15. Реляционная целостность

В реляц модели должны выполняться условия целостности данных. Условие целостности отношений накладывает ограничения на значения первичного ключа, кот д.б. уникальными и непустыми. Отсюда: не каждое поле м.б. выбрано в качестве первичного ключа.

Условие ссылочной целостности предполагает, что каждое значение внешнего ключа д. совпадать с одним из значений первичного ключа.

16. Операции реляционной алгебры. Объеденением двух отношений R₁ U R₂ называется отношение R, содержащее множество кортежей, принадлежащих либо R₁, либо R₂, либо обоим отношениям R₁, R₂ одновременно. Пересечением отношений R₁  R₂ называется отношение R, которое содержит множество кортежей, принадлежащих одновременно и R_1, и R_2. при декартовом произведении двух отношений получ новое отношение, кортежи кот. являются сцепление кортежей перго и второго отношения. Разностью отношений R₁ и R₂ называется отношение R, содержащее множество кортежей, принадлежащих R₁ и не принадлежащих R_2. При проекции отношений на заданный набор его атрибутов получ. новое отношение, созд. Путем извлечения из исходн отношения кортежей, содер указан атрибуты. Выборка позволяет выбрать из отношения только те картежи, кот. удовлетворяют задан условию. Соеденение прим. к 2 отношениям имеющ общ атрибут, результатом явл отношение, содерж картежи кот явл сочетанием 1-го и 2-го отношения удовлетворяющ указан. условию. Деление предпол наличие 2-х отношений: 1 бинарое (2 атрибута) и унарное(1 атрибут), в результате получ отношение состоящ из кортежей, кот включ кортежей 1-го атрибута1-го отношения, но только таких картежи кот 2-го атрибута соотв. картежам 2-го отношения.

17. Постреляционная модель. Постреляционная модель данных в общем случае представляет собой расширенную реляционную модель, снимающую ограничение неделимости значений полей, т.е. допускаются многозначные поля, значения которых состоят из подзначений.

Достоинствами постреляционной модели данных являются: 1) возможность представления связанных реляционных таблиц одной постреляционнной таблицей. Это обеспечивает высокую наглядность представления данных и повышение эффективности их обработки; 2)отсутствие ограничений на длину полей и их количество в записях таблицы.

Недостатком постреляционнной модели является сложность в обеспечении целостности данных.

18. Объектно-ориентированная модель – структура, кот можно изобразить графически в виде сети, узлами котор.явл объекты.Осн. понятия:

Объекты – отражение сущности реального мира средствами БД. Каждый объект имеет 2 характеристики: состояние и поведение. Состояние объектов определяется множеством значений его атрибутов. Поведение объекта описывает методы, которые могут изменить состояние объекта

Классы – множество объектов, схожих по поведению и другим свойствам.

Наследование – создание нового класса объектов можно образовать на основе уже существующего класса. Инкапсуляция – способ доступа к данным не произвольным образом, а только по строго определенным правилам Расширяемость – возможность добавлять в БД новые объекты и правила их поведения Полиморфизм – способность объекта по-разному реагировать на одно и то же событие в окружающем мире Достоинства – возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов Недостатки – высокая понятийная сложность, неудобства обработки данных и невысокая скорость обработки запросов.

19. Объектно-реляционная модель включ в себя основн дост-ва объектно ориент модели и унаследовала простату реляц модели. Отличительная особенность объектно-реляционной модели от объектно-ориентированной состоит в том, что она основана на стратегии реляционной модели. К сожалению, разработчики технологий баз данных не пришли к единому мнению о том, как следует определять данную модель и о включении объектов в реляционную модель можно говорить только как об общем направлении развития баз данных. 1. Объекты, видимые на внешнем интерфейсе, отображаются в таблицы поддерживающей реляционной БД. И наоборот, объекты воспроизводятся из их представления в табличной среде хранения, когда они запрашиваются пользователями или приложениями (гибридный подход). Такой подход был популярен в конце 80-х гг. и воплотился в программных продуктах для автоматизации программирования (CASE), для автоматизации проектирования (CAD), в репозитариях (БД, предназначенных для хранения не пользовательских, а системных данных).

2. Внутренние реляционные механизмы СУБД управления данными расширяются объектно-ориентированными возможностями (расширенный реляционный подход).Этот подход технологически более продвинутый и предпочитаемый в настоящее время большинством разработчиков реляционных СУБД. Он воплотился в 1996-1997 гг. в ряде объектно-реляционных серверов БД.

20. Многомерность модели означает многомерное логическое представление структуры информации. предназначена для аналитической обработки инфо.

Агрегируемость данных означает возможность их рассмотрения с различным уровнем обобщения.

Историчность обеспечивает высокий уровень статичности (неизменяемости) данных и их взаимосвязей, а также в обязательном порядке привязку данных к временным точкам. Прогнозируемость данных подразумевает задание функций прогнозирования и применение их к различным интервалам времени.

Измерение – это множество однотипных данных, образующих одну из граней многомерного гиперкуба. (примеры:дни, месяцы, кварталы и годы. города, районы, регионы и страны.

Ячейка – это поле, значение которого однозначно определяется фиксированным набором измерений. В многомерной модели данных используется два варианта организации данных – гиперкубическая и поликубическая. В гиперкубической все кубы определяются одним и тем же набором измерений (максимально возможным). В поликубической определяются несколько гиперкубов с различной размерностью и различными измерениями в качестве граней.

Достоинством многомерной модели является удобство и эффективность аналитической обработки больших объемов данных, связанных с временными интервалами. При организации таких же данных по реляционной модели происходит рост трудоемкости операций выборки и существенное увеличение затрат памяти компьютера на хранение данных.Недостатком является громоздкость для простейших задач оперативной обработки информации.

21. Проектирование базы данных – это процесс создания проекта базы данных, предназначенной для поддержки функционирования экономического объекта и способствующей достижению его целей. Оно представляет собой трудоемкий процесс, требующий совместных усилий аналитиков, проектировщиков и пользователей.

Требования:

-Целостность базы данных. (Требование полноты и непротиворечивости данных).

-Многократное использование данных.

-Быстрый поиск и получение информации по запросам пользователей.

-Простота обновления данных.

-Уменьшение излишней избыточности данных.

-Защита данных от несанкционированного доступа, от искажения и уничтожения.

22. Жизненный цикл базы данных (ЖЦБД) – это процесс проектирования, реализации и поддержки базы данных. ЖЦБД состоит из следующих этапов:

1. Предварительное планирование базы данных. собир инфа об испол-х и наход-ся в процессе разработки прикладных программах и файлах, связанных с ними. 2. Проверка осуществимости. Она предполагает подготовку отчетов по трем вопросам: -есть ли технология? (технологическая осуществимость); -имеются ли персонал, средства и эксперты? (операционная осуществимость); -окупится ли? (экономическая эффективность). 3. Определение требований. На этом этапе опред-ся: цели бд; инфор-ные потр-ти разл струк-х подразделений и их руководителей; требования к оборудованию; требования к программному обеспечению. 4.Концептуальное проектирование. На этом этапе создаются подробные модели пользовательских представлений данных предметной области. Затем они интегрируются в концептуальную модель, которая фиксирует все элементы корпоративных данных, подлежащих загрузке в базу данных. Эту модель называют еще концептуальной схемой базы данных. 5.Логическое проектирование. На этом этапе осущ выбор типа модели данных. Концептуальная модель отображается в логическую. 6.Физическое проектирование. На этом этапе предусматривается принятие разработчиком окончательного решения о способах реализации создаваемой базы данных.

7.Оценка и поддержка базы данных. опрос пользователей на предмет выяснения, какие их информационные потребности остались неучтенными.

23. Средством моделирования предметной области на этапе концептуального проектирования является модель «сущность–связь» (ER-модель) В ней моделирование структуры данных предметной области базируется на использовании графических средств – ER-диаграмм В наглядном виде они представляют связи между сущностями.

Сущность – это некоторый объект реального мира, который может существовать независимо. Сущность имеет экземпляры, отличающиеся друг от друга значениями атрибутов и допускающие однозначную идентификацию.

Атрибут – это свойство сущности. Атрибут, который уникальным образом идентифицирует экземпляры сущности, называется ключом. Может быть составной ключ, представляющий комбинацию нескольких атрибутов.

В реальном мире существуют связи между сущностями. Связь представляет взаимодействие между сущностями. Она характеризуется мощностью, которая показывает, сколько сущностей участвует в связи.

В рассматриваемой предметной области ФИРМА (имеющ сущности: филиал, менеджер, заказ, клиент) можно выделить три связи (ромб «управляет»):

МЕНЕДЖЕР – УПРАВЛЯЕТ – ФИЛИАЛ

ФИЛИАЛ – ОБРАБАТЫВАЕТ – ЗАКАЗ

КЛИЕНТ – ДЕЛАЕТ – ЗАКАЗ

24. Типы связей. Связь представляет взаимодействие между сущностями. Она характеризуется мощностью, которая показывает, сколько сущностей участвует в связи. Связь между двумя сущностями называется бинарной, а связь между более чем с двумя сущностями – n -арной.

На ER-диаграмме связь изображается ромбом.

Важной характеристикой связи является тип связи (кардинальность). Рассмотрим типы связей.

"один-к-одному" (1:1). МЕНЕДЖЕР – УПРАВЛЯЕТ – ФИЛИАЛ

"один-ко-многим" (1:М). ФИЛИАЛ – ОБРАБАТЫВАЕТ – ЗАКАЗ

"многие-ко-многим" (М:N). КЛИЕНТ – ДЕЛАЕТ – ЗАКАЗ

25. класс принадлежности сущности. Если каждый экземпляр сущности А связан с экземпляром сущности В, то класс принадлежности сущности А является обязательным.  Этот факт отмечается на ER-диаграмме черным кружочком, помещенным в прямоугольник, смежный с прямоугольником сущности А.

Если не каждый экземпляр сущности А связан с экземпляром сущности В, то класс принадлежности сущности А является необязательным. Этот факт отмечается на ER-диаграмме черным кружочком, помещенным на линии связи возле прямоугольника сущности А.

26. Правила преобрахования ER-диаграмм в реляц таблицы в случае связи1:1. Для каждой сущности создается таблица. Причем каждому атрибуту сущности соответствует столбец таблицы.Правила опираются на два основных фактора – тип связей и класс принадлежностей сущности.

1 Если связь типа 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей является обязательным, то необходима только одна таблица. Первичным ключом этой таблицы может быть первичный ключ любой из двух сущностей.

2 Если связь типа 1:1 и класс принадлежности одной сущности является обязательным, а другой – необязательным, то необходимо построить таблицу для каждой сущности. Первичный ключ сущности должен быть первичным ключом соответствующей таблицы. Первичный ключ сущности, для которой класс принадлежности является необязательным, добавляется как атрибут в таблицу для сущности с обязательным классом принадлежности.

3 Если связь типа 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей является необязательным, то необходимо построить три таблицы – по одной для каждой сущности и одну для связи. Первичный ключ сущности должен быть первичным ключом соответствующей таблицы. Таблица для связи среди своих атрибутов должна иметь ключи обеих сущностей.