Базы данных

Вопрос 18. Этапы проектирования баз данных. Инфологическое моделирование. Даталогическое моделирование. Физическое проектирование баз данных.

Проектирование баз данных — процесс создания схемы базы данных и определения необходимых ограничений целостности.

Концептуальное (инфологическое) проектирование — построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Термины «семантическая модель», «концептуальная модель» и «инфологическая модель» являются синонимами. Кроме того, в этом контексте равноправно могут использоваться слова «модель базы данных» и «модель предметной области» (например, «концептуальная модель базы данных» и «концептуальная модель предметной области»), поскольку такая модель является как образом реальности, так и образом проектируемой базы данных для этой реальности.

Конкретный вид и содержание концептуальной модели базы данных определяется выбранным для этого формальным аппаратом. Обычно используются графические нотации, подобные ER-диаграммам.

Чаще всего концептуальная модель базы данных включает в себя:

• описание информационных объектов, или понятий предметной области и связей между ними.

• описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.

Преобразование концептуальной модели в логическую модель как правило осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.

На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.

Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

Вопрос 19. Язык структурированных запросов sql: история развития языка sql, основные категории команд языка sql, типы данных.

Язык для взаимодействия с БД SQL появился в середине 70-х и был разработан в рамках проекта экспериментальной реляционной СУБД System R. Конечно, язык был ориентирован главным образом на удобную и понятную пользователям формулировку запросов к реляционной БД, но на самом деле уже являлся полным языком БД, содержащим помимо операторов формулирования запросов и манипулирования БД средства определения и манипулирования схемой БД; определения ограничений целостности и триггеров; представлений БД; возможности определения структур физического уровня, поддерживающих эффективное выполнение запросов; авторизации доступа к отношениям и их полям; точек сохранения транзакции и откатов. Таким образом, SQL стал достаточно мощным языком для взаимодействия с СУБД. На сегодняшний день SQL является единственным стандартным языком запросов.

Основные категории команд языка SQL предназначены для выполнения различных функций, включая построение объектов базы данных и манипулирование ими, начальную загрузку данных в таблицы, обновление и удаление существующей информации, выполнение запросов к базе данных, управление доступом к ней и ее общее администрирование.

Определение структур базы данных (DDL)

Язык определения данных (Data Definition Language, DDL) позволяет создавать и изменять структуру объектов базы данных, например, создавать и удалять таблицы. Основными командами языка DDL являются следующие: CREATE TABLE, ALTER TABLE, DROP TABLE, CREATE INDEX, ALTER INDEX, DROP INDEX.

Манипулирование данными (DML)

Язык манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML) используется для манипулирования информацией внутри объектов реляционной базы данных посредством трех основных команд: INSERT, UPDATE, DELETE.

Выборка данных (DQL)

Язык запросов DQL наиболее известен пользователям реляционной базы данных, несмотря на то, что он включает всего одну команду SELECT. Эта команда вместе со своими многочисленными опциями и предложениями используется для формирования запросов к реляционной базе данных.

Язык управления данными (DCL - Data Control Language)

Команды управления данными позволяют управлять доступом к информации, находящейся внутри базы данных. Как правило, они используются для создания объектов, связанных с доступом к данным, а также служат для контроля над распределением привилегий между пользователями. Команды управления данными следующие: GRANT, REVOKE.

Команды администрирования данных

С помощью команд администрирования данных пользователь осуществляет контроль за выполняемыми действиями и анализирует операции базы данных; они также могут оказаться полезными при анализе производительности системы. Не следует путать администрирование данных с администрированием базы данных, которое представляет собой общее управление базой данных и подразумевает использование команд всех уровней.

Команды управления транзакциями

Существуют следующие команды, позволяющие управлять транзакциями базы данных: COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT, SET TRANSACTION.

Типы данных SQL:

1. строковые:

CHAR(size) - Строки фиксированной длиной (могут содержать буквы, цифры и специальные символы). Фиксированный размер указан в скобках. Можно записать до 255 символов

VARCHAR(size) - Может хранить не более 255 символов

TINYTEXT Может хранить не более 255 символов

TEXT Может хранить не более 65 535 символов.

BLOB Может хранить не более 65 535 символов

MEDIUMTEXT Может хранить не более 16 777 215 символов

MEDIUMBLOB Может хранить не более 16 777 215 символов.

LONGTEXT Может хранить не более 4 294 967 295 символов.

LONGBLOB Может хранить не более 4 294 967 295 символов.

ENUM(x,y,z,etc.) Позволяет вводить список допустимых значений. Можно ввести до 65535 значений в ENUM список. Если при вставке значения не будет присутствовать в списке ENUM, то мы получим пустое значение. Ввести возможные значения можно в таком формате: ENUM ( 'X', 'Y', 'Z')

SET Тип данных SQL SET напоминает ENUM за исключением того, что SET может содержать до 64 значений.

2. с плавающей точкой (дробные числа) и целые числа

TINYINT(size) Может хранить числа от -128 до 127

SMALLINT(size) Диапазон от -32 768 до 32 767

MEDIUMINT(size) Диапазон от -8 388 608 до 8 388 607

INT(size) Диапазон от -2 147 483 648 до 2 147 483 647

BIGINT(size) Диапазон от -9 223 372 036 854 775 808 до 9 223 372 036 854 775 807

FLOAT(size,d) Число с плавающей точкой небольшой точности.

DOUBLE(size,d) Число с плавающей точкой двойной точности

DECIMAL(size,d) Дробное число, хранящееся в виде строки

3. дата и время и возможность указания точности, представления времени (например, десятые или сотые доли секунды).

DATE() Дата в формате ГГГГ-ММ-ДД

DATETIME() Дата и время в формате ГГГГ-ММ-ДД ЧЧ:ММ:СС

TIMESTAMP() Дата и время в формате timestamp. Однако при получении значения поля оно отображается не в формате timestamp, а в виде ГГГГ-ММ-ДД ЧЧ:ММ:СС

TIME() Время в формате ЧЧ:ММ:СС

YEAR() Год в двухзначной или в четырехзначном формате