Раздел 2. Архитектура систем баз данных

Трехуровневая архитектура систем баз данных ANSI/SPARC. Внешняя, концептуальная и внутренняя модели данных. Алгоритм реализации запроса пользователя. Администратор базы данных. Словарь-справочник данных. Интерфейс пользователя.

Распределенные базы данных. Архитектура клиент – сервер. Реляционные и другие системы.

Раздел 3. Данные и модели данных

Введение, проблемы моделирования данных, цель моделирования. Семантика данных. Моделирование данных, сильно и слабо типизированные модели данных.

Определение модели данных, схема базы данных, допустимые структуры, допустимые ограничения, допустимые операции. Системы управления данными.

Раздел 4. Системы управления базами данных (СУБД)

Определение СУБД. Характеристики СУБД. Инструментальные средства СУБД. Классификация моделей данных и СУБД.

Язык определения данных и язык манипулирования данных. Объектно-ориентированные СУБД и базы данных. Средства разработки приложений.

Раздел 5. Реляционная модель данных (РМД)

Определение реляционной модели данных. Достоинства и недостатки РМД. 13 правил Кодда для реляционной модели. Расширенная реляционная модель данных. Перспективы развития РМД.

Раздел 6. Реляционные структуры данных

Реляционные объекты данных, множества и атрибуты. Отношения и домены. Свойства отношений, виды отношений. Предикат отношения. Определение отношений и доменов в СУБД. Различия между отношениями и таблицами. Способы представления отношений. Атрибуты, типы атрибутов и свойства атрибутов.

Раздел 7. Ограничения целостности

Что такое ограничения целостности. Классификация ограничений, общие и частные ограничения.

Ограничения целостности реляционных данных. Потенциальные ключи, первичный и альтернативный ключи. Целостность по существованию.

Null – значения и проблема отсутствующих данных. Альтернативные пути решения проблемы отсутствующих данных.

Внешние ключи и ссылочная целостность.

Способы и инструменты для реализации ограничений целостности в СУБД: реализация первичного ключа, альтернативного ключа, внешнего ключа, частных ограничений целостности.

Раздел 8. Операции реляционных баз данных

Классификация операций в моделях данных, навигационные операции, спецификационные операции, процедуры баз данных. Реляционная алгебра Кодда. Замкнутость и полнота реляционной алгебры. Минимальная реляционная алгебра. Реляционное исчисление кортежей и реляционное исчисление доменов.

Операции селекция, проекция, декартово произведение, пересечение, разность, объединение, соединение, деление. Расширение реляционной алгебры, операции переименование, расширение, подведение итогов, присваивание. Реляционные выражения. Операции обновления базы данных: добавление, удаление, изменение.

Языки манипулирования данными высокого уровня SQL и QBE. Конструирование запросов на языке реляционной алгебры и языках высокого уровня SQL и QBE.

Лабораторный практикум

Методические указания к контрольной работе

Содержание контрольной работы

Выполнить задание, выданное преподавателем, предварительно изучив теоретический материал. Задание состоит в следующем:

Ø разработать схему реляционной базы данных (не менее трех таблиц);

Ø реализовать базу данных в среде реляционной СУБД Access (возможно использование другой СУБД, поддерживающей реляционную модель данных);

Ø заполнить базу данных реальными данными (10–15 записей в каждой таблице);

Ø сконструировать запросы к базе данных различных типов и разной степени сложности (не менее 10 запросов). Обязательными для конструирования являются следующие типы запросов:

· запрос на выборку (SELECT);

· запрос на создание таблицы (SELECT … INTO);

· запрос на добавление одной записи (INSERT … VALUES);

· запрос на добавление множества записей (INSERT … SELECT);

· запрос на удаление (DELETE);

· запрос на изменение (UPDATE);

· перекрестный запрос (TRANSFORM);

· запрос с группированием (… GROUP BY);

· запрос с вычислениями по горизонтали и по вертикали;

· запрос с подзапросом (SELECT … WHERE … (SELECT …));

· запрос с параметрами (PARAMETERS).

Примечание: отдельные типы запросов могут быть реализованы в рамках одного запроса, например параметрическим может быть любой из вышеперечисленных запросов, аналогично любой тип запроса может содержать в себе такие операции, как группирование, упорядочивание, вычисления по горизонтали (расширение), вычисления по вертикали (подведение итогов), подзапрос.

Контрольная работа должна содержать:

Ø титульный лист;

Ø формулировку контрольного задания;

Ø схему базы данных;

Ø тексты запросов на русском языке;

Ø тексты запросов на языке реляционной алгебры;

Ø тексты запросов на языке SQL с подробными комментариями;

Ø результаты выполнения запросов;

Ø ответы на контрольные вопросы.

Контрольная работа выполняется в рукописном или машинописном виде.

Вопросы к контрольной работе

1. Основные этапы (поколения) развития систем баз данных и систем управления базами данных.

2. Как формулируется минимальное определение реляционной модели данных (РМД)?

3. Чем отличается таблица от отношения РМД?

4. Что такое модель данных?

5. Назначение и общая характеристика языка описания данных (ЯОД).

6. Схема данных и ее описание в СУБД Access.

7. Назначение и общая характеристика языка манипулирования данными (ЯМД).

8. Типы языков запросов к базе данных.

9. Что такое ограничения целостности данных?

10. В чем выражается замкнутость реляционной алгебры Кодда?

11. Какие операции включает в себя минимальная алгебра Кодда?

12. Какие реляционные операции реализованы в языке SQL?

13. В чем выражается сходство и различие между реляционной алгеброй и реляционным исчислением?

Основные сведения о реляционных базах данных

Определение базы данных

База данных – это совокупность взаимосвязанных данных, описывающих определенную часть реального мира, называемую предметной областью. Данные, содержащиеся в базе, характеризуются единым способом хранения и единым методом доступа, заложенным в систему управления базой данных. Это обеспечивает независимость данных от программ их использования. В основе любой системы управления базами данных (СУБД) лежит модель данных. Каждая модель данных (МД) имеет три составных части:

Ø множество допустимых структур данных, или просто – структуры;

Ø множество правил, ограничивающих допустимые значения данных, или просто – ограничения целостности;

Ø множество допустимых операций над данными, или просто – операции.

В зависимости от характеристик этих трех составных частей и получают свои названия различные модели данных. Наиболее известными моделями данных являются: сетевая, иерархическая, реляционная и объектно-ориентированная модели.

База данных называется реляционной, если она удовлетворяет двум требованиям:

Ø все данные представляются с точки зрения пользователя как реляционные таблицы и ничего. кроме таблиц;

Ø в распоряжении пользователя имеется набор операций, обеспечивающих выполнение основных действий над данными: добавление, удаление, изменение и выборка.

Реляционные таблицы

Реляционной считается такая таблица, в каждом столбце которой хранится неделимое, с точки зрения СУБД, значение, принадлежащее некоторому только одному множеству значений, называемому Доменом.

Например, таблица Студент состоит из множества записей, состоящих из одних и тех же столбцов (полей): НомерЗачетки, Фамилия, Имя, Отчество, ДатаРождения, НомерГруппы, Хобби, СемПоложение, СредБалл. В каждом столбце каждой записи этой таблицы размещается простое значение, например,<990601, Патрикеева, Алиса, Федоровна, 28.02.1982, 943, Плавание, Не замужем, 4,56>.

Элементы реляционной таблицы имеют следующие названия:

Ø Заголовок -список полей таблицы (схема таблицы);

Ø Степень – количество полей в заголовке (арность таблицы);

Ø Тело – все строки с данными, входящими в таблицу;

Ø Мощность – количество строк в теле таблицы (кардинальное число).

Каждая таблица представляет собой некоторый объект предметной области. Например, Сотрудник, Дисциплина, Товар, Клиент, Покупатель, Договор, Ведомость, Больничный лист, Посещение поликлиники, Землетрясение, Операция и т. д.

Каждая строка таблицы представляет собой отдельный экземпляр объекта и состоит из одного и того же множества полей-столбцов, при этом каждое поле имеет смысл некоторого свойства объекта. Например, Табельный номер, Фамилия, Дата рождения - сотрудника; Название дисциплины, Артикул, Стоимость – товара; Номер, Дата заключения – договора; Дата, Место, Мощность, Ущерб – землетрясения и т. д.

Каждое поле таблицы определено только на одном множестве значений, называемом Доменом. При этом на одном и том же домене может быть определено много полей. Например, поля Дата рождения сотрудника и Дата землетрясения определяются на домене Дата, Стоимость товара – на домене Деньги. Кроме того, каждое поле имеет и ряд других свойств-характеристик, значения которых определяются предметной областью.

По своему содержанию реляционная база данных представляет собой множество реляционных таблиц, посредством которых в базе хранятся данные об объектах предметной области и связях между этими объектами.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: