На главную страницу
Форум txt.version   



Статья :: Базы данных: конспект лекций : Коллектив Авторов

Конспект лекций соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ и предназначен для освоения студентами вузов специальной дисциплины «Базы данных».

Лаконичное и четкое изложение материала, продуманный отбор необходимых тем позволяют быстро и качественно подготовиться к семинарам, зачетам и экзаменам по данному предмету.

Лекция № 1. Введение

1. Системы управления базами данных

Системы управления базами данных (СУБД) – это специализированные программные продукты, позволяющие:

1) постоянно хранить сколь угодно большие (но не бесконечные) объемы данных;

2) извлекать и изменять эти хранящиеся данные в том или ином аспекте, используя при этом так называемые запросы;

3) создавать новые базы данных, т. е. описывать логические структуры данных и задавать их структуру, т. е. предоставляют интерфейс программирования;

4) обращаться к хранящимся данным со стороны нескольких пользователей одновременно (т. е. предоставляют доступ к механизму управления транзакциями).

Соответственно, базы данных – это наборы данных, находящиеся под контролем систем управления.

Сейчас системы управления базами данных являются наиболее сложными программными продуктами на рынке и составляют его основу. В дальнейшем предполагается вести разработки по сочетанию обычных систем управления базами данных с объектно-ориентированным программированием (ООП) и интернет-технологиями.

Изначально СУБД были основаны на иерархических и сетевых моделях данных, т. е. позволяли работать только с древовидными и графовыми структурами. В процессе развития в 1970 г. появились системы управления базами данных, предложенные Коддом (Codd), основанные на реляционной модели данных.

2. Реляционные базы данных

Термин «реляционный» произошел от английского слова «relation» – «отношение».

В самом общем математическом смысле (как можно помнить из классического курса алгебры множеств) отношение – это множество

R = {(x1, …, xn) | x1 ? A1,…,xn ? An},

где A1, …, An множества, образующие декартово произведение. Таким образом, отношение R это подмножество декартова произведения множеств: A1 ? ? An :

R ? A 1 ? ? An.

Например, рассмотрим бинарные отношения строгого порядка «больше» и «меньше» на множестве упорядоченных пар чисел A 1 = A2 = {3, 4, 5}:

R> = {(3, 4), (4, 5), (3, 5)} ? A1 ? A2;

R< = {(5, 4), (4, 3), (5, 3)} ? A1 ? A2.

Эти же отношения можно представить в виде таблиц.

Отношение «больше» R>:


Отношение «меньше» R<:


Таким образом, мы видим, что в реляционных базах данных самые различные данные организовываются в виде отношений и могут быть представлены в форме таблиц.

Нужно заметить, что эти два рассмотренных нами отношения R> и R< не эквивалентны между собой, другими словами, таблицы, соответствующие этим отношениям, не равны друг другу.

Итак, формы представления данных в реляционных БД могут быть разными. В чем проявляется эта возможность различного представления в нашем случае? Отношения R> и R< – это множества, а множество – структура неупорядоченная, значит, в таблицах, соответствующих этим отношениям, строки можно менять между собой местами. Но в то же время элементы этих множеств – это упорядоченные наборы, в нашем случае – упорядоченные пары чисел 3, 4, 5, значит, столбцы менять местами нельзя. Таким образом, мы показали, что представление отношения (в математическом смысле) в виде таблицы с произвольным порядком строк и фиксированным числом столбцов является приемлемой, правильной формой представления отношений.

Но если рассматривать отношения R> и R< с точки зрения заложенной в них информации, то понятно, что они эквивалентны. Поэтому в реляционных базах данных понятие «отношение» имеет несколько другой смысл, нежели отношение в общей математике. А именно оно не связано с упорядоченностью по столбцам в табличной форме представления. Вместо этого вводятся так называемые схемы отношений «строка – заголовок столбцов», т. е. каждому столбцу дается заголовок, после чего их можно беспрепятственно менять местами.

Вот как будут выглядеть наши отношения R> и R< в реляционной базе данных.

Отношение строгого порядка (вместо отношения R>):


Отношение строгого порядка (вместо отношения R<):


Обе таблицы-отношения получают новое (в данном случае одинаковое, так как введением дополнительных заголовков мы стерли различия между отношениями R> и R<) название.

Итак, мы видим, что при помощи такого несложного приема, как дополнение таблиц необходимыми заголовками, мы приходим к тому, что отношения R> и R< становятся эквивалентными друг другу.

Таким образом, делаем вывод, что понятие «отношение» в общем математическом и в реляционном смысле совпадают не полностью, не являются тождественными.

В настоящее время реляционные системы управления базами данных составляют основу рынка информационных технологий. Дальнейшие исследования ведутся в направлении сочетания той или иной степени реляционной модели.

1. Системы управления базами данных

Системы управления базами данных (СУБД) – это специализированные программные продукты, позволяющие:

1) постоянно хранить сколь угодно большие (но не бесконечные) объемы данных;

2) извлекать и изменять эти хранящиеся данные в том или ином аспекте, используя при этом так называемые запросы;

3) создавать новые базы данных, т. е. описывать логические структуры данных и задавать их структуру, т. е. предоставляют интерфейс программирования;

4) обращаться к хранящимся данным со стороны нескольких пользователей одновременно (т. е. предоставляют доступ к механизму управления транзакциями).

Соответственно, базы данных – это наборы данных, находящиеся под контролем систем управления.

Сейчас системы управления базами данных являются наиболее сложными программными продуктами на рынке и составляют его основу. В дальнейшем предполагается вести разработки по сочетанию обычных систем управления базами данных с объектно-ориентированным программированием (ООП) и интернет-технологиями.

Изначально СУБД были основаны на иерархических и сетевых моделях данных, т. е. позволяли работать только с древовидными и графовыми структурами. В процессе развития в 1970 г. появились системы управления базами данных, предложенные Коддом (Codd), основанные на реляционной модели данных.




Базы данных: конспект лекций : Коллектив Авторов

страницы в данном разделе 
Базы данных: конспект лекций : Коллектив Авторов 2. Реляционные базы данных : Коллектив Авторов
1. Пустые значения (Empty-значения) : Коллектив Авторов 2. Неопределенные значения (Null-значения) : Коллектив Авторов
3. Null-значения и общее правило вычисления выражений : Коллектив Авторов 4. Null-значения и логические операции : Коллектив Авторов
5. Null-значения и проверка условий : Коллектив Авторов 1. Пустые значения (Empty-значения) : Коллектив Авторов
2. Неопределенные значения (Null-значения) : Коллектив Авторов 3. Null-значения и общее правило вычисления выражений : Коллектив Авторов
4. Null-значения и логические операции : Коллектив Авторов 5. Null-значения и проверка условий : Коллектив Авторов
Лекция № 3. Реляционные объекты данных : Коллектив Авторов 3. Схемы отношений. Именованные значения кортежей : Коллектив Авторов
4. Кортежи. Типы кортежей : Коллектив Авторов 1. Требования к табличной форме представления отношений : Коллектив Авторов
3. Схемы отношений. Именованные значения кортежей : Коллектив Авторов 4. Кортежи. Типы кортежей : Коллектив Авторов
1. Унарная операция выборки : Коллектив Авторов 2. Унарная операция проекции : Коллектив Авторов
3. Унарная операция переименования : Коллектив Авторов 4. Свойства унарных операций : Коллектив Авторов
1. Унарная операция выборки : Коллектив Авторов 2. Унарная операция проекции : Коллектив Авторов
3. Унарная операция переименования : Коллектив Авторов 4. Свойства унарных операций : Коллектив Авторов
Лекция № 5. Реляционная алгебра. Бинарные операции : Коллектив Авторов 2. Операции декартового произведения и естественного соединения : Коллектив Авторов
3. Свойства бинарных операций : Коллектив Авторов 4. Варианты операций соединения : Коллектив Авторов
5. Производные операции : Коллектив Авторов 6. Выражения реляционной алгебры : Коллектив Авторов
1. Операции объединения, пересечения, разности : Коллектив Авторов 2. Операции декартового произведения и естественного соединения : Коллектив Авторов
3. Свойства бинарных операций : Коллектив Авторов 4. Варианты операций соединения : Коллектив Авторов
5. Производные операции : Коллектив Авторов 6. Выражения реляционной алгебры : Коллектив Авторов
Лекция № 6. Язык SQL : Коллектив Авторов 1. Оператор Select – базовый оператор языка структурированных запросов : Коллектив Авторов
2. Унарные операции на языке структурированных запросов : Коллектив Авторов 2. Операция проекции. : Коллектив Авторов
3. Бинарные операции на языке структурированных запросов : Коллектив Авторов 1. Операция объединения. : Коллектив Авторов
3. Операция разности. : Коллектив Авторов 4. Операция декартова произведения. : Коллектив Авторов
6. Операция естественного соединения. : Коллектив Авторов 4. Использование подзапросов : Коллектив Авторов
продолжение 48 1. Оператор Select – базовый оператор языка структурированных запросов : Коллектив Авторов
2. Операция проекции. : Коллектив Авторов 2. Операция проекции. : Коллектив Авторов
1. Операция объединения. : Коллектив Авторов 3. Операция разности. : Коллектив Авторов
4. Операция декартова произведения. : Коллектив Авторов 6. Операция естественного соединения. : Коллектив Авторов
1. Операция объединения. : Коллектив Авторов 3. Операция разности. : Коллектив Авторов
4. Операция декартова произведения. : Коллектив Авторов 6. Операция естественного соединения. : Коллектив Авторов
4. Использование подзапросов : Коллектив Авторов 1. Базовые типы данных : Коллектив Авторов
2. Пользовательский тип данных : Коллектив Авторов 3. Значения по умолчанию : Коллектив Авторов
4. Виртуальные атрибуты : Коллектив Авторов 5. Понятие ключей : Коллектив Авторов
1. Базовые типы данных : Коллектив Авторов 2. Пользовательский тип данных : Коллектив Авторов
3. Значения по умолчанию : Коллектив Авторов 4. Виртуальные атрибуты : Коллектив Авторов
5. Понятие ключей : Коллектив Авторов 1. Металингвистические символы : Коллектив Авторов
2. Пример создания базового отношения в записи на псевдокоде : Коллектив Авторов 3. Ограничение целостности по состоянию : Коллектив Авторов
4. Ограничения ссылочной целостности : Коллектив Авторов 5. Понятие индексов : Коллектив Авторов
6. Модификация базовых отношений : Коллектив Авторов 1. Металингвистические символы : Коллектив Авторов
2. Пример создания базового отношения в записи на псевдокоде : Коллектив Авторов 3. Ограничение целостности по состоянию : Коллектив Авторов
4. Ограничения ссылочной целостности : Коллектив Авторов 5. Понятие индексов : Коллектив Авторов
6. Модификация базовых отношений : Коллектив Авторов Лекция № 9. Функциональные зависимости : Коллектив Авторов
2. Правила вывода Армстронга : Коллектив Авторов 3. Производные правила вывода : Коллектив Авторов
4. Полнота системы правил Армстронга : Коллектив Авторов 1. Ограничение функциональной зависимости : Коллектив Авторов
2. Правила вывода Армстронга : Коллектив Авторов 3. Производные правила вывода : Коллектив Авторов
4. Полнота системы правил Армстронга : Коллектив Авторов Лекция № 10. Нормальные формы : Коллектив Авторов
2. Первая нормальная форма (1NF) : Коллектив Авторов 3. Вторая нормальная форма (2NF) : Коллектив Авторов
4. Третья нормальная форма (3NF) : Коллектив Авторов 5. Нормальная форма Бойса – Кодда (NFBC) : Коллектив Авторов
1. Смысл нормализации схем баз данных : Коллектив Авторов 2. Первая нормальная форма (1NF) : Коллектив Авторов
3. Вторая нормальная форма (2NF) : Коллектив Авторов 4. Третья нормальная форма (3NF) : Коллектив Авторов
5. Нормальная форма Бойса – Кодда (NFBC) : Коллектив Авторов Лекция № 11. Проектирование схем баз данных : Коллектив Авторов
1. Различные типы и кратности связей : Коллектив Авторов 2. Диаграммы. Виды диаграмм : Коллектив Авторов
3. Связи и миграция ключей : Коллектив Авторов продолжение 105
1. Различные типы и кратности связей : Коллектив Авторов 2. Диаграммы. Виды диаграмм : Коллектив Авторов
3. Связи и миграция ключей : Коллектив Авторов 1. Иерархическая рекурсивная связь : Коллектив Авторов
2. Сетевая рекурсивная связь : Коллектив Авторов 3. Ассоциация : Коллектив Авторов
4. Обобщения : Коллектив Авторов 5. Композиция : Коллектив Авторов
6. Агрегация : Коллектив Авторов 1. Иерархическая рекурсивная связь : Коллектив Авторов
2. Сетевая рекурсивная связь : Коллектив Авторов 3. Ассоциация : Коллектив Авторов
4. Обобщения : Коллектив Авторов 5. Композиция : Коллектив Авторов
6. Агрегация : Коллектив Авторов Лекция № 13. Экспертные системы и продукционная модель знаний : Коллектив Авторов
2. Структура экспертных систем : Коллектив Авторов 4. Режимы работы экспертных систем : Коллектив Авторов
5. Продукционная модель знаний : Коллектив Авторов 1. Назначение экспертных систем : Коллектив Авторов
2. Структура экспертных систем : Коллектив Авторов 4. Режимы работы экспертных систем : Коллектив Авторов
5. Продукционная модель знаний : Коллектив Авторов Использовалась литература : Базы данных: конспект лекций

Разделы
Околокомпьютерная литература (375)
Программирование (102)
Программы (75)
ОС и Сети (49)
Интернет (29)
Аппаратное обеспечение (16)
Базы данных (6)


Microsoft Office Журнал Компьютерра № 32 от 5 сентября 2006 года Журнал Компьютерра № 34 от 18 сентября 2006 года