Ответы к экзамену по базам данных. Создание, модификация и уничтожение таблиц. Предложение языка sql create table. Основные типы данных. Предложение alter table. Предложение drop table
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Преимущества СУБД 1. Контроль за избыточностью данных. Как уже говорилось, традиционные файловые системы неэкономно рас ходуют внешнюю память, сохраняя одни и те же данные в нескольких файлах. При использовании базы данных, наоборот, предпринимается попытка исключить избыточность данных за счет интеграции файлов, чтобы избежать хранения нескольких копий одного и того же эле мента информации. 2. Непротиворечивость данных. Устранение избыточности данных или контроль над ней позволяет сократить риск возникновения противоречивых состояний. Если элемент данных хранится в базе толь ко в одном экземпляре, то для изменения его значения потребуется выполнить только одну операцию обновления, причем новое значение станет доступным сразу всем поль зователям базы данных. А если этот элемент данных с ведома системы хранится в базе данных в нескольких экземплярах, то такая система сможет следить за тем, чтобы копии не противоречили друг другу. 3. Совместное использование данных. Файлы обычно принадлежат отдельным лицам или целым отделам, которые ис пользуют их в своей работе. В то же время база данных принадлежит всей органи зации в целом и может совместно использоваться всеми зарегистрированными поль зователями. При такой организации работы большее количество пользователей мо жет работать с большим объемом данных. Более того, при этом можно создавать новые приложения на основе уже существующей в базе данных информации и до бавлять в нее только те данные, которые в настоящий момент еще не хранятся в ней, а не определять заново требования ко всем данным, необходимым новому приложе нию. 4. Поддержка целостности данных. Целостность базы данных означает корректность и непротиворечивость хранимых в ней данных. Целостность обычно описывается с помощью ограничений, т.е. правил под держки непротиворечивости, которые не должны нарушаться в базе данных. Ограниче ния можно применять к элементам данных внутри одной записи или к связям между за писями. Например, ограничение целостности может гласить, что зарплата сотрудника не должна превышать 40 000 рублей в год или же что в записи с данными о со труднике номер отделения, в котором он работает, должен соответствовать реально суще ствующему отделению компании. 5. Повышенная безопасность. Безопасность базы данных заключается в защите базы данных от несанкциони рованного доступа со стороны пользователей. Без привлечения соответствующих мер безопасности, интегрированные данные становятся более уязвимыми, чем дан ные в файловой системе. Однако интеграция позволяет определить требуемую систему безопасности базы данных, а СУБД привести ее в действие. Система обес печения безопасности может быть выражена в форме учетных имен и паролей для идентификации пользователей, которые зарегистрированы в этой базе данных. Доступ к данным со стороны зарегистрированного пользователя может быть ограничен только некоторыми операциями (извлечением, вставкой, обновлением и уда лением). 6. Применение стандартов. Интеграция позволяет определять и применять необходимые стандарты. На пример, стандарты отдела и организации, государственные и международные стандар ты могут регламентировать формат данных при обмене ими между системами, согла шения об именах, форму представления документации, процедуры обновления и пра вила доступа. 7. Повышение эффективности с ростом масштабов системы. Комбинируя все рабочие данные организации в одной базе данных и создавая набор приложений, которые работают с одним источником данных, можно добиться существен ной экономии средств. В этом случае бюджет, который обычно выделялся каждому отде лу для разработки и поддержки их собственных файловых систем, можно объединить с бюджетами других отделов (с более низкой общей стоимостью), что позволит добиться по вышения эффективности при росте масштабов производства. Теперь объединенный бюд жет можно будет использовать для приобретения оборудования той конфигурации, кото рая в большей степени отвечает потребностям организации. Например, она может состо ять из одного мощного компьютера или сети из небольших компьютеров. 8. Возможность нахождения компромисса для противоречивых требований. Потребности одних пользователей или отделов могут противоречить потребностям других пользователей. Поскольку база данных контролируется администратором базы данных, он может при нимать решения о проектировании и способе использования базы данных, при кото рых имеющиеся ресурсы всей организации в целом будут использоваться наилучшим образом. Эти решения обеспечивают оптимальную производительность для самых важных приложений, причем чаще всего за счет менее критичных. 9. Повышение доступности данных и их готовности к работе. Данные, которые пересекают границы отделов, в результате интеграции становятся непосредственно доступными конечным пользователям. Потенциально это повышает функциональность системы, что, например, может быть использовано для более каче ственного обслуживания конечных пользователей или клиентов организации. Во мно гих СУБД предусмотрены языки запросов или инструменты для создания отчетов, ко торые позволяют пользователям задавать непредусмотренные заранее вопросы и почти немедленно получать требуемую информацию на своих терминалах, не прибегая к по мощи программиста, который для извлечения этой информации из базы данных дол жен был бы создать специальное программное обеспечение 10. Улучшение показателей производительности. В СУБД предусмотрено много стандартных функций, которые программист обычно должен самостоятельно реализовать в приложениях для файловых систем. На базовом уровне СУБД обеспечивает все низкоуровневые процеду ры работы с файлами, которую обычно выполняют приложения. Наличие этих процедур позволяет программисту сконцентрироваться на разработке более специальных, не обходимых пользователям функций, не заботясь о подробностях их воплощения на бо лее низком уровне. 11. Упрощение сопровождения системы за счет независимости от данных. В файловых системах описания данных и логика доступа к данным встроены в каждое приложение, что делает программы зависимыми от данных. Для изменения структуры данных, например, для увеличения длины поля с адресом с 40 симво лов до 41 символа или для изменения способа хранения данных на диске, может потребоваться существенно преобразовать все программы, на которые эти изменения способны оказать влияние. В СУБД подход иной: описания данных отделены от при ложений, а потому приложения защищены от изменений в описаниях данных. Эта особенность называется независимостью от данных. Наличие независимости программ от данных значительно упрощает обслуживание и сопровождение приложений, работающих с базой данных. 12. Улучшенное управление параллельностью. В некоторых файловых системах при одновременном доступе к одному и тому же файлу двух пользователей может возникнуть конфликт двух запросов, результатом которого будет потеря информации или утрата ее целостности. В свою очередь, во многих СУБД предусмотрена возможность параллельного доступа к базе данных и гарантируется отсутствие подобных проблем. 13. Развитые службы резервного копирования и восстановления. Ответственность за обеспечение защиты данных от сбоев аппаратного и программно го обеспечения в файловых системах возлагается на пользователя. Так, может потребо ваться каждую ночь выполнять резервное копирование данных. При этом в случае сбоя может быть восстановлена резервная копия, но результаты работы, выполненной после резервного копирования, будут утрачены, и данную работу потребуется выполнить за ново. В современных СУБД предусмотрены средства сокращения объема потерь инфор мации от возникновения различных сбоев. Недостатки СУБД 1. Сложность. Обеспечение функциональности, которой должна обладать каждая хорошая СУБД, сопровождается значительным усложнением программного обеспечения СУБД. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами СУБД, проектировщики и разработчики баз данных, администраторы данных и администраторы баз данных, а также конечные пользователи должны хорошо понимать функциональные возможности СУБД. Непони мание принципов работы системы может привести к неудачным результатам проекти рования, что будет иметь самые серьезные последствия для всей организации. 2. Размер. Сложность и широта функциональных возможностей приводит к тому, что СУБД стано вится чрезвычайно сложным программным продуктом, который может занимать много места на диске и требовать большого объема оперативной памяти для эффективной работы. 3. Стоимость СУБД. В зависимости от имеющейся вычислительной среды и требуемых функциональ ных возможностей стоимость СУБД может варьировать в очень широких пределах. Например, однопользовательская СУБД для персонального компьютера может стоить несколько тысяч долларов. Однако большая многопользовательская СУБД для мейнфрейма, обслуживающая сотни пользователей, может быть чрезвычайно дорогой – несколько сотен тысяч долларов. Кроме того, следует учесть ежегодные рас ходы на сопровождение системы, которые составляют некоторый процент от ее об щей стоимости. 4. Дополнительные затраты на аппаратное обеспечение. Для удовлетворения требований, предъявляемых к дисковым накопителям со стороны СУБД и базы данных, может понадобиться приобрести дополнительные уст ройства хранения информации. Более того, для достижения требуемой производи тельности может понадобиться более мощный компьютер, который, возможно, будет работать только с СУБД. Приобретение другого дополнительного аппаратного обеспе чения приведет к дальнейшему росту затрат. 5. Затраты на преобразование. В некоторых ситуациях стоимость СУБД и дополнительного аппаратного обеспечения может оказаться несущественной по сравнению со стоимостью преобразования существую щих приложений для работы с новой СУБД и новым аппаратным обеспечением. Эти затра ты также включают стоимость подготовки персонала для работы с новой системой, а также оплату услуг специалистов, которые будут оказывать помощь в преобразовании и запуске новой системы. Все это является одной из основных причин, по которой некоторые органи зации остаются сторонниками прежних систем и не хотят переходить к более современным технологиям управления базами данных. 6. Производительность. Обычно файловая система создается для некоторых специализированных приложе ний, например, для оформления счетов, а потому ее производительность может быть весьма высока. Однако СУБД предназначены для решения более общих задач и обслуживания сразу нескольких приложений, а не какого-то одного из них. В резуль тате многие приложения в новой среде будут работать не так быстро, как прежде. 7. Более серьезные последствия при выходе системы из строя. Централизация ресурсов повышает уязвимость системы. Поскольку работа всех пользователей и приложений зависит от готовности к работе СУБД, выход из строя одного из ее компонентов может привести к полному прекращению всей работы организации. Экзаменационный билет № 7
Реляционная БД представляет собой совокупность таблиц, связанных отношениями. Основные понятия: “таблица”, “отношение”, “строка”, “первичный ключ”. Все операции над реляционной базой данных сводятся к манипуляциям с таблицами. Связь между таблицами существует на логическом уровне и определяется предметной областью. Практически связь между таблицами устанавливается путем использования логически связанных данных в разных таблицах. Для работы с реляционными СУБД используется стандартизированный язык структурированных запросов SQL. Достоинствами реляционной модели данных являются простота, гибкость структуры, удобство реализации на компьютере, высокая стандартизированность и использование математического аппарата реляционной алгебры и реляционного исчисления. К недостаткам можно отнести ограниченность и предопределенность набора возможных типов данных. Это затрудняет использование реляционных моделей для некоторых современных приложений. Наиболее распространенная трактовка реляционной модели данных принадлежит К.Дейту. Согласно Дейту, реляционная модель состоит из трех частей: Структурная часть описывает, какие объекты рассматриваются реляционной моделью. Постулируется, что единственной структурой данных, используемой в реляционной модели, являются нормализованные n-арные отношения. Целостная часть описывает ограничения специального вида, которые должны выполняться для любых отношений в любых реляционных базах данных. Это целостность сущностей и целостность внешних ключей. Манипуляционная часть описывает два эквивалентных способа манипулирования реляционными данными - реляционную алгебру и реляционное исчисление. В настоящее время в неформальном контексте термины отношение и таблица принято считать синонимами. Таблица ниже показывает примерные соответствия терминов:
Домен представляет собой множество всех возможных значений определенного атрибута отношения.Домен характеризуется следующими свойствами:
Кортеж - это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута. "Значение" является допустимым значением домена данного атрибута. Попросту говоря, кортеж - это набор именованных значений заданного типа. Отношение (таблица) - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения. На самом деле, понятие схемы отношения ближе всего к понятию структурного типа данных в языках программирования. Сущность – некоторый обособленный объект или событие, информацию о котором необходимо сохранять в базе данных и который имеет определенный набор свойств – атрибутов. Для сущностей различают тип и экземпляр. Тип характеризуется именем и списком свойств, а экземпляр – конкретными значениями свойств. Атрибуты представляют собой свойства, характеризующие сущность. В структуре таблицы каждый атрибут именуется и ему соответствует заголовок некоторого столбца таблицы. Атрибуты сущности бывают: 1) идентифицирующие и описательные. Идентифицирующие атрибуты имеют уникальное значение для сущностей данного типа и являются потенциальными ключами. Они позволяют однозначно распознавать экземпляры сущности. Из потенциальных ключей выбирается один первичный ключ. В качестве первичного ключа обычно выбирается потенциальный ключ, по которому чаще происходит обращение к экземплярам записи. Первичный ключ должен включать в свой состав минимально необходимое для идентификации количество атрибутов. Остальные атрибуты называются описательными; 2) простые и составные. Простой атрибут состоит из одного компонента, его значение неделимо. Составной атрибут является комбинацией нескольких компонентов, возможно принадлежащих разным типам данных (например, адрес). Решение о том, использовать составной атрибут или разбивать его на компоненты, зависит от особенностей процессов его применения и может быть связано с обеспечением высокой скорости работы с большими базами данных; 3) однозначные и многозначные. Атрибуты могут иметь соответственно одно или много значений для каждого экземпляра сущности; 4) основные и производные. Значение основного атрибута не зависит от других атрибутов. Значение производного атрибута вычисляется на основе значений других атрибутов (например, возраст человека вычисляется на основе даты его рождения и текущей даты). Спецификация атрибута состоит из его названия, указания типа данных и описания ограничений целостности – множества значений (или домена), которые может принимать данный атрибут. Схема отношения (заголовок отношения) представляет собой список имен атрибутов с указанием имен доменов. Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, представляет собой множество пар (имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута. Аргумент “значение” является допустимым значением домена данного атрибута. Первичным ключом (ключом отношения, ключевым атрибутом) называется атрибут или набор атрибутов отношения, однозначно идентифицирующий каждый из его кортежей. Первичный ключ по определению уникален: в отношении не может быть двух разных кортежей с одинаковыми значениями первичного ключа. Атрибуты, составляющие первичный ключ, не могут иметь значение NULL. Понятие NULL в теории реляционных баз данных призвано обозначать отсутствие какого-либо значения атрибута. Для каждого отношения первичный ключ может быть только один. Внешние ключи – это основной механизм для организации связей между таблицами и поддержания целостности и непротиворечивости информации в базе данных. Внешний ключ – это набор атрибутов одного отношения, являющийся возможным ключом другого отношения. 2. Предложение SELECT языка SQL. Сортировка (ORDER BY). Группирование данных (GROUP BY, GROUP BY … HAVING). SELECT — осуществляет выборку данных из таблиц по запросу. SELECT */{DISTINCT/ALL]<список полей>.,…} FROM {<имя таблицы>/[<алиас>]}.,... |