- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •Место дисциплины в учебном процессе
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы Содержание дисциплины по гос
- •1.1. Субд – основа информационных систем (8 часов)
- •1.2. Современные архитектуры ис (4 часа)
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем дисциплины 140 часов)
- •Раздел 1. Назначение и основные компоненты системы баз данных (12 часов)
- •Раздел 2. Архитектура банка данных(20 часов)
- •2.1. Уровни представления баз данных (5 часов)
- •2.2. Категории пользователей банков данных (5 часов)
- •2.3. Концепции и этапы проектирования баз данных (10 часов)
- •Раздел 3. Модели и типы данных в бд (24 часа)
- •3.1. Представление концептуальной модели средствами субд (14 часов)
- •3.2. Типовые модели данных субд (10 часов)
- •Раздел 4. Базовые элементы реляционных бд (25 часов)
- •4.1. Проектирование реляционной базы данных (9 часов)
- •4.2. Нормализация отношений в бд (16 часов)
- •Раздел 5. Язык структурированных запросов sql (28 часов)
- •5.1. Язык манипулирования данными для реляционной модели (8 часов)
- •5.2. Реализация запросов в языке sql (20 часов)
- •Раздел 6. Использование баз данных (28 часов)
- •2.2. Тематические планы дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок Практические занятия (очная форма обучения)
- •Практические занятия (очно-заочная)
- •Практические занятия (заочная формы обучения)
- •Лабораторные работы (очная форма обучения)
- •Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект введение
- •Раздел 1. Назначение и основные компоненты системы баз данных
- •1.1. Субд – основа информационных систем
- •1.1.1. Эволюция развития систем управления данными
- •1.1.2. Локальная технология
- •1.1.3. Архитектура с сетью и файловым сервером
- •1.2. Современные архитектуры ис
- •1.2.1. Архитектура "клиент – сервер"
- •1.2.2. Трехзвенная архитектура "клиент – сервер"
- •1.2.3. Архитектура Intranet-приложений
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.2
- •Раздел 2. Архитектура банка данных
- •2.1. Уровни представления баз данных
- •2.1.1. Основная терминология
- •2.1.2. Архитектура базы данных.
- •2.1.3. Процесс прохождения пользовательского запроса в субд
- •2.2. Категории пользователей банков данных
- •2.2.1. Классификация пользователей БнД
- •2.2.2. Основные функции группы администратора бд
- •2.3. Концепции и этапы проектирования баз данных
- •2.3.1. Жизненный цикл бд
- •2.3.2. Общая структура процесса проектирования бд
- •Раздел 3. Модели и типы данных в бд
- •3.1. Представление концептуальной модели средствами субд
- •3.1.1. Общие представления о моделях данных субд
- •3.1.2. Классификация моделей данных
- •3.2. Типовые модели данных субд
- •3.2.1. Иерархическая и сетевая модель данных
- •3.2.2. Реляционная и постреляционная модель данных
- •3.2.3. Многомерная модель данных
- •Раздел 4. Базовые элементы реляционных бд
- •4.1. Проектирование реляционной базы данных
- •4.1.1. Свойства и виды отношений
- •4.1.2. Реляционная алгебра
- •4.2. Нормализация отношений в бд
- •4.2.1. Понятие о нормальных формах
- •4.2.2. Формальные методы синтеза и декомпозиции нормальных форм
- •4.2.3. Проектирование с использованием метода сущность – связь
- •Раздел 5. Язык структурированных запросов sql
- •5.1. Язык манипулирования данными для реляционной модели
- •5.1.1. Назначение и история языка sql
- •5.1.2. Операторы языка sql
- •5.1.3. Модификация хранимых отношений в субд
- •5.2. Реализация запросов в языке sql
- •5.2.1. Примеры запросов
- •5.2.2. Агрегатные функции
- •5.2.3. Хранимые запросы
- •Области применения триггеров и хранимых процедур
- •Раздел 6. Использование бд
- •6.1. Программирование и управление транзакциями
- •6.1.1. Управление транзакциями в системах баз данных
- •6.1.2. Менеджеры транзакций
- •6.1.3. Параллельное выполнение транзакций
- •6.1.4. Методы сериализации транзакций.
- •6.1.5. Уровни изолированности пользователей.
- •6.2. Защита баз данных. Целостность и сохранность баз данных
- •6.2.1. Методы обеспечения безопасности
- •6.2.2. Программно-технический аспект информационной безопасности
- •6.2.3. Избирательное и мандатное управление доступом
- •6.3. Современные субд. Тенденции построения и использования баз данных
- •6.3.1. Объектная и реляционная технология
- •6.3.2. Объектно-реляционные субд
- •6.3.3. Критерии сравнения субд
- •Заключение
- •3.3 Глоссарий
- •3.4. Учебное пособие
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •3.5.1. Общие указания
- •3.6. Методические указания к выполнению практических занятий
- •3.6.1. Задания на практические занятия
- •3.6.2. Методические указания к выполнению практических заданий
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Общие указания
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания к его выполнению
- •Тематика курсовых проектов
- •Рекомендуемые государственные стандарты
- •Пример оформления титульного листа
- •Задание на курсовой проект по дисциплине
- •4.3. Текущий контроль Тренировочные тесты Тест № 1 (по разделу 1)
- •8. Информационная система (ис) – это …
- •Тест №2 (по разделу 2)
- •Тест № 3 (по разделу 3)
- •8. При создании схемы таблицы бд следует описать:
- •Тест № 4 (по разделу 4)
- •Тест № 5 (по разделу 5)
- •Тест № 6 (по разделу 6)
- •3. Согласованность транзакции означает…
- •4. Изоляция транзакции означает…
- •5. Сохранность транзакции означает…
- •6. Транзакция продолжается до тех пор, пока не произойдет одно из следующих событий:
- •7. Оператор commit означает…
- •8. Оператор rollback означает…
- •Правильные ответы на тренировочные тесты
- •4.4. Итоговый контроль Вопросы для подготовки к экзамену
- •Приложение 1. Определение данных в sql.
- •Приложение 2. Журнализация изменений базы данных
- •Приложение 3. Система безопасности в субд
- •1. Информация о дисциплине 3
- •2. Рабочие учебные материалы 6
- •3. Информационные ресурсы дисциплины 23
- •4. Блок контроля освоения дисциплины 143
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
6.3.2. Объектно-реляционные субд
В последнее время производители СУБД стремятся соединить два этих подхода и предлагают объектно-реляционную модель представления данных. Один из способов объединения возможностей реляционного и объектно-ориентированного подхода к управлению данными предложил известный американский ученый Майкл Стоунбрейкер [4]. Согласно его воззрениям реляционную СУБД нужно просто дополнить средствами доступа к сложным данным. При этом ядро СУБД не требует переработки, как в случае с SQL3, и сохраняет все присущие реляционным системам достоинства. Объектные расширения реализуются в виде надстроек, которые динамически подключаются к ядру (рис. 6.4).
Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) — реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, реализующие объектно-ориентированный подход.
Разница между объектно-реляционными и объектными СУБД: первые являют собой надстройку над реляционной схемой, вторые же изначально объектно-ориентированы. Главная особенность и отличие объектно-реляционных, как и объектных, СУБД от реляционных заключается в том, что О(Р)СУБД интегрированы с Объектно-Ориентированным (OO) языком программирования, внутренним или внешним как C++, Java. Характерные свойства OРСУБД - 1) сложные (комплексные) данные, 2) наследование типа, и 3) объектное поведение.
Рис. 6.4. Классификация СУБД
Комплексные данные могут быть реализованы через постоянно-хранимые объекты (persistent objects). Создание комплексных данных в большинстве существующих ОРСУБД основано на предварительном определении схемы через определяемый пользователем тип (UDT - user-defined type). Используются также встроенные конструкторы составных типов, например массив (ARRAY).
Иерархия структурных комплексных данных предлагает дополнительное свойство, наследование типа. То есть структурный тип может иметь подтипы, которые используют все его атрибуты и содержат дополнительные атрибуты, специфицированные в подтипе.
Одной из важнейших тенденций развития СУБД является разработка СУБД, способных интегрировать в базе традиционные (структурированные) и нетрадиционные данные – текст, рисунки, звук и видео, страницы HTML и др. Это особенно актуально для WEB. Имеется два подхода к построению таких СУБД: объектно-реляционный (совершенствование существующих реляционных СУБД) и объектный.
Следует отметить, что современные СУБД уже способны интегрировать данные, однако нетрадиционные данные не доступны для внутренней обработки. «Универсальные» СУБД должны выполнять такую обработку.
Объектное поведение закладывается через описание программных объектов. Такие объекты должны быть сохраняемыми и переносимыми для обработки в базе данных, поэтому они называются обычно как постоянные (или долговременные) объекты. Внутри базы данных все отношения с постоянным программным объектом есть отношения с его объектным идентификатором (OID).
Примеры таких СУБД – IBM DB2 for Common Servers, Oracle 11g, MS SQL Server, PostgreSQL, Informix и другие.
6.3.3. Критерии сравнения субд
При разработке приложений баз данных одним из самых важных этапов является выбор СУБД. Выбранный программный продукт должен удовлетворять как текущим, так и будущим потребностям организации, при этом следует учитывать финансовые затраты на приобретение самой системы, необходимого оборудования, разработку необходимого программного обеспечения на основе этой системы, а также обучение персонала. Кроме того, необходимо убедиться, что новая СУБД способна принести реальные выгоды организации.
Существует множество методик выбора СУБД. Простейшая из них основана на оценке того, насколько существующие системы удовлетворяют основным требованиям создаваемого проекта ИС. Более сложным и дорогостоящим вариантом является создание испытательного проекта на основе нескольких систем и последующий выбор наиболее подходящего из кандидатов. Но даже в этом случае необходимо ограничивать круг возможных систем, опираясь на некие критерии отбора (см. приложение 4).
Основные требования к СУБД, или, другими словами, критерии выбора, которые мы используем при анализе той или иной системы, могут отличаться в зависимости от целей, которые перед ней ставятся. Условно можно выделить несколько групп:
Моделирование данных
Особенности архитектуры и функциональные возможности
Контроль работы системы
Особенности разработки приложений
Производительность
Надежность
Требования к рабочей среде
Смешанные критерии
Каждая из этих групп в отдельности рассмотрена в главе 6, параграф 6.3.3, учебного пособия [18].
Вопросы для самопроверки по теме 6.3
1. Каковы недостатки традиционных реляционных БД?
2. Перечислите способы параллельной обработки данных.
3. Каковы тенденции развития ООБД?
4. В чем состоят различия между объектной и реляционной технологией?
5. Что такое объектно-ориентированный подход? инкапсуляция? наследование? полиморфизм??
6. Перечислите недостатки современных ООБД и задачи, которые следует решить в рамках ООБД.
7. Какие проблемы возникают при выборе СУБД?
8. Что такое распределенная база данных?
9. Каковы основные особенности работы СУБД в среде WWW?
10. Что такое масштабируемость СУБД?
