- •2.4.Обзор нотаций, используемых при построении диаграмм "сущность-связь"
- •2.4.1.Нотация Чена.
- •2.4.2.Нотация Мартина
- •2.4.3.Нотация idef1x.
- •2.4.4.Нотация Баркера.
- •3.1.Иерархическая модель данных.
- •3.1.1.Структура данных.
- •3.1.2.Операции над данными, определенные в иерархической модели:
- •3.1.3.Ограничения целостности.
- •3.2.Сетевая модель данных
- •3.2.1.Структура данных.
- •3.2.2.Операции над данными.
- •3.2.3.Ограничения целостности.
- •4.1.Реляционная модель данных
- •4.1.1.Структура данных.
- •4.1.2.Свойства отношений.
- •4.2.Теория нормальных форм.
- •4.2.1.Функциональные зависимости.
- •4.2.2. 1Nf - первая нормальная форма.
- •4.2.3. 2Nf - вторая нормальная форма.
- •4.2.4. 3Nf - третья нормальная форма.
- •4.2.5. Bcnf - нормальная форма Бойса-Кодда.
- •4.2.6. Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма (4nf).
- •4.2.7. Зависимости по соединению и пятая нормальная форма (5nf).
- •4.3.Ограничения целостности
- •4.3.1.Целостность сущностей.
- •4.3.2.Целостность ссылок
- •4.4.Операции над данными (реляционная алгебра).
- •4.4.0.Система управления базами данных leap
- •4.4.1.Операции обработки кортежей.
- •4.4.2.Операции обработки отношений.
- •4.5.Реляционное исчисление.
- •4.6.Язык sql
- •4.6.1.Типы данных sql.
- •4.6.2.Ddl: Операторы создания схемы базы данных.
- •Операторы базы данных
- •Создание и удаление таблиц
- •4.6.3.Ddl: Операторы создания индексов.
- •4.6.4.Ddl: Операторы управления правами доступа.
- •4.6.5.Dml: Команды модификации данных.
- •Удаление записей
- •4.6.6.Dml: Выборка данных.
- •4.6.7.Dml: Выборка из нескольких таблиц.
- •4.6.8.Dml: Вычисления внутри select.
- •4.6.9.Dml: Групировка данных.
- •4.6.10.Dml: Cортировка данных.
- •4.6.11.Dml: Операция объединения.
- •4.6.12.Использование представлений.
- •4.6.13.Другие возможности sql.
- •4.7.Вопросы практического програмирования.
- •4.7.1.Использование специализированных библиотек и встраиваемого sql.
- •4.7.2.Cli - интерфейс уровня вызовов.
- •4.7.3.Odbc - открытый интерфейс к базам данных на платформе ms wIndows.
- •4.7.4.Jdbc - мобильный интерфейс к базам данных на платформе Java.
- •4.8.Навигационный подход к манипулированию данными и персональные субд.
- •4.9.Транзакции, блокировки и многопользовательский доступ к данным.
- •4.10.Как определить степень соответствия субд реляционной модели.
- •5.1.Этапы проектирования данных
- •5.2.Инструментальные средства проектирования информационных систем.
- •5.3.Методологии функционального моделирования.
- •5.3.1.Диаграммы потоков данных. Нотация Йордона - Де Марко
- •5.3.2.Другие нотации, используемые при построении диаграмм потоков данных.
- •5.3.3.Методология sadt (idef0).
- •5.3.4.Сравнительный анализ методологий функционального моделирования.
- •5.4.Концептуальное моделирование. Пример построения модели "сущность-связь"
- •5.5.Правила порождения реляционных отношений из модели "сущность-связь"
- •5.5.1.Бинарные связи
- •5.5.2.N - арные связи.
- •5.5.3.Иерархические связи.
- •5.6.Проектирование реляционной базы данных на основе декомпозиции универсального отношения.
- •5.7.Обзор некоторых case-систем.
- •5.7.1.Power Designer компании Sybase.
- •5.7.2.Silverrun компании Silverrun Technologies Ltd.
- •5.7.3.BpWin и erWin компании LogicWorks.
- •5.7.4.Designer/2000 компании Oracle.
- •6.1.Ограничения реляционных баз данных.
- •6.2.Постреляционные субд.
- •6.3.Объектно-ориентированные субд.
- •6.3.1.Объектно-ориентированная парадигма.
- •6.3.2.Объектно-ориентированные субд.
- •6.3.3.Стандарт odmg.
- •6.3.4.Объектные расширения реляционных субд. Язык sql-3.
- •6.4.Объектно-реляционные субд.
- •6.5.Нечисловая обработка и ассоциативные процессоры.
- •7.1.Архитектура "клиент-сервер".
- •7.1.1.Основные понятия.
- •7.1.2.Модели взаимодействия клиент-сервер.
- •7.1.3.Мониторы транзакций.
- •Основные понятия субд
4.8.Навигационный подход к манипулированию данными и персональные субд.
Обсуждая вопрос практического написания приложений, взаимодействующих с реляционными базами данных (см. раздел 4.7.1), мы обнаружили один любопытный факт: для пользовательского приложения очень важна обработка не реляционного отношения в целом, как множества неупорядоченных строк, а именно каждой отдельной строки. Для этого служат функцииDB_next,DB_prevи прочие, позволяющие перемещаться по строкам. При этом возможен доступ к значениям полей только одной строки, той которая является "текущей". Такой подход к манипулированию данными, при котором пользователь (или его программа) явно различает "предыдущие" и "последующие" строки и может управлять перемещением указателя от одной строки к другой, получил название навигационного (напомним, что навигационный подход типичен для сетевых и иерархических СУБД).
Ясно, что без навигационного подхода при создании клиентского приложения обойтись невозможно, в то же время для взаимодействия с сервером базы данных предлагается язык SQL как более эффективный. Однако, существует ряд СУБД, в которых навигационный подход распространен и на манипулирование хранимыми данными. Такие системы (dBase, FoxPro, Paradox) появились в начале 80-х годов и были предназначены для создания небольших однопользовательских приложений.
Рассмотрим кратко язык xBase, который поддерживается такими СУБД как dBase, FoxPro, Clipper и, возможно, некоторыми другими. Помимо собственно процедурных операторов (цикл, условие и т.п.) он включает операторы создания пользовательского интерфейса (меню, окна, экранные формы,...). Для работы с данными служит следующий набор команд:
USE <имя_таблицы>- открыть таблицу. При этом одна строка таблицы считается "текущей". К полям "текущей" строки можно обращаться по их именам.
GO [ TOP | BOTTOM ]- сделать "текущей" первую / последнюю запись таблицы.
SKIP- сделать текущей следующую запись.
REPLACE <имя_столбца> WITH <значение> [,<имя_столбца> WITH <значение> ...]- изменить значения полей текущей записи
Существуют также команды экранного редактирования записей (EDIT,BROWSE), поиска данных в таблице (FIND) и другие. Приведем пример небольшой программы на языке xBase, которая распечатывает таблицуauthors, а затем добаляет в нее новую строку:
USE AUTHORS /* Открыть таблицу authors */
GO TOP /* Перейти на первую запись */
DO WHILE .NOT.EOF() /* Выполнять цикл пока не будет достигнут конец таблицы */
PRINT AUTHOR /* Напечатать содержимое поля author */
SKIP /* Перейти на следующую запись */
ENDDO /* Конец цикла */
APPEND BLANK /* Добавить пустую запись. Она автоматически становится текущей */
REPLACE AU_ID WITH 90, AUTHOR WITH "L.Pinter" /* Изменить значения полей текущей записи */
Данные персональных СУБД хранятся в обычных файлах (как правило, каждая таблица в отдельном файле), средств описания ограничений целостности не существует. Следовательно, описание данных отделено от самих данных (находится в обрабатывающей программе), поэтому не гарантируется единый способ интерпретации данных для всех пользователей.
С развитием компьютерных сетей персональные СУБД стали переходить в разряд многопользовательских. При этом файлы данных размещались на разделяемом сетевом диске. Однако, создание достаточно больших приложений (10-20 одновременно работаюших пользователей) показало, что в этом случае резко снижается производительность и возникают проблемы с поддержанием целостности (точнее с изоляцией пользователей, подробнее см. следующий параграф). Поэтому, в настоящее время практически все персональные СУБД дополнены средствами доступа к SQL-серверам (как правило, с использованием ODBC). Теперь они могут служить не только средством для создания небольших локальных приложений, но и для разработки клиентских рабочих мест в архитектуре "клиент-сервер".