🗊Презентация Базы данных. Язык SQL, его структура, стандарты

Введение в базы данных Белозубов Александр Владимирович belozubov@corp.ifmo.ru

Список литературы Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика / Т. Коннолли, К. Бегг, А. Страчан ; [пер. с англ. канд. физ.-мат. наук Ю. Г. Гордиенко, А. В. Слепцов ; под ред. А. В. Слепцова] .— 2-е изд., испр. и доп. — М. [и др.] : Издательский дом "Вильямс", 2000 .— 1112 с. : ил. Введение в реляционные базы данных / В. В. Кириллов, Г. Ю. Громов ; [реценз. А. А. Бобцов] .— СПб. : БХВ-Петербург, 2012 .— 454 с. : ил. + 1 электрон. опт. диск (CD-ROM) Базы данных. Модели, разработка, реализация : [учебное пособие] / Т. С. Карпова .— СПб. [и др.] : Питер, 2001 .— 303, [1] с. : ил.

База данных

СУБД

Требования к современным СУБД

Преимущества использования Баз Данных Независимость данных – сокращение размеров программной поддержки (внутри отдельных программ) Увеличение эффективности разработки приложений Возможность создания и использования стандартов Минимальная избыточность хранения данных Увеличение плотности данных и совместного доступа к данным Улучшенный доступ к данным и их соответствие конкретным решаемым задачам Увеличение качества данных Безопасность, сохранение и восстановление

Архитектура Баз Данных

Логическая и физическая независимость данных Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных, которая означает, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую и физическую. Логическая независимость от данных - означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему Физическая независимость от данных - означает защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему

Классификация Баз Данных По модели данных На основе инвертированных списков Иерархические Сетевые Реляционные Объектно-ориентированные и мультимедийные (постреляционные) По количеству пользователей Персональные (настольные) Уровня рабочей группы Масштаба предприятия Корпоративные По организации системы Распределённые Централизованные По характеру хранимой информации Фактографические Полнотекстовые

Классификация БД по характеру хранимой информации Фактографические БД – содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате(картотеки); Документальные БД – содержат обширную информацию самого разного типа: текст, графику, видео и звук(архив).

Классификация БД по способу хранения данных Централизованные - вся информация хранится на одном компьютере. Это может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи - клиенты; Распределенные - используются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В таком случае разные части базы хранятся на разных компьютерах.

Классификация БД по структуре организации данных

Сущность Сущность – это объект, который может быть идентифицирован некоторым способом, отличающим его от других объектов. Каждая сущность обладает набором атрибутов. Атрибут - отдельная характеристика сущности. Сущность состоит из экземпляров, каждый из которых должен отличаться от другого экземпляра. Пример: сущность – «Город», экземпляры сущности «Город» – Пушкин, Павловск, Колпино.

Типы сущностей Независимая сущность. Для определения экземпляра сущности нет необходимости ссылаться на другие сущности. Зависимая сущность. Для определения экземпляра такой сущности необходимо сослаться на экземпляр независимой сущности, с которой связана зависимая сущность.

Связь Связь - это логическая ассоциация, устанавливаемая между сущностями. Связь определяет количество экземпляров данной сущности, которое могут быть связаны с одним экземпляром другой сущности. Связи бывают следующих типов: один к одному; один ко многим; многие ко многим.

Ключ Ключ - минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Первичный ключ сущности позволяет идентифицировать ее экземпляры, а внешний – экземпляры сущности, которая находится в связи с данной сущностью.

Отношение, кортеж, атрибут R  A1A2 … An = ={(a1,a2, … ,an): a1A1, a2A2, … , anAn} где: n – степень отношения; A1, A2, … , An – домены; (a1,a2… an) – кортеж; a1,a2… an – атрибуты.

Пример 5: A1={1,2,3}, A2={1,2,3,4} R ={(a1,a2): a1A1, a2A2, a1> a2}

Основные достоинства реляционной модели 1) Наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют моделировать предметную область и допускают точные формальные определения. 2) Наличие простого и достаточно мощного математического аппарата, опирающего на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации баз данных. 3) Возможность ненавигационного манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации баз данных во внешней памяти. Фундаментальные свойства отношений - нет одинаковых кортежей - кортежи не упорядочены - атрибуты не упорядочены - все значения атрибутов атомарные

Соответствие формальных реляционных терминов и их неформальных эквивалентов

Таблица, строка, столбец данные в ячейках таблицы структурно неделимы; данные в одном столбце одного типа; имена столбцов уникальны; каждая строка таблицы уникальна; строки и столбцы таблицы размещаются в произвольном порядке.

Реляционная алгебра Реляционная алгебра – это коллекция операций, которые принимают таблицы в качестве операндов и возвращают таблицы в качестве результата.

Язык SQL, его структура, стандарты, история развития. Доступ к данным осуществляется в виде запросов, которые формулируются на стандартном языке запросов. Сегодня для большинства СУБД таким языком является SQL. Появление и развития этого языка как средства описания доступа к базе данных связано с созданием теории реляционных баз данных. Прообраз языка SQL возник в 1970 году в рамках научно-исследовательского проекта System/R (IBM). Ныне SQL — это стандарт интерфейса с реляционными СУБД. SQL не является языком программирования в традиционном представлении. На нем пишутся не программы, а запросы к базе данных. Поэтому SQL — декларативный или непроцедурный язык. Это означает, что с его помощью можно сформулировать, что необходимо получить, но нельзя указать, как это следует сделать. Первый международный стандарт языка SQL был принят в 1989 г. (SQL/89 или SQL1), в 1992 г. был принят стандарт языка SQL (SQL/92 или SQL2). В 1999 г. появился стандарт SQL3. В SQL3 введены новые типы данных, при этом предоставляется возможность задания сложных структурированных типов данных, которые в большей степени соответствуют объектной ориентации. Появились стандарты на события и триггеры, которые раньше не затрагивались в стандартах.

Язык SQL делится на подмножества. 1) Язык определения данных (DDL - Data Definition Language) предоставляет пользователям средства указания типа данных и их структуры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных. Операторы – CREATE, ALTER, DROP. 2) Язык манипулирования данными (DML - Data Manipulation Language) позволяет вставлять, обновлять и извлекать информацию из базы данных. Операторы – SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE. 3) Язык управления данными (DCL - Data Control Language) состоит из управляющих операторов. Операторы – GRANT, REVOKE. 4) Язык управления транзакциями. Операторы – COMMIT, ROLLBACK, SAVEPOINT. Запрос на языке SQL состоит из одного или нескольких операторов, следующих один за другим и разделенных точкой с запятой.

Сокращение

Пример 6: SELECT * FROM A WHERE A.a > 10;

Проекция

Пример 7: SELECT A.a, A.c, A.f FROM A;

Объединение

Пример 8: SELECT * FROM A UNION SELECT * FROM B;

Пересечение

Пример 9: SELECT * FROM A INTERSECT SELECT * FROM B;

Разность

Пример 10: SELECT * FROM A MINUS SELECT * FROM B;

Соединение

Пример 11: SELECT A.a, A.b, B.c FROM A, B WHERE A.b = B.b;

Произведение

Пример 12: SELECT A.*, B.* FROM A, B;

Деление

Пример 13: SELECT DISTINCT A.a FROM A WHERE NOT EXISTS (SELECT X.x FROM X WHERE NOT EXISTS (SELECT AX.* FROM AX WHERE AX.a=A.a AND AX.x=X.x));

Жизненный цикл Базы Данных Процедуры, выполняемые на этапах жизненного цикла БД