Рекомендовано Учебно-метод. объединением по образованию в области прикладной информатики в качестве уч. пос. студентов вузов, обучающихся по направлению 230700 "Прикладная информатика"

Базы данных: Учебное пособие / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. - 3-e изд., перераб. и доп. - М.: Форум, 2012. - 400 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Высшее образование: бакалавриат). (переплет)

ISBN 978-5-91134-630-0

В пособии подробно рассмотрены основные подходы и направления развития систем баз данных. Анализируются классические машинно-ориентированные формы представления информации и данных. Рассматриваются типовые модели физической и логической организации данных. Исследуется архитектура средств доступа к данным. Достаточно подробно представлены возможности SQL как базового языка для работы с реляционными базами данных. Большое внимание уделено проблемам моделирования и проектирования баз данных.

Предназначено для учащихся техникумов, колледжей, а также студентов вузов.
Предисловие 3

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В БАЗЫ И БАНКИ ДАННЫХ 10

1.1. Понятие базы и банка данных 10

1.2. Компоненты банка данных 14

1.2.1. Информационная база 14

1.2.2. Лингвистические средства 16

1.2.3. Программные средства 18

1.2.4. Технические средства 20

1.2.5. Организационно-административные подсистемы ....21

1.3. Пользователи баз данных 21

1.4. Типология баз данных 22

1.4.1. Фактографические и документальные БД 23

1.4.2. Операционные и справочно-информационные БД. Хранилища данных 25

1.4.3. Типология баз данных с точки зрения информационных процессов 27

1.5. Семантика баз данных 29

Глава 2. ОСНОВЫ ФАКТОГРАФИЧЕСКИХ БД 37

2.1. Типология свойств и связей объекта 38

2.2. Многоуровневые модели предметной области 39

2.3. Идентификация объектов и записей 43

2.4. Поиск записей 45

2.5. Представление предметной области и модели данных 49

2.6. Основные понятия реляционной модели данных 52

2.7. Основы реляционной алгебры 55

2.8. Реляционное исчисление 61

Глава 3. БАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МАШИННОЙ

ОБРАБОТКИ ДАННЫХ 64

3.1. Введение в технологии машинной обработки данных

и основные определения 64

3.2. Примерная схема организации файлового ввода-вывода .... 67

3.3. Эволюция концепций обработки данных 70

3.3.1. Простые (линейные) файлы данных

(начало 1960-х гг.) 70

3.3.2. Методы доступа к записям (конец 1960-х гг.) 71

3.3.3. Первые системы управления данными

(начало 1970-х гг.) 73

3.3.4. Системы управления базами данных 74

3.4. Схема управления данными в СУБД 76

3.5. Особенности и компромиссы реализаций баз данных 77

Глава 4. МОДЕЛИ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

БАЗ ДАННЫХ 81

4.1. Стадии проектирования и объекты моделирования 81

4.2. Системный анализ предметной области 87

4.3. Концептуальные модели 91

4.4. Логические модели 92

4.5. Физические модели 93

4.6. Подходы к проектированию базы данных 94

4.7. Средства автоматизации проектирования 95

4.8. Типология моделей 98

Глава 5. КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 101

5.1. Анализ предметной области — определение

информационных потребностей пользователей .... 101

5.2. Критерии оценки концептуальной модели

и проверка на адекватность 104

5.3. Модель «Сущность — связь» 105

5.3.1. Сущность и свойство сущности 107

5.3.2. Связи между сущностями 108

5.3.3. Супертип и подтип 110

5.3.4. Нотации ER-диаграмм 111

5.4. Функциональная модель 1DEF0 117

5.5. Метод моделирования IDEF3 119

5.6. Диаграммы потоков данных 122

Глава 6. ЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ БД . 125

6.1. Модели на основе записей 125

6.2. Реляционная модель данных 128

6.2.1. Целостность данных 128

6.2.2. Правила Кодда 129

6.2.3. Нормализация отношений 131

6.2.4. Нормальные формы отношений 135

6.2.5. Процедура нормализации 137

6.2.6. Получение реляционной схемы из ER-диаграммы ... 138

6.3. Постреляционная модель данных 142

6.4. Объектно ориентированная модель данных 143

6.5. Технологии обработки данных на основе ХМL 145

6.5.1. ХМ L и реляционная модель данных 147

6.5.2. Представление связей с помощью ХМL 149

6.6. Многомерная модель данных 149

6.7. Колоночные БД 151

6.8. Темпоральные базы данных 152

6.9. Преимущества и недостатки моделей 154

6.10. Документальные системы и интеграция моделей 155

Глава 7. ПРИМЕР ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЛЯЦИОННОЙ

БАЗЫ ДАННЫХ 157

7.1. Восходящее проектирование (универсальное отношение) ..158

7.2. Нисходящее проектирование 163

7.2.1. Построение мифологической модели 163

7.2.2. Построение реляционной схемы 166

Глава 8. УПРАВЛЕНИЕ РЕЛЯЦИОННЫМИ БАЗАМИ

ДАННЫХ 173

8.1. Язык определения данных 173

8.2. Язык манипулирования данными 175

8.3. SQL 177

8.4. QBE и создание запросов на выборку данных 180

8.5. Языки 4GL 183

Глава 9. ВВЕДЕНИЕ В SQL 186

9.1. Основные понятия и компоненты 186

9.1.1. Инструкции и имена 186

9.1.2. Типы данных 187

9.1.3. Встроенные функции 192

9.1.4. Значения NULL 193

9.2. Ограничения целостности 194

9.2.1. Первичный ключ таблицы 194

9.2.2. Внешний ключ таблицы 195

9.2.3. Определение уникального столбца 198

9.2.4. Определение проверочных ограничений 199

9.2.5. Определение значения по умолчанию 200

9.3. Управление таблицами 200

9.3.1. Команда создания таблицы —

CREATE TABLE 200

9.3.2. Изменение структуры таблицы —

команда ALTER TABLE 207

9.3.3. Удаление таблиц — команда DROP TABLE 211

9.4. Управление данными 212

9.4.1. Извлечение данных — команда SELECT 212

9.4.2. Добавление данных—команда INSERT 248

9.4.3. Изменение данных — команда UPDATE 253

9.4.4. Удаление данных — команда DELETE 255

Глава 10. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ 257

10.1. Организация данных на машинных носителях 257

10.1.1. Типы записей 258

10.1.2. Организация файлов — способ размещения

записей 260

10.1.3. Способы адресации и методы доступа к записям ... 262

10.1.4. Схемы организации данных на внешних

носителях 266

10.2. Структуры данных 269

10.2.1. Линейные структуры данных 270

10.2.2. Нелинейные структуры данных 272

10.3. Физическое представление иерархических структур 276

10.3.1. Физически последовательное размещение 277

10.3.2. Левосписковые структуры с переполнениями 278

10.3.3. Использование указателей на «подобные»

и «порожденные» 279

10.4. Физическое представление сетевых структур 280

10.4.1. Физически последовательное размещение 281

10.4.2. Использование указателей 281

10.5. Физическое представление с разделением данных

и связей 283

10.6. Архитектура файловой организации баз данных 285

10.6.1. Файл-ориентированная организация данных 286

10.6.2. Страничная организация данных 287

10.7. Модели распределения данных по физическим

носителям 288

10.8. Формы организации индексов 291

10.8.1. Типы индексов прямой формы 292

10.8.2. Типы индексов инвертированной формы 297

Глава 11. РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ 302

11.1. Основные условия и требования к распределенной обработке данных 302

11.2. Архитектура распределенной обработки данных 305

11.2.1. Базовые архитектуры распределенной обработки .. 306

1

11.2.2. Архитектура сервера баз данных 311

11.3. Технологии и средства доступа к удаленным БД 314

11.3.1. Программное обеспечение распределенных приложений 314

11.3.2. Доступ к базам данных в двухзвенных моделях «клиент—сервер» 317

11.4. Корпоративные серверы приложений 325

11.5. Доступ к данным с помощью ADO.NET 328

Глава 12. ТРАНЗАКЦИИ И ЦЕЛОСТНОСТЬ БД 331

12.1. Модели транзакций 332

12.1.1. Автоматическое выполнение транзакций 333

12.1.2. Управляемое выполнение транзакций 334

12.2. Журнал транзакций 335

12.3. Параллельное выполнение транзакций 337

12.3.1. Пропавшие обновления 337

12.3.2. Чтение «грязных» данных 339

12.3.3. Чтение несогласованных данных 340

12.3.4. Строки-призраки 341

12.4. Сериализация транзакций 341

12.5. Захват и освобождение объекта 342

Глава 13. УПРАВЛЕНИЕ БАЗАМИ ДАННЫХ В СУБД 345

13.1. Планирование БД 346

13.2. Управление доступом 348

13.2.1. Тип подключения к SQL Server 349

13.2.2. Пользователи базы данных 349

13.2.3. Роли 351

13.3. Управление обработкой. Представления, хранимые процедуры, триггеры 353

13.3.1. Представления 354

13.3.2. Хранимые процедуры 355

13.3.3. Триггеры 356

13.4. Управление транзакциями 358

13.5. Резервное копирование и восстановление 360

Литература 363

Глоссарий 365

Приложения. Примеры организации данных фактографических и документальных БД 371

Приложение 1. Физическая структура данных в dBase 371

Структура основного файла базы данных (тип .DBF) 371

Структура memo-файла (тип .FPT) 372

Структура индексного файла (тип .IDX) 373

Структура компактного индексного файла (тип .IDX) 375

Приложение 2. Физическая структура данных в MS SQL Server.. 377

Страницы размещения 379

Текстовые страницы 381

Индексы 382

Организация и оптимизация доступа к данным 383

Приложение 3. Физическая структура данных в СУБД Oracle ... 384

Приложение 4. Документальная информационно-поисковая система 388