Организация баз данных
Методическое пособие - Педагогика
Другие методички по предмету Педагогика
кафедра компьютерных и информационных технологий
курс лекций
В настоящем курсе рассматриваются вопросы организации баз данных и знаний. Это важная тема, без основательного знакомства с которой, в наше время, невозможно стать квалифицированным специалистом в сфере информационных технологий.
Основное назначение данного курса систематическое введение в идеи и методы, используемые в современных системах управления базами данных. В курсе не рассматривается какая-либо одна популярная СУБД; излагаемый материал в равной степени относится к любой современной системе. Как показывает опыт, без знания основ теории баз данных трудно на серьезном уровне работать с конкретными системами, как бы хорошо они не были документированы.
Содержание
ЛЕКЦИЯ 1.Понятие СУБД. Функции СУБД7
1.1Введение7
1.2Понятие БД и СУБД7
1.3Уровни абстракции в СУБД. Функции абстрактных данных9
1.4Представления10
1.5Функции СУБД11
1.6Экспертные системы и базы знаний11
ЛЕКЦИЯ 2.Модели БД13
2.1Обзор ранних (дореляционных) СУБД13
2.2Системы, основанные на инвертированных списках13
2.3Иерархическая модель14
2.4Сетевая модель16
2.5Основные достоинства и недостатки ранних СУБД17
ЛЕКЦИЯ 3.Реляционная модель и ее характеристики. Целостность в реляционной модели18
3.1Представление информации в реляционных БД18
3.2Домены19
3.3Отношения. Свойства и виды отношений20
3.4Целостность реляционных данных21
3.5Потенциальные и первичные ключи22
3.6Внешние ключи22
3.7Ссылочная целостность23
3.8Значения NULL и поддержка ссылочной целостности24
ЛЕКЦИЯ 4.Реляционная алгебра25
4.1Понятие реляционной алгебры25
4.2Замкнутость в реляционной алгебре25
4.3Традиционные операции над множествами25
4.4Свойства основных операций реляционной алгебры27
4.5Специальные реляционные операции28
ЛЕКЦИЯ 5.Вопросы проектирования БД34
5.1Понятие проектирования БД34
5.2Функциональные зависимости35
5.3Тривиальные и нетривиальные зависимости36
5.4Замыкание множества зависимостей и правила вывода Армстронга36
5.5Неприводимое множество зависимостей38
5.6Нормальные формы основные понятия38
5.7Декомпозиция без потерь и функциональные зависимости39
5.8Диаграммы функциональных зависимостей40
ЛЕКЦИЯ 6.Проектирование БД. Нормальные формы отношений42
6.1Первая нормальная форма. Возможные недостатки отношенияв1НФ42
6.2Вторая нормальная форма. Возможные недостатки отношенияво2НФ44
6.3Третья нормальная форма. Возможные недостатки отношенияв3НФ45
6.4Нормальная форма Бойса-Кодда46
ЛЕКЦИЯ 7.Проектирование БД. Нормальные формы отношений (продолжение)49
7.1Многозначные зависимости49
7.2Четвертая нормальная форма51
7.3Зависимости соединения51
7.4Пятая нормальная форма53
7.5Итоговая схема процедуры нормализации53
ЛЕКЦИЯ 8.Проектирование БД методом сущность-связь. ER-диаграммы55
8.1Возникновение семантического моделирования55
8.2Основные понятия метода55
8.3Диаграммы ER-экземпляров и ER-типа56
8.4Правила формирования отношений59
8.5Методология IDEF1 (самостоятельное изучение)62
ЛЕКЦИЯ 9.Язык SQL66
9.1История создания и развития SQL66
9.2Основные понятия SQL66
9.3Запросы на чтение данных. Оператор SELECT71
9.4Многотабличные запросы на чтение (объединения).75
ЛЕКЦИЯ 10.Язык SQL (продолжение)77
10.1Объединения и стандарт SQL277
10.2Итоговые запросы на чтение. Агрегатные функции80
10.3Запросы с группировкой (предложение GROUP BY)80
10.4Вложенные запросы82
ЛЕКЦИЯ 11.Язык SQL. (продолжение)86
11.1Внесение изменений в базу данных.86
11.2Удаление существующих данных (Оператор DELETE)87
11.3Обновление существующих данных (Оператор UPDATE)87
11.4Определение структуры данных в SQL88
11.5Понятие представления.91
11.6Представления в SQL.92
11.7Системный каталог (самостоятельное изучение)93
ЛЕКЦИЯ 12.Обеспечение безопасности БД99
12.1Общие положения99
12.2Методы обеспечения безопасности100
12.3Избирательное управление доступом101
12.4Обязательное управление доступом102
12.5Шифрование данных102
12.6Контрольный след выполняемых операций102
12.7Поддержка мер обеспечения безопасности в языке SQL103
12.8Директивы GRANT и REVOKE103
12.9Представления и безопасность105
ЛЕКЦИЯ 13.Физическая организация БД: структуры хранения и методы доступа106
13.1Доступ к базе данных106
13.2Кластеризация108
13.3Индексирование108
13.4Структуры типа Б-дерева111
13.5Хеширование114
ЛЕКЦИЯ 14.Оптимизация запросов116
14.1Оптимизация в реляционных СУБД.116
14.2Пример оптимизации реляционного выражения116
14.3Обзор процесса оптимизации117
14.4Преобразование выражений119
ЛЕКЦИЯ 15.Восстановление после сбоев123
15.1Понятие восстановления системы123
15.2Транзакции123
15.3Алгоритм восстановления после сбоя системы125
15.4Параллелизм. Проблемы параллелизма127
15.5Понятие блокировки129
15.6Решение проблем параллелизма130
15.7Тупиковые ситуации132
15.8Способность к упорядочению133
15.9Уровни изоляции транзакции134
15.10Поддержка в языке SQL135
ЛЕКЦИЯ 16.Технологии СУБД136
16.1Распределенные базы данных136
16.2Принципы функционирования распределенной БД136
16.3Системы типа клиент/сервер139
16.4Серверы баз данных139
ЛЕКЦИЯ 17.Современные постреляционные модели БД141
17.1Системы управления базами данных следующего поколения141
17.2Ориентация на расширенную реляционную модель141
17.3Объектно-ориен?/p>