🗊Презентация Базы данных

БАЗЫ ДАННЫХ Блинова Евгения Александровна, eugenia.blinova@gmail.com

Описание курса 34 часа лекций, 34 часа лабораторных работ Самостоятельная работа Реферат 2 контрольные работы – тестирование Экзамен – 2 теоретических вопроса и задача Microsoft SQL Server 2012 Задания на лабораторные работы IVC309-1-22, /Материалы/Блинова/БД

База данных База данных – это совокупность взаимосвязанных данных

Требования к информации в БД Полезность - уменьшает информационную энтропию системы Полнота информации - информации должно быть достаточно, чтобы осуществить качественное управление Точность Достоверность - заведомо ошибочные данные не должны храниться в базе данных Непротиворечивость Актуальность

Проектирование БД Определение границ исследуемой области – предметной области Системный анализ – определение объектов и связей между ними Построение логической схемы базы данных в соответствии с определенными правилами – моделью данных Реализация базы данных – описание ее в терминах некоторой СУБД

Проектирование БД Предметная область – часть реального мира, подлежащая изучению, с целью описания и управления. Системный анализ – предметная область – это множество объектов и связей между этими объектами. Модель данных – структурированное представление данных и связей между ними.

Проектирование БД

Пример

Пример

Логическая схема данных

База данных Хранилище динамически обновляемой информации Информация отражает состояние некоторой предметной области (объекта) и должна быть полезной, точной, актуальной и непротиворечивой Информация представлена в виде метаданных (описание модели данных) и данных Каждый пользователь базы данных знает только о существовании данных, необходимых для решения его задач Совокупность всех представлений - это логическая схема данных

Система управления базами данных Программная реализация технологии хранения, извлечения, обновления и обработки данных в базе данных

Модели данных Иерархическая Сетевая Реляционная

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных

Иерархическая модель данных Типичный представитель – IBM Information Management System

Сетевая модель данных

Сетевая модель данных Типичный представитель – Integrated Data Store от General Electric и DMS от UNIVAC

Реляционная модель данных Основана на теории множеств Реляционная алгебра – Эдгар Франк Кодд (1923-2003) Кодд – данные имеют собственную природу, независимую от способа их использования Определения: - домен: множество; - таблица: отношение; - атрибут: имя столбца таблицы (имя домена); - заголовок таблицы: множество всех атрибутов; - кортеж: элемент отношения или строка таблицы; - строка таблицы: кортеж.

Операции реляционной алгебры UNION (объединение) INTERSECT (пересечение) MINUS (разность) TIMES (декартово произведение) WHERE (ограничение) PROJECT (проекция) JOIN (соединение) DIVIDE BY (реляционное деление) RENAME (переименование) := (присваивание).

Реляционная модель данных Relation – отношение Отношение может быть представлено в виде двумерной таблицы Реляци­онная база данных представляет собой набор взаимосвязанных таблиц Все объекты разделяются на типы Объекты одного и того же типа имеют свой набор атрибутов Один из атрибутов однозначно идентифицирует объект в таблице – первичный ключ

Реляционная модель данных Структурный аспект  — данные в базе данных представляют собой набор отношений. Аспект целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных. Аспект обработки — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Нормализация данных Нормализация данных – процесс преобразования таблиц базы данных к нормальной форме. Шесть нормальных форм – 1NF, 2NF,...6NF. Широкое практическое применение имеют формы 1NF, 2NF, 3NF.

Первая нормальная форма Таблица не должна содержать повторяющихся групп данных. Атомарность – каждый столбец должен содержать одно неделимое значение. Пример: ФИО – Адрес (город, улица, дом, квартира) Фильм – Исполнители (список актеров)

Первая нормальная форма Устраните повторяющиеся группы в отдельных таблицах. Создайте отдельную таблицу для каждого набора связанных данных. Идентифицируйте каждый набор связанных данных с помощью первичного ключа.

Вторая нормальная форма Таблица находится в первой нормальной форме Каждый неключевой атрибут полностью функционально зависит от каждого возможного ключа Простой и составной ключ Пример: Студент – Университет – Средний балл – Стипендия

Вторая нормальная форма Создайте отдельные таблицы для наборов значений, относящихся к нескольким записям. Свяжите эти таблицы с помощью внешнего ключа.

Третья нормальная форма Таблица находится во второй нормальной форме Отсутствуют транзитивные зависимости Пример: Студент – Группа – Факультет – Университет

SQL Язык SQL (Structured Query Language, язык структурированных запросов) – специализированный язык, предназначенный для написания запросов к реляционной БД

SQL 1986 – первый вариант стандарта 1989 – доработан стандарт 1992 – внесены значительные изменения (SQL2) 1999 – добавлена поддержка регулярных выражений, рекурсивных запросов, поддержка триггеров, базовые процедурные расширения, нескалярные типы данных и некоторые объектно-ориентированные возможности (SQL3) 2003 - поддержка XML 2006 - возможность совместно использовать в запросах SQL и XQuery 2008 - улучшены возможности оконных функций

Операторы SQL DDL - Data Definition Language - язык определения данных DML - Data Manipulation Language - язык манипулирования данными TCL - Transaction Control Language - язык управления транзакциями DCL - Data Control Language - язык управления данными

Операторы DDL Операторы DDL предназначены для создания, удаления и изменения объектов БД или сервера СУБД DDL включает операторы: CREATE ALTER DROP CREATE TABLE STUDENT (NAME nvarchar(50), GROUP_NUM int)

Операторы DML Операторы DML предназначены для работы с таблицами DML включает операторы: SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE. SELECT * FROM STUDENT SELECT NAME, GROUP_NUM FROM STUDENT

Операторы TCL Операторы TCL предназначены для управления транзакциями Транзакция – это несколько DML-операторов, которые либо все выполняются, либо все не выполняются. TCL SQL включает операторы: BEGIN TRAN, SAVE TRAN, COMMIT TRAN, ROLLBACK TRAN

Операторы DCL Операторы DCL предназначены для управления процессом авторизации Авторизация – это процедура проверки разрешений на выполнение определенных операций Принципал – это объект сервера или БД, которому может быть выдано разрешение на выполнение операции, а также отобрано или запрещено разрешение DCL включает в себя операторы: GRANT, REVOKE, DENY

Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server — система управления реляционными базами данных (РСУБД), разработанная корпорацией Microsoft. Используемый язык запросов — Transact-SQL

Редакции Microsoft SQL Server 2012 SQL Server 2012 Enterprise Edition  Не имеет ограничений по количеству поддерживаемых ядер Не имеет ограничений по максимальному объему используемой памяти. Максимальный размер реляционной базы данных — 524 Пб. SQL Server 2012 Business Intelligence Edition  Имеет ограничение — 4 процессора или 16 ядер на экземпляр; Максимальный объем используемой памяти — 64 Гб; Максимальный размер реляционной базы данных — 524 Пб. SQL Server 2012 Standard Edition Имеет ограничение — 4 процессора или 16 ядер на экземпляр; Максимальный объем используемой памяти — 64 Гб; Максимальный размер реляционной базы данных — 524 Пб. SQL Server 2012 Web Edition  SQL Server 2012 Developer Edition . SQL Server 2012 Express Edition Имеет ограничение — 1 процессор (до 4 ядер); Максимальный объем используемой памяти — 1 Гбайт; Максимальный размер реляционной базы данных — 10 Гб.

Microsoft SQL Server

Службы Microsoft SQL Server

Database Engine Database Engine является ядром системы управления реляционной БД. Может быть установлено несколько экземпляров службы Database Engine. При этом только один экземпляр может быть службой по умолчанию (с именем MS SQL SERVER), другие экземпляры должны иметь уникальные имена. Каждый экземпляр службы Database Engine требует отдельной инсталляции, конфигурации и настройки безопасности. Один Database Engine может обеспечить доступ к нескольким БД.

Системные базы данных

Утилиты Microsoft SQL Server SQL Server Management Studio SQL Server Books Online SQLCMD Microsoft SQL Configuration Manager

Вопросы?