- •Технологии бд
- •1. Теоретические основы организации бд. Реляционная модель данных. 5
- •2. Технологии проектирования реляционных бд 27
- •3. Технологии манипулирования данными в бд. Основы sql. 93
- •4. Технологии построения информационных систем – приложений бд 136
- •5. Хранилища данных (DataWarehousing) и системы оперативной аналитической обработки данных 161
- •6. Литература 171
- •1.Теоретические основы организации бд. Реляционная модель данных.
- •1.1.Подходы к организации баз данных
- •1.1.1.Иерархические базы данных
- •1.1.2.Сетевые базы данных
- •1.1.3.Реляционные базы данных
- •12 Правил Кодда:
- •1.2.Введение в реляционную модель данных
- •1.2.1.Основные понятия реляционной модели данных
- •1.2.1.1.Тип данных
- •1.2.1.2.Домен
- •1.2.1.3.Заголовок отношения, кортеж, тело отношения, значение отношения, переменная отношения
- •1.2.1.4.Первичный ключ и интуитивная интерпретация реляционных понятий
- •1.2.2.Фундаментальные свойства отношений
- •1.2.2.1.Отсутствие кортежей-дубликатов, первичный и возможные ключи отношений
- •1.2.2.2.Отсутствие упорядоченности кортежей
- •1.2.2.3.Отсутствие упорядоченности атрибутов
- •1.2.2.4.Атомарность значений атрибутов, первая нормальная форма отношения
- •1.2.3.Реляционная модель данных
- •1.2.3.1.Общая характеристика
- •1.2.3.2.Целостность реляционных данных
- •Null-значения
- •Трехзначная логика (3vl)
- •Потенциальные ключи
- •Целостность сущностей
- •Внешние ключи
- •Целостность внешних ключей
- •Замечания к правилам целостности сущностей и внешних ключей
- •Операции, могущие нарушить ссылочную целостность
- •Стратегии поддержания ссылочной целостности
- •2.Технологии проектирования реляционных бд
- •2.1.Этапы разработки базы данных
- •2.2.Критерии оценки качества логической модели данных
- •Адекватность базы данных предметной области
- •Легкость разработки и сопровождения базы данных
- •Скорость операций обновления данных (вставка, обновление, удаление)
- •Скорость операций выборки данных
- •2.3.Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации
- •2.3.1.Понятие метода нормализации отношений
- •2.3.2.Декомпозиция без потерь и функциональные зависимости
- •Корректные и некорректные декомпозиции отношений. Теорема Хеза
- •Теорема Хеза.
- •2.3.3.Диаграммы функциональных зависимостей
- •2.3.4.Первая нормальная форма
- •2.3.5.Минимальные функциональные зависимости и вторая нормальная форма
- •2.3.5.1.Аномалии обновления, возникающие из-за наличия неминимальных функциональных зависимостей
- •2.3.5.2.Возможная декомпозиция
- •2.3.5.3.Вторая нормальная форма
- •2.3.6.Нетранзитивные функциональные зависимости и третья нормальная форма
- •2.3.6.1.Аномалии обновлений, возникающие из-за наличия транзитивных функциональных зависимостей
- •2.3.6.2.Возможная декомпозиция
- •2.3.6.3.Третья нормальная форма
- •2.3.6.4.Независимые проекции отношений. Теорема Риссанена
- •2.3.7.Перекрывающиеся возможные ключи и нормальная форма Бойса-Кодда
- •2.3.7.1.Аномалии обновлений, связанные с наличием перекрывающихся возможных ключей
- •2.3.7.2.Нормальная форма Бойса-Кодда
- •2.3.7.3.Всегда ли следует стремиться к bcnf?
- •2.3.8.Необходимость дальнейшей нормализации
- •2.3.9.Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма
- •2.3.9.1.Аномалии обновлений при наличии многозначных зависимостей и возможная декомпозиция
- •2.3.9.2.Многозначные зависимости. Теорема Фейджина. Четвертая нормальная форма
- •Лемма Фейджина
- •Теорема Фейджина
- •2.3.10.Зависимости проекции/соединения и пятая нормальная форма
- •2.3.10.2.Зависимость проекции/соединения
- •2.3.10.3.Аномалии, вызываемые наличием зависимости проекции/соединения
- •2.3.10.4.Устранение аномалий обновления в 3-декомпозиции
- •2.3.10.5.Пятая нормальная форма
- •2.3.11.Заключение
- •2.4.Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: er-диаграммы
- •2.4.1.Ограниченность реляционной модели при проектировании баз данных
- •2.4.1.1.Семантические модели данных
- •2.4.2.Семантическая модель Entity-Relationship (Сущность-Связь)
- •2.4.2.1.Основные понятия er-модели
- •2.4.2.2.Уникальные идентификаторы типов сущности
- •2.4.3.Нормальные формы er-диаграмм
- •2.4.3.1.Первая нормальная форма er-диаграммы
- •2.4.3.2.Вторая нормальная форма er-диаграммы
- •2.4.3.3.Третья нормальная форма er-диаграммы
- •2.4.4.Более сложные элементы er-модели
- •2.4.4.1.Наследование типов сущности и типов связи
- •2.4.4.2.Взаимно исключающие связи
- •2.4.5.Получение реляционной схемы из er-диаграммы
- •2.4.5.1.Базовые приемы
- •2.4.5.2.Представление в реляционной схеме супертипов и подтипов сущности
- •2.4.5.3.Представление в реляционной схеме взаимно исключающих связей
- •2.4.6.Виды нотаций er-диаграмм
- •2.4.6.1.Метод Баркера
- •2.4.6.2.Методология idef1x
- •2.4.7.Заключение
- •2.5.Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: диаграммы классов языка uml
- •2.5.1.Общие сведения об uml
- •2.5.2.Основные понятия диаграмм классов uml
- •2.5.2.1.Классы, атрибуты, операции
- •2.5.2.2.Категории связей. Связь-зависимость
- •2.5.2.3.Связи-обобщения и механизм наследования классов в uml
- •2.5.2.4.Связи-ассоциации: роли, кратность, агрегация
- •2.5.3.Ограничения целостности и язык ocl
- •2.5.4.Получение схемы реляционной базы данных из диаграммы классов uml
- •2.5.5.Заключение
- •2.6.Case-системы проектирования информационных систем
- •2.6.1.Назначение и разновидности case-систем
- •3.Технологии манипулирования данными в бд. Основы sql.
- •3.1.Общие сведения о sql
- •3.2.Группы операторов sql
- •3.3.Средства определения схемы бд
- •3.3.1.Описание примера и используемого для учебных целей сервера бд
- •3.3.2.Создание бд
- •3.3.3.Типы данных и домены
- •3.3.4.Общий формат оператора создания таблиц
- •3.3.5.Ограничения целостности
- •3.3.6.Первичные и уникальные (альтернативные) ключи
- •3.3.7.Внешний ключ и определение ссылочной целостности
- •3.3.8.Требования к значениям столбцов
- •3.3.9.Изменение объявлений таблицы
- •3.3.10.Удаление таблицы
- •3.3.11.Работа с индексами Логическое разделение на ключи индексы:
- •Необходимость создания индексов:
- •3.4.Средства манипулирования данными
- •3.4.1.Оператор select
- •3.4.1.1.Общий формат оператора select
- •3.4.1.2.Использование предложения where для задания условия отбора
- •3.4.1.3.Использование предложения where. Внутреннее соединение таблиц.
- •3.4.1.4.Использование псевдонимов таблиц
- •3.4.1.5.Предложение order by – определение сортировки
- •3.4.1.6.Устранение повторяющихся значений
- •3.4.1.7.Расчет значений вычисляемых столбцов
- •3.4.1.8.Агрегатные функции
- •3.4.1.9.Группировка записей
- •3.4.1.10.Наложение ограничений на группировку записей
- •3.4.1.11.Оператор select: задание сложных условий поиска. Использование логических выражений
- •Сравнение столбца с результатом вычисления выражения
- •Использование between
- •Использование in
- •Использование функции upper
- •Использование like
- •Использование функции cast
- •3.4.1.12.Вложение подзапросов
- •Предложение exists.
- •Предложение singular.
- •Использование all, some (any).
- •Использование having и агрегатных функций для вложенных подзапросов
- •3.4.1.13.Внешние соединения
- •3.4.1.14.Объединение запросов – union
- •3.4.1.15.Использование is null
- •3.4.1.16.Использование операции сцепления строк
- •3.4.2.Оператор insert
- •3.4.2.1.Явное указание списка значений
- •3.4.2.2.Формирование значений при помощи оператора select
- •3.4.5.2.Способы формирования просмотра
- •3.4.5.3.Обновляемые и необновляемые просмотры
- •3.4.5.4.Дополнительные параметры просмотра
- •3.5.Работа с хранимыми процедурами
- •3.5.1.Понятие хранимой процедуры
- •3.5.2.Преимущества использования хп:
- •3.5.3.Создание хранимой процедуры
- •Оператор suspend
- •Оператор while … do
- •Оператор exit
- •Оператор execute procedure
- •Оператор post_event
- •3.5.5.Изменение и удаление хп
- •3.6.Работа с триггерами
- •3.6.1.Общие сведения о триггерах
- •3.6.2.Создание триггеров
- •3.6.3.Значения old и new
- •3.6.4.Изменение существующего триггера:
- •3.6.5.Удаление триггера:
- •3.6.6.Обеспечение каскадных воздействий с помощью триггеров
- •3.6.7.Использование триггеров для реализации бизнес-правил
- •3.7.Использование генераторов
- •3.8.Транзакции
- •3.8.1.Откат изменений и целостность бд
- •3.8.2.Понятие транзакции
- •3.8.3.Уровни изоляции транзакций
- •3.9.Физическое проектирование баз данных
- •3.9.1.Учет особенностей используемого сервера бд
- •3.9.2.Противоречия теории и практики нормализации
- •3.9.3.Денормализация для оптимизации
- •3.9.4.Оптимизация запросов
- •Оптимальная структура индексов
- •«Полезность» индекса
- •Целесообразность создания индексов
- •Частичное использование составного индекса
- •Многопоточность поиска по or и in
- •Уменьшение общего количества индексов.
- •4.Технологии построения информационных систем – приложений бд
- •4.1.Классификация архитектур построения приложений баз данных По технологии обработки данных
- •По способу доступа к данным
- •Файл-сервер.
- •Клиент-сервер.
- •Трехуровневая архитектура
- •4.2.Базовая архитектура сервера баз данных
- •4.3.Технологии доступа к данным
- •4.3.1.Открытый интерфейс доступа к базам данных – odbc Основа odbc
- •Архитектура odbc
- •Функции odbc api
- •4.3.2.Объектная модель ole db
- •4.4.Реализация доступа к базам данных с использованием Borland Delphi
- •4.4.1.Механизмы доступа к бд
- •Компоненты для доступа к данным, реализующие:
- •Визуальные компоненты, реализующие интерфейс пользователя;
- •4.4.2.Наборы данных
- •4.4.3.Классы библиотеки vcl Класс tdataset
- •Класс tdatasource
- •Класс ttable
- •Класс tquery
- •Класс tsqltable
- •Класс tupdatesql
- •Класс tdatabase
- •Класс tadoconnection
- •Классы компонентов управления данными
- •События, инициируемые для наборов данных
- •4.4.4.Применение многозвенных архитектур
- •5.Хранилища данных (DataWarehousing) и системы оперативной аналитической обработки данных
- •5.1.Технология хранилищ данных
- •5.1.1.Эволюция хранилищ данных
- •5.1.2.Концепция хранилищ данных
- •5.1.3.Отличия хранилищ данных от систем oltp
- •5.2.Оперативная аналитическая обработка (olap)
- •5.2.1.Связь olap и хд
- •5.2.2.Структура информационно-аналитической системы и место olap в ней
- •5.2.3.Многомерная модель данных
- •5.2.3.1.Концептуальная многомерная модель
- •5.2.3.2.Логическая многомерная модель
- •5.2.3.3.Агрегация данных
- •5.2.4.Архитектуры olap
- •5.2.4.1.О преимуществах и недостатках различных архитектур Реляционное хранилище
- •Многомерная бд
- •Смешанный вариант
- •5.2.5.Использование технологии olap
- •6.Литература
Оператор while … do
WHILE (<условие>) DO
< оператор > ;
В цикле проверяется выполнение условия. Если истинно – выполняется оператор. Цикл продолжается пока условие не станет ложным.
Пример:
CREATE PROCEDURE SUM_0_N ( N INTEGER )
RETURNS ( S INTEGER ) AS
DECLARE VARIABLE TMP INTEGER;
BEGIN
S = 0;
TMP=1;
WHILE ( TMP <= N ) DO
BEGIN
S = S+TMP;
TM = TPM + 1;
END
END
Оператор exit
Оператор EXIT инициирует прекращение выполнения процедуры и выход в вызывающее приложение.
Пример:
CREATE PROCEDURE MAX_VALUE ( А INTEGER, B INTEGER )
RETURNS ( M_V INTEGER ) AS
DECLARE VARIABLE TMP INTEGER;
BEGIN
IF ( :A IS NULL OR :B IS NULL ) THEN EXIT;
IF ( :A > :B ) THEN M_V = :A ;
ELSE M_V = :B ;
END
Оператор execute procedure
Оператор вызова другой хранимой процедуры:
EXECUTE PROCEDURE имя [параметр [, параметр … ] ] ;
[ RETURNING_VALUES параметр [, параметр … ] ];
Пример:
…
EXECUTE PROCEDURE AVG_KOLVO (:IN_TOVAR)
RETURNING_VALUE :AVG_KOLVO_TOVAR;
…
Оператор post_event
Оператор применяется для посылки сервером клиентским приложениям сообщения о наступлении какой-либо ситуации, связанной с именем события.
POST_EVENT “Имя события”;
После выполнения оператора наступает событие с указанным именем. Сервер БД уведомляет о наступлении этого события все активные приложения, зарегистрировавшие свой интерес к нему с помощью оператора EVENT INIT.
Обмен событиями между сервером и приложениями может широко использоваться. Например, с его помощью можно создать клиентское приложение, которое будет видеть все изменения, вносимые в БД другими пользователями. Для этого нужно, чтобы в соответствующий момент возбуждалось заданное событие. Получив сообщение, программа-наблюдатель отображает внесенные изменения.
3.5.5.Изменение и удаление хп
Изменение ХП:
ALTER PROCEDURE ИмяПроцедур
[ ( входной_параметр тип_данных
[, входной_параметр тип_данных … ] ) ]
[ RETURNS
( выходной_параметр тип_данных
[ , выходной_параметр тип_данных … ] ) ]
AS
< тело процедуры>
Удаление ХП:
DROP PROCEDURE ИмяПроцедуры
3.6.Работа с триггерами
3.6.1.Общие сведения о триггерах
Триггеры - это хранимые процедуры, связанные с некоторыми событиями, происходящими во время работы базы данных. В качестве таких событий выступают операции вставки, обновления и удаления строк таблиц. Если в базе данных определен некоторый триггер, то он запускается автоматически всегда при возникновении события, с которым этот триггер связан. Очень важным является то, что пользователь не может обойти триггер. Триггер срабатывает независимо от того, кто из пользователей и каким способом инициировал событие, вызвавшее запуск триггера. Таким образом, основное назначение триггеров - автоматическая поддержка целостности базы данных. Триггеры могут быть как достаточно простыми, например, поддерживающими ссылочную целостность, так и довольно сложными, реализующими какие-либо сложные ограничения предметной области или сложные действия, которые должны произойти при наступлении некоторых событий. Например, с операцией вставки нового товара в накладную может быть связан триггер, который выполняет следующие действия - проверяет, есть ли необходимое количество товара, при наличии товара добавляет его в накладную и уменьшает данные о наличии товара на складе, при отсутствии товара формирует заказ на поставку недостающего товара и тут же посылает заказ по электронной почте поставщику.
По событию изменения триггеры различают на вызываемые при:
Добавлении новой записи
Изменении существующей записи
Удалении записи
По отношению к событию, влекущему их вызов, триггеры различаются на:
Выполняемые до наступления события
Выполняемы после наступления события
Особенности триггеров:
Непосредственно обратиться к триггеру нельзя
Нельзя передавать параметры и получать значения выходных параметров
Триггер всегда реализует действие
Преимущества использования триггеров:
Автоматическое обеспечение каскадных воздействий, выполняющихся на сервере.
Изменения в триггерах не влекут необходимости изменения клиентских приложений.
Обязательное выполнение бизнес-правил, реализованных с использованием триггеров для всех приложений работающих с БД.
Все изменения вносимые триггером выполняются в рамках одной транзакции. Как следствие, при откате транзакции откатываются также и все изменения, внесенные в БД триггерами.