Базы данных

Архитектура Клиент-Сервер.
Совместимость аппаратных средств
Совместимость программных средств
Разграничение прав доступа
Повышенные требования к

непротиворечивости, надежности, защите данных

Повышенные требования к масштабируемости

– информация, представленная в определенной форме, пригодной для последующего хранения

и обработки.
Предметная область ( ПО ) – часть реального мира, подлежащая изучению с целью организации управления и последующей автоматизации.
База данных (БД) – совокупность данных конкретной предметной области, причем данные организованы по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, и не зависят от программ обработки.

с точки зрения приложения
Концептуальный уровень – логическая структура данных –

обобщенная модель предметной области.
Физический уровень – данные, расположенные в файлах или страничных структурах на внешних носителях информации.
Между уровнями 1 и 2 обеспечивается логическая независимость, а между уровнями 2 и 3 – физическая независимость.

и описание предметной области;
изучение предметной области;
формулировка концепции БД на основе

требований пользователей и анализа информационных потоков.
Перечень задач, которые должна решать БД
Проектирование. Разработка концептуальной (логической) модели, т.е. структуры БД, включая
определение информационных объектов (сущностей);
определение атрибутов (свойств) информационных объектов и области их допустимых значений;
определение связей между информационными объектами.
Разработка. Разработка физической модели, которая предусматривает реализацию концепции и структуры в среде конкретной СУБД

Модель данных включает в себя
– совокупность средств определения допустимых структур

данных (структуризация данных);
– множество операций, применимых к допустимому состоянию базы данных для поиска или модификации данных;
– множество ограничений целостности, явно или неявно определяющих множество допустимых состояний базы данных.

реально существующего объекта, процесса или явления предметной области, о котором

необходимо хранить информацию.

Примеры сущностей:
Изделие
Сотрудники учреждения
Экзамен
Плавка
Монтаж
Книга

3 элемента данных: Сущность, Свойство, Связь

сущности, которая принимает значения из некоторого множества значений.
Например, атрибутами

сущности книга являются название, автор, год издания и т.д., атрибутами сущности экзамен могут быть дата, фамилия преподавателя, номер группы и т.д.

ограничение или правило.
Виды связей информационных объектов:
1:1 Один-к-одному
1:М (1:∞) Один-ко-многим
M:N Многие-ко-многим

(не используется в физических моделях)

типы связаны и образуют дерево. Конкретные экземпляры также могут образовывать

деревья в соответствии с описанием типа.

или повторяющаяся группа).Примеры: вектор - Адрес(поля -город; улица, дом, квартира);

повторяющаяся группа - зарплата (месяц, сумма - 12 повторов)
запись - совокупность элементов или агрегатов
набор данных - отношение 1:М двух типов записей. Пример: Преподаватель - Группа. Можно построить наборы 2-х видов: Преподаватель  Группа или Преподаватель  Группа.

n множеств D1, D2,…, Dn (n>1), необязательно различных. Исходные множества

D1, D2,…, Dn называются доменами. Обозначается

Полное декартово произведение – набор всевозможных сочетаний из n элементов, где каждый элемент берется из своего домена

Пример. Учет успеваемости в сессию
D1 = {Лосев, Пальмов, Гдлян} - фамилия
D2 = {Информатика, Сопромат} - предмет
D3 = {2, 3, 4, 5} – оценка

Отношение моделирует реальную ситуацию: Гдлян сопромат не сдавал (подмножество полного произведения)

столбцы, соответствующие атрибутам отношения
Каждый атрибут в отношении имеет уникальное имя
Порядок

строк в таблице произвольный

Вхождение домена в отношение называют атрибутом. Строки отношения называются кортежами.
Схемой отношения называют набор атрибутов отношения с указанием домена, к которому они относятся

Над отношениями определяется алгебра, т.е. набор операций, обладающих определенными свойствами

По предложению Э. Кодда определены 8 операций – 4 теоретико-множественных и 4 специальных

отношений. Каждая строка таблицы – информация об одном конкретном объекте,

столбцы содержат свойства этого объекта.

Строки таблицы представляют экземпляры объекта и называются записями (records) или кортежами. Все строки таблицы уникальны.
Столбцы таблицы представляют атрибуты объекта и называются полями (fields). Каждый столбец содержит данные одного типа.
Между таблицами устанавливаются связи, обеспечивающие целостность данных.
Один или несколько атрибутов, однозначно определяющих каждую запись в таблице, называются первичным ключом.
Ключ, в частности, используется для связывания таблиц.

объема хранимых данных
Обеспечение непротиворечивости данных
Технически эта процедура обычно сводится к

замене больших сложных таблиц более мелкими и установлению между ними связей

Известны 6 формальных правил нормализации. Строгое выполнение их всех приводит к замедлению работы базы данных, поэтому на практике обычно придерживаются первых трех.

полей. (поле не может одновременно иметь несколько значений);

Схема данных

объект должен иметь уникальный идентификатор - простой или составной (ключ).

б) Каждый описательный атрибут должен функционально полно зависеть от ключа.

Это означает, что каждый зависимый атрибут должен определяться всем ключом, а не его частью.

Находится ли во 2-й нормальной форма следующая таблица?

Таблица Результаты сессии

должны быть взаимно независимыми. Каждый описательный реквизит не может зависеть

от ключа транзитивно, т.е. через другой промежуточный реквизит

Находится ли во 3-й нормальной форма следующая таблица?

только тогда, когда детерминанты всех функциональных зависимостей являются потенциальными ключами.
Поставки

от наименования поставщика.
{PNUM, DNUM}  VOLUME - поставляемое количество зависит от первого ключа отношения.
{PNUM, DNUM}  PNAME -

наименование поставщика зависит от первого ключа отношения.
{PNAME, DNUM}  VOLUME - поставляемое количество зависит от второго ключа отношения.
{PNAME, DNUM}  PNUM - номер поставщика зависит от второго ключа отношения.

Нормальная форма Бойса-Кодда

когда отношение находится в НФБК и не содержит нетривиальных многозначных зависимостей.

Каждый абитуриент имеет право сдавать экзамены на несколько факультетов одновременно.
Каждый факультет имеет свой список сдаваемых предметов.
Один и тот же предмет может сдаваться на нескольких факультетах.
Абитуриент обязан сдавать все предметы, указанные для факультета, на который он поступает, несмотря на то, что он, может быть, уже сдавал такие же предметы на другом факультете.

тогда, когда любая имеющаяся зависимость соединения является тривиальной.