Книга: Организация баз данных

Содержание

• Содержание
• Понятие СУБД. Функции СУБД
• Введение
• Понятие БД и СУБД
• Данные.
• Аппаратное обеспечение.
• Программное обеспечение.
• Пользователи.
• Уровни абстракции в СУБД. Функции абстрактных данных
• Представления
• Внешний уровень – внешнее представление
• Концептуальный уровень – концептуальное представление
• Внутренний уровень – внутреннее представление
• Функции СУБД
• Экспертные системы и базы знаний
• Модели БД
• Обзор ранних (дореляционных) СУБД
• Системы, основанные на инвертированных списках
• Структуры данных
• Манипулирование данными
• Ограничения целостности
• Иерархическая модель
• Иерархические структуры данных
• Манипулирование данными
• Ограничения целостности
• Сетевая модель
• Сетевые структуры данных
• Манипулирование данными
• Ограничения целостности
• Основные достоинства и недостатки ранних СУБД
• Реляционная модель и ее характеристики. Целостность в реляционной модели
• Представление информации в реляционных БД
• Домены
• Отношения. Свойства и виды отношений
• Свойства отношений
• Виды отношений
• Целостность реляционных данных
• Потенциальные и первичные ключи
• Внешние ключи
• Ссылочная целостность
• Правила внешних ключей
• Значения NULL и поддержка ссылочной целостности
• Реляционная алгебра
• Понятие реляционной алгебры
• Замкнутость в реляционной алгебре
• Традиционные операции над множествами
• Объединение
• Пересечение
• Вычитание
• Произведение
• Свойства основных операций реляционной алгебры
• Специальные реляционные операции
• Выборка
• Проекция
• Естественное соединение
• -соединение
• Деление
• Операция расширения
• Операция подведения итогов
• Операторы обновления
• Реляционные сравнения
• Вопросы проектирования БД
• Понятие проектирования БД
• Функциональные зависимости
• Тривиальные и нетривиальные зависимости
• Замыкание множества зависимостей и правила вывода Армстронга
• Неприводимое множество зависимостей
• Нормальные формы – основные понятия
• Декомпозиция без потерь и функциональные зависимости
• Диаграммы функциональных зависимостей
• Проектирование БД. Нормальные формы отношений
• Первая нормальная форма. Возможные недостатки отношения в 1НФ
• Вторая нормальная форма. Возможные недостатки отношения во 2НФ
• Третья нормальная форма. Возможные недостатки отношения в 3НФ
• Сохранение зависимости
• Нормальная форма Бойса-Кодда
• Проектирование БД. Нормальные формы отношений (продолжение)
• Многозначные зависимости
• Четвертая нормальная форма
• Зависимости соединения
• Пятая нормальная форма
• Зависимости соединения, подразумеваемой потенциальными ключами
• Итоговая схема процедуры нормализации
• Проектирование БД методом сущность-связь. ER-диаграммы
• Возникновение семантического моделирования
• Основные понятия метода
• Диаграммы ER-экземпляров и ER-типа
• Связи типа 1:1 и необязательный класс принадлежности
• Связи типа 1:1 и обязательный класс принадлежности
• Связи типа 1:М вариант Н-О
• Связи типа М:М и вариант класса принадлежности О-Н
• Правила формирования отношений
• Степень связи 1:1, класс принадлежности обеих сущностей обязательный
• Степень связи 1:1, класс принадлежности одной сущности обязательный, а второй – необязательный
• Степень связи 1:1, класс принадлежности обеих сущностей – необязательный
• Степень связи между сущностями 1:М (или М:1), класс принадлежности М-связной сущности обязательный
• Степень связи 1:М (М:1)и класс принадлежности М-связной сущности – необязательный
• Степень связи М:М, независимо от класса принадлежности сущностей
• Методология IDEF1 (самостоятельное изучение)
• Язык SQL
• История создания и развития SQL
• Основные понятия SQL
• Операторы
• Имена.
• Типы данных в SQL
• Константы
• Запросы на чтение данных. Оператор SELECT
• Предложение SELECT
• Предложение FROM
• Отбор строк (предложение WHERE)
• Условия поиска
• Сортировка результатов запроса (предложение ORDER BY).
• Многотабличные запросы на чтение (объединения).
• Запросы с использованием отношения предок/потомок.
• Прочие объединения таблиц по равенству
• Язык SQL (продолжение)
• Объединения и стандарт SQL2
• Внутренние объединения в стандарте SQL2
• Внешние объединения в стандарте SQL2
• Перекрестные объединения и запросы на объединение в SQL2
• Многотабличные объединения в стандарте SQL2
• Итоговые запросы на чтение. Агрегатные функции
• Агрегатные функции и значения NULL
• Запросы с группировкой (предложение GROUP BY)
• Несколько столбцов группировки
• Ограничения на запросы с группировкой
• Значения NULL в столбцах группировки
• Условия поиска групп (предложение HAVING)
• Ограничения на условия поиска групп
• Предложение HAVING без GROUP BY
• Вложенные запросы
• Условия поиска во вложенном запросе
• Вложенные запросы и объединения
• Уровни вложенности запросов
• Вложенные запросы в предложении HAVING
• Язык SQL. (продолжение)
• Внесение изменений в базу данных.
• Добавление новых данных (оператор INSERT).
• Удаление существующих данных (Оператор DELETE)
• Обновление существующих данных (Оператор UPDATE)
• Определение структуры данных в SQL
• Создание таблицы (оператор CREATE TABLE)
• Удаление таблицы (оператор DROP TABLE)
• Изменение определения таблицы (оператор ALTER TABLE)
• Определения доменов
• Индексы (операторы CREATE/DROP INDEX)
• Понятие представления.
• Преимущества представлений
• Недостатки представлений
• Представления в SQL.
• Обновление представлений и стандарт ANSI/ISO
• Удаление представления (оператор DROP VIEW)
• Системный каталог (самостоятельное изучение)
• Понятие системный каталог
• Системный каталог и стандарт ANSI/ISO
• Содержимое системного каталога
• Информационная схема в стандарте SQL2
• Обеспечение безопасности БД
• Общие положения
• Методы обеспечения безопасности
• Избирательное управление доступом
• Обязательное управление доступом
• Шифрование данных
• Контрольный след выполняемых операций
• Поддержка мер обеспечения безопасности в языке SQL
• Директивы GRANT и REVOKE
• Представления и безопасность
• Физическая организация БД: структуры хранения и методы доступа
• Доступ к базе данных
• Кластеризация
• Индексирование
• Плотное и неплотное индексирование
• Структуры типа Б-дерева
• Хеширование
• Оптимизация запросов
• Оптимизация в реляционных СУБД.
• Пример оптимизации реляционного выражения
• Обзор процесса оптимизации
• Стадия 1. Преобразование запроса во внутреннюю форму
• Стадия 2. Преобразование в каноническую форму
• Стадия 3. Выбор потенциальных низкоуровневых процедур
• Стадия 4. Генерация планов вычисления запроса и выбор плана с наименьшей стоимостью
• Преобразование выражений
• Выборки и проекции
• Распределительный закон
• Коммутативность и ассоциативность
• Идемпотентность
• Вычисляемые скалярные выражения
• Условия
• Семантические преобразования
• Статистики базы данных
• Восстановление после сбоев
• Понятие восстановления системы
• Транзакции
• Понятие транзакции
• Восстановление транзакции.
• Свойства АСИД.
• Алгоритм восстановления после сбоя системы
• Восстановление после отказов системы
• Параллелизм. Проблемы параллелизма
• Проблема потери результатов обновления
• Проблема незафиксированной зависимости
• Проблема несовместимого анализа
• Понятие блокировки
• Решение проблем параллелизма
• Проблема потери результатов обновления.
• Проблема незафиксированной зависимости.
• Проблема несовместимого анализа
• Тупиковые ситуации
• Способность к упорядочению
• Уровни изоляции транзакции
• Поддержка в языке SQL
• Технологии СУБД
• Распределенные базы данных
• Предварительные замечания.
• Принципы функционирования распределенной БД
• Локальная автономия
• Независимость от центрального узла
• Непрерывное функционирование
• Независимость от расположения
• Независимость от фрагментации
• Независимость от репликации
• Обработка распределенных запросов.
• Управление распределенными транзакциями.
• Независимость от аппаратного обеспечения.
• Независимость от операционной системы.
• Независимость от сети.
• Независимость от СУБД.
• Распространение обновления
• Системы типа клиент/сервер
• Серверы баз данных
• Современные постреляционные модели БД
• Системы управления базами данных следующего поколения
• Ориентация на расширенную реляционную модель
• Абстрактные типы данных
• Генерация систем баз данных, ориентированных на приложения
• Поддержка исторической информации и темпоральных запросов
• Объектно-ориентированные СУБД
• Модель данных ООБД
• Идентификатор объекта
• Новые типы данных
• Оптимизация ядра СУБД
• Язык СУБД и запросы
• Транзакции в ООСУБД
• Блокировки в ООСУБД
• Ведение версий
• Физические хранилища
• П Regions RgNo RgName 1 Днепропетровская 2 Львовская Cities CityNo CityName RgNo 1 Желтые Воды 1 2 Кривой Рог 1 3 Пятихатки 1 4 Львов 2 Marks StNo SubjNo DocNo Mark 1 1 127 5 1 5 128 4 2 1 127 3 2 5 128 3 3 1 127 5 3 5 128 3 4 1 129 4 5 1 129 5 WorkPlan GrNo SubjNo Semester TNo Hours 1 1 1 3 2 2 1 1 3 4 1 5 1 2 2 Subjects SubjNo SubjName 1 Высшая математика 2 Физика 3 История Украины 4 Основы информатики 5 Программирование Groups GrNo EnterYear GrName 1 1998 А–98–51 2 1999 Б–99–51 3 1998 Б–98–51 Teachers TNo TName TPosition TChiefNo 1 Иванов Ректор NULL 2 Петров Зав. кафедрой 1 3 Сидоров Преподаватель 2 4 Стрельцов Лаборант 2 Students StNo GrNo StName CityNo 1 1 Иванов 1 2 1 Петров 3 3 1 Сидоров 3 4 2 Стрельцов 4 5 2 Кузнецов 4 риложение А. Структура учебной базы данных. (БД деканата ВУЗа).
• Приложение Б.Описание структуры учебной базы данных.