Ответы_Ткаченко. Конкурс фпи 4,5 мехфак 1,5 тхп 2,0

• Название: Конкурс фпи 4,5 мехфак 1,5 тхп 2,0
• Дата: 22.01.2018
• Размер: 151.62 Kb.
• Имя файла: Ответы_Ткаченко.docx
• Тип: Конкурс; #34893
• страница: 7 из 7

Недостатки

Жесткость. Наборы отношений и структуру записей необходимо задавать наперёд. Изменение структуры базы данных ведет за собой перестройку всей базы данных.. Связи закреплены в записях в виде указателей. При появлении новых аспектов использования этих же данных может возникнуть необходимость установления новых связей между ними. Это требует введения в записи новых указателей, т.е. изменения структуры БД, и, соответственно, переформирования всей базы данных.
Сложность. Сложная структура памяти.

Операции над данными сетевой модели

Операция ЗАПОМНИТЬ позволяет занести в БД новую запись и автоматически включить эту запись в групповые отношения, где она объявлена подчиненной с соответствующим режимом включения.
Операция ВКЛЮЧИТЬ В ГРУППОВОЕ ОТНОШЕНИЕ позволяет существующю запись связать с с записью-владельцем.
Операция ПЕРЕКЛЮЧИТЬ дает возможность подчиненную запись связать с записью-владельцем в том же групповом отношении.
Операция ОБНОВИТЬ изменять значения элементов записей, существующих в БД. Перед выполнением этого оператора соответствующая запись предварительно должна быть извлечена.
Операция ИЗВЛЕЧЬ позволяет последовательно (т.е. перебирая) извлечь запись. Запись можно извлечь по значению первичного ключа или используя групповые отношения, в которых они участвуют. Так, от владельца можно перейти к записям – членам, а от записи-члена перейти к владельцу группового отношения.
Операция УДАЛИТЬ дает возможность убрать из БД ненужную запись. Если удаляемая запись объявлена владельцем в групповом отношении , то анализируется класс членства подчиненных записей. Обязательные члены должны быть предварительно откреплены от этого владельца, т.е. удалены из группового отношения, фиксированные будут удалены вместе с ним, а необязательные останутся в БД.
Операция ИСКЛЮЧИТЬ ИЗ ГРУППОВОГО ОТНОШЕНИЯ позволяет разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом группового отношения, сохранив обе в БД.

38. реляционная модель данных

Состав реляционной модели данных

Кристофер Дейт определил три составные части реляционной модели данных:

структурная
манипуляционная
целостная

Структурная часть модели определяет, что единственной структурой данных является нормализованное n-арное отношение. Отношения удобно представлять в форме таблиц, где каждая строка есть кортеж, а каждый столбец – атрибут, определенный на некотором домене. Данный неформальный подход к понятию отношения дает более привычную для разработчиков и пользователей форму представления, где реляционная база данных представляет собой конечный набор таблиц.

Манипуляционная часть модели определяет два фундаментальных механизма манипулирования данными – реляционная алгебра и реляционное исчисление. Основной функцией манипуляционной части реляционной модели является обеспечение меры реляционности любого конкретного языка реляционных БД: язык называется реляционным, если он обладает не меньшей выразительностью и мощностью, чем реляционная алгебра или реляционное исчисление.

Целостная часть модели определяет требования целостности сущностей и целостности ссылок. Первое требование состоит в том, что любой кортеж любого отношения отличим от любого другого кортежа этого отношения, т.е. другими словами, любое отношение должно обладать первичным ключом. Требование целостности по ссылкам, или требование внешнего ключа состоит в том, что для каждого значения внешнего ключа, появляющегося в ссылающемся отношении, в отношении, на которое ведет ссылка, должен найтись кортеж с таким же значением первичного ключа, либо значение внешнего ключа должно быть неопределенным (т.е. ни на что не указывать).

Достоинства и недостатки реляционной модели данных

Достоинства реляционной модели:

простота и доступность для понимания пользователем. Единственной используемой информационной конструкцией является "таблица";
строгие правила проектирования, базирующиеся на математическом аппарате;
полная независимость данных. Изменения в прикладной программе при изменении реляционной БД минимальны;
для организации запросов и написания прикладного ПО нет необходимости знать конкретную организацию БД во внешней памяти.

Недостатки реляционной модели:

далеко не всегда предметная область может быть представлена в виде "таблиц";
в результате логического проектирования появляется множество "таблиц". Это приводит к трудности понимания структуры данных;
БД занимает относительно много внешней памяти;
относительно низкая скорость доступа к данным.

39. Схема отношения, схема базы данных. Фундаментальные свойства отношений.
Схема отношения базы данных — это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена (или типа, если понятие домена не поддерживается)}. Если все атрибуты одного отношения определены на разных доменах, осмысленно использовать для именования атрибутов имена соответствующих доменов (не забывая, конечно, о том, что это является всего лишь удобным способом именования и не устраняет различия между понятиями домена и атрибута).

Схема базы данных (в структурном смысле) — это набор именованных схем отношений.

Кортеж, соответствующий данной схеме отношения в базе данных, — это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения. «Значение» является допустимым значением домена данного атрибута (или типа данных, если понятие домена не поддерживается). Тем самым, степень или «арность» кортежа, т.е. число элементов в нем, совпадает с «арностью» соответствующей схемы отношения. Попросту говоря, кортеж — это набор именованных значений заданного типа.

Отношение — это множество кортежей данной базы данных, соответствующих одной схеме отношения. Иногда, чтобы не путаться, говорят «отношение-схема» и «отношение-экземпляр», иногда схему отношения называют заголовком отношения, а отношение как набор кортежей — телом отношения. На самом деле, понятие схемы отношения в базе данных ближе всего к понятию структурного типа данных в языках программирования.

Число атрибутов в отношении называют степенью (или -арностью ) отношения.

Мощность множества кортежей отношения называют мощностью отношения.

Фундаментальные свойства отношений:

1) Отсутствие кортежей-дубликатов. Из этого свойства вытекает наличие у каждого отношения так называемого первичного ключа — набора атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отношения.

2) Отсутствие упорядоченности кортежей.

3) Отсутствие упорядоченности атрибутов.

4) Атомарность значений атрибутов — Это следует из того, что лежащие в их основе атрибуты имеют атомарные значения. Это четвертое отличие отношений от таблиц — в ячейки таблиц можно поместить что угодно — массивы, структуры, и даже другие таблицы.

Одна из важнейших проблем проектирования схемы БД заключается в выделении типов записей (отношений), определении состава их атрибутов. Группировка атрибутов должна быть рациональной, т. е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления. Сначала эти вопросы решались интуитивно. Однако интуиция может подвести даже опытного специалиста, поэтому Коддом был разработан в рамках реляционной модели данных аппарат, называемый нормализацией отношений. И хотя идеи нормализации сформулированы в терминологии реляционной модели данных, они в равной степени применимы и для других моделей данных.

Коддом выделено три нормальных формы отношений. Самая совершенная из них — третья. Предложен механизм, позволяющий любое отношение преобразовать к третьей нормальной форме. В процессе таких преобразований могут выделяться новые отношения.

Вначале введем понятие простого и сложного атрибута. Простым назовем атрибут, если значения его атомарны, т. е. неделимы. В противовес ему сложный атрибут может иметь значение, представляющее собой конкатенацию нескольких значений одного или разных доменов. Аналогами сложного атрибута может быть вектор, агрегат данных, повторяющийся агрегат.

1)  Таблица находится в первой нормальной форме тогда, когда она не содержит повторяющихся полей и составных значений полей (то есть каждое поле должно содержать одно значение, а не их комбинацию).

2) Таблица находится во второй нормальной форме, если она удовлетворяет требованиям первой нормальной формы и все ее поля, не входящие в первичный ключ, связаны полной функциональной зависимостью с первичным ключом, то есть любое не ключевое поле однозначно идентифицируется полным набором ключевых полей.

3) Таблица находится в третьей нормальной форме, если она удовлетворяет определению второй нормальной формы и ни одно из ее неключевых полей функционально не зависит от любого другого неключевого поля. Можно сказать, что таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме и каждое неключевое поле нетранзитивно зависит от первичного ключа.
40. Нормализованные отношения. Первичные и вторичные ключи отношений. Моделирование связей в реляционной модели данных. Внешние ключи

Нормализация отношений (таблиц) — одна из основополагающих частей теории реляционных баз данных. Нормализация имеет своей целью избавиться от избыточности в отношениях и модифицировать их структуру таким образом, чтобы процесс работы с ними не был обременён различными посторонними сложностями. При игнорировании такого подхода эффективность проектирования стремительно снижается, что вкупе с прочими подобными вольностями может привести к критическим последствиям.

51. Операции обновления БД.

Рассмотрим операции обновления и удаления записей из таблицы. Прежде, чем обновить или удалить запись, ее необходимо найти. Если таблица не индексирована, то единственным способом поиска является последовательное сканирование таблицы в поиске нужной записи. В этом случае, скорость операций обновления и удаления существенно увеличивается с увеличением количества записей в таблице и не зависит от количества атрибутов. Но на самом деле неиндексированные таблицы практически никогда не используются. Для каждой таблицы обычно объявляется один или несколько индексов, соответствующий потенциальным ключам. При помощи этих индексов поиск записи производится очень быстро и практически не зависит от количества строк и атрибутов в таблице (хотя, конечно, некоторая зависимость имеется). Если для таблицы объявлено несколько индексов, то при выполнении операций обновления и удаления эти индексы должны быть перестроены, на что тратится дополнительное время. Таким образом, скорость выполнения операций обновления и удаления также уменьшается при увеличении количества индексов у таблицы и мало зависит от числа строк в таблице.
52. Реляционное исчисление.

Реляционное исчисление — прикладная ветвь формальной теории, носящей название «исчисления предикатов первого порядка». В основе исчисления лежит понятие переменной с определенной для нее областью допустимых значений и понятие правильно построенной формулы, опирающейся на переменные, предикаты и кванторы. Наряду с реляционной алгеброй является способом получения результирующего отношения в реляционной модели данных. В зависимости от того, что является областью определения переменной, различают:

1. 
   Исчисление кортежей
   

направление реляционного исчисления, где областями определения переменных являются тела отношений базы данных, то есть допустимым значением каждой переменной является кортеж тела некоторого отношения.

2. 
   Исчисление доменов
   

В исчислении доменов областью определения переменных являются не отношения, а домены. Применительно к базе данных СЛУЖАЩИЕ-ПРОЕКТЫ можно говорить, например, о доменных переменных ИМЯ (значения – допустимые имена) или НОСЛУ (значения – допустимые номера служащих).
60. Язык SQL. Назначения языка. Стандарты SQL. Подмножества языка.
Структурированный Язык Запросов – это стандартный язык запросов по работе с реляционными базами данных.

Сам по себе SQL не является ни системой управления базами данных, ни отдельным программным продуктом. SQL – это неотъемлемая часть СУБД, инструмент, с помощью которого осуществляется связь пользователя с ней.
SQL нельзя в полной мере отнести к традиционным языкам программирования, т.к. он не содержит традиционных операторов, управляющих ходом выполнения программ, он содержит только набор стандартных операторов доступа к данным, хранящимся в базе данных. SQL является так называемым непроцедурным языком. Термин «непроцедурный» означает, что на этом языке можно сформулировать, что именно нужно сделать с данными, но нельзя проинструктировать, как это следует сделать. Иными словами, в языке отсутствуют алгоритмические конструкции, такие как метки, операторы цикла, условные переходы и т.п. Операторы SQL встраиваются в базовый язык программирования, которым может быть любой стандартный язык программирования С++, Pascal и т.д.

В 1986 г. в результате совместных усилий двух организаций ANSI (American National Standarts) и ISO (International Standarts Organisation) был принят официальный стандарт SQL-86 (SQL-1). После появления первого международного стандарта языка работа в этой области продолжилась. В 1992 г. был принят второй международный стандарт SQL-92 (SQL-2). В 1999 г. появляется объектно-ориентированный язык SQL:1999 (SQL-3), а в 2003 г. принят стандарт SQL:2003. Каждый стандарт представляет собой многостраничный документ сложной структуры. К примеру, текст стандарта SQL-92 составляет около 600 страниц.

В настоящее время язык SQL воплощен практически во всех коммерческих СУБД – все фирмы-производители СУБД провозглашают реализацию стандарта SQL. Таким образом, освоив один раз стандарт этого языка, пользователь посредством SQL может работать с базой данных в среде любой SQL-ориентированной СУБД.

Язык SQL можно использовать для доступа к базе данных в двух режимах: при интерактивной работе и в прикладных программах.

С помощью SQL пользователь может в интерактивном режиме быстро получить ответы на любые, в том числе достаточно сложные запросы, тогда как для реализации этих запросов на другом языке пришлось бы разрабатывать соответствующую программу. В прикладных программах, написанных на определенных языках программирования, SQL используются как встроенный язык для обращения к базе данных.
Характеризуя язык SQL в целом, можно выделить следующие его черты:

· высокоуровневая структура, напоминающая английский язык;

· независимость от конкретных СУБД;

· межплатформенная переносимость;

· наличие развивающихся стандартов;

· возможность выполнения интерактивных запросов извлечения данных и модификации их структуры;

· обеспечение программного доступа к базам данных;

· поддержка архитектуры клиент/сервер;

· возможность изменять и расширять структуру базы данных даже в то время, когда пользователи обращаются к ее содержимому (динамическое определение данных);

· расширяемость и поддержка объектно-ориентированных технологий;

· возможность доступа к данным в среде Интернет.

Основные функции языка SQL:
· SQL – язык интерактивных запросов. Пользователи вводят команды SQL в интерактивном режиме для выборки данных и отображения их на экране, а также для внесения изменений в базу данных;

· SQL – язык программирования баз данных. Чтобы получить доступ к базе данных, в прикладные программы вставляются команды SQL;

· SQL – язык администрирования баз данных. Администратор базы данных может использовать SQL для определения структуры базы данных и управления доступом к данным;

· SQL – язык создания приложений клиент/сервер. В прикладных программах SQL используется как средство организации связи по локальной сети с сервером баз данных, в которой хранятся совместно используемые данные и др.