Целостность и сохранность баз данных

1 Введение. 4

1.1 Информация, данные, знания. Терминология. 5

1.2 Автоматизированная информационная система. 8

1.3 Предметная область информационной системы.. 10

1.4 Назначение и основные компоненты системы баз данных. 13

1.5 Уровни представления баз данных. Понятия схемы и подсхемы.. 13

2 Модели данных. 15

2.1 Понятие модели данных. 15

2.1.1 Типы структур данных. 16

2.1.2 Операции над данными. 18

2.1.3 Ограничения целостности. 18

2.2 Сетевая модель данных (СМД) 19

2.3 Иерархическая модель данных (ИМД) 21

2.4 Реляционная модель данных (РМД) 23

2.4.1 Понятие отношения. 23

2.4.2 Схема отношения. 24

2.4.3 Достоинства и недостатки РМД.. 27

2.4.4 Операции реляционной алгебры. Язык манипулирования данными для реляционной модели 27

2.5 Другие модели данных. 31

2.5.1 Объектно-реляционная модель данных. 31

2.5.2 Объектно-ориентированная модель данных. 32

3 Обзор современных систем управления базами данных (СУБД) 33

3.1 Классификация СУБД.. 33

3.2 Правила Кодда для реляционной СУБД (РСУБД) 35

3.3 Основные функции реляционной СУБД.. 37

3.4 Администрирование базы данных. 37

3.5 Словарь-справочник данных. 38

4 Язык SQL. Изучение одной из современных СУБД по выбору - Microsoft SQL Server 39

4.1 Введение в SQL.. 39

4.2 Типы данных SQL. 43

4.3 DDL: создание и модификация базы данных. 44

4.4 DDL: Индексирование базы данных. 45

4.5 DML: Команды модификации данных. 46

4.6 DML: Выборка данных. Поиск. 47

4.7 DML: Выборка из нескольких таблиц. 48

4.8 DML: Вычисления внутри SELECT. 49

4.9 DML: Групировка данных. 50

4.10 DML: Cортировка данных. 50

4.11 DML: Операция объединения. 51

4.12 Использование представлений. 51

4.13 Другие возможности SQL. 52

4.14 Создание форм и отчетов. 53

5 Элементы проектирования баз данных. 55

5.1 Требования к проекту базы данных. 55

5.2 Этапы проектирования базы данных. 56

5.3 Инфологическое проектирование. 61

5.3.1 Проектирование с использованием метода "сущность-связь". 63

5.3.2 Объединение локальных представлений. 64

5.4 Определение требований к операционной обстановке. 66

5.5 Выбор СУБД и инструментальных программных средств. 66

5.6 Логическое проектирование БД.. 67

5.7 Физическое проектирование БД.. 67

5.8 Автоматизация проектирования БД.. 67

5.9 Проектирование реляционной базы данных. 68

5.10 Преобразование ER-диаграммы в схему БД.. 68

5.11 Выявление нереализуемых связей. 70

5.12 Определение первичных ключей. 71

5.13 Определение типов данных атрибутов. 71

5.14 Описание ограничений целостности. 72

5.15 Аномалии модификации данных. 73

5.15.1 Нормализация и декомпозиция отношений. 73

5.15.2 Первая нормальная форма (1НФ). 75

5.15.3 Функциональные зависимости. Вторая нормальная форма (2НФ). 76

5.15.4 Транзитивные зависимости. Третья нормальная форма (3НФ). 77

5.15.5 Денормализация отношений. 79

6 Физическая организация базы данных. 81

6.1 Механизмы среды хранения и архитектура СУБД.. 81

6.2 Структура хранимых данных. 82

6.3 Управление пространством памяти и размещением данных. 83

6.4 Виды адресации хранимых записей. 85

6.5 Способы размещения данных и доступа к данным в РБД.. 86

6.5.1 Способы доступа к данным.. 87

6.5.2 Индексирование данных. Индексированные файлы.. 87

6.5.3 Способы организации индексов. 89

6.5.4 Многоуровневые индексы на основе В-дерева. 89

6.5.5 Использование индексов. 92

6.5.6 Хеширование. Хешированные файлы.. 94

6.5.7 Методы хеширования. 94

6.5.8 Разрешение коллизий. 95

6.5.9 Использование хеширования. 96

6.5.10 Кластеризация данных. 97

6.5.11 Принцип организации кластеров. 97

6.5.12 Использование кластеризации. 98

7 Многопользовательский доступ к данным.. 99

7.1 Механизм транзакций. 99

7.2 Взаимовлияние транзакций. 102

7.3 Уровни изоляции транзакций. 104

7.4 Блокировки. 105

7.5 Временные отметки. 107

7.6 Многовариантность. 107

8 Защита баз данных. 108

8.1 Целостность и сохранность баз данных. 108

8.2 Обеспечение безопасности данных. 109

8.2.1 Виды сбоев. 110

8.2.2 Средства физической защиты данных. 111

8.2.3 Восстановление базы данных. 111

8.3 Защита от несанкционированного доступа. 112

9 Оптимизация реляционных запросов. 115

9.1 Этапы оптимизации запросов в реляционных СУБД.. 115

9.2 Преобразования операций реляционной алгебры.. 118

9.3 Методы оптимизации. 120

9.3.1 Метод оптимизации, основанный на синтаксисе. 120

9.3.2 Метод оптимизации, основанный на стоимости. 121

9.3.3 Примеры использования методов оптимизации запросов. 123

9.4 Настройка приложений. 125