ITMO-Study-Note

主页/Lecture1/目录

Lecture 1: ИСБД

讲座1：数据库系统概论

1. 引言

Зачем нужны БД?
为什么我们需要数据库？ Просто хранить данные в файлах неудобно:

• Полное отсутствие гибкости (изменение структуры – изменение кода программы).
• Невозможность нормальной многопользовательской работы с данными.
• Вынужденная избыточность (проще создать еще одну копию данных, чем вносить изменения в десятки программ).

仅仅将数据存储在文件中并不方便：

• 缺乏灵活性（修改数据结构需要修改代码）。
• 无法实现多用户同时访问数据。
• 被迫冗余（创建另一份数据比修改十几处程序更容易）。

Решение — хранить данные и метаданные (данные о данных) вместе.
解决方案是将数据和元数据（关于数据的数据）存储在一起。

База данных 数据库

База данных — это файлы, снабжённые описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением специальных программных комплексов, называемых “Системы управления базами данных” (СУБД).
数据库是存储有数据描述的文件，由称为 “数据库管理系统”（DBMS）的专用软件包管理。

Классификация СУБД 数据库管理系统分类

1. По степени распределённости:
   • локальные;
   • распределённые.

根据分类特性：

• 局部
• 分散式

1. По способу доступа к БД.
   数据库的访问方式：
   • Файл-серверные — данные находятся на файлсервере, СУБД — на каждом клиентском компьютере. Примеры — M$ Access, dBase, FoxPro.
   • 文件服务器 - 数据位于文件服务器上，数据库管理系统位于每台客户端计算机上。 例如：M$ Access、dBase、FoxPro。
   • Клиент-серверные — СУБД находятся на сервере вместе с данными. Примеры — Oracle, M$ SQL Server, Caché.
   • 客户端-服务器 - DBMS 与数据一起驻留在服务器上。 与数据一起驻留在服务器上。 例如：Oracle、M$ SQL Server、Caché。
   • Встраиваемые — СУБД встраивается в приложение, хранит только его данные и не требует отдельной установки. Примеры — SQLite, BerkeleyDB.
   • 嵌入式 - DBMS 嵌入在应用程序中，只存储数据，无需单独安装。 例如：SQLite、BerkeleyDB。
2. По модели данных:
   关于数据模型：
   • Сетевые — используют сетевую модель данных. Частный случай — графовые СУБД. Примеры — HypergraphDB, OrientDB.
   • 网络 - 使用网络数据模型。 图 DBMS 就是一个特例。 例如 HypergraphDB、OrientDB。
   • Объектно-ориентированные — используют ОО-модель данных. Пример — InterSystems Caché.
   • 面向对象 - 使用 OO 数据模型。 例如 InterSystems Caché。
   • Реляционные и объектно-реляционные — используют реляционную модель данных (возможно, с частичной поддержкой ООП). Примеры — Oracle, PostgreSQL.
   • 关系型和对象关系型–使用关系数据模型（可能部分支持 OOP）。 例如：Oracle、PostgreSQL。

2. Реляционные БД 关系数据库

Реляционная (relation — отношение, связь) или табличная модель данных была предложена в конце 60-х годов Эдгаром Коддом (IBM).
关系（relation）或表格数据模型是由埃德加-科德（IBM）在 60 年代末提出的。

Ключевые особенности:
主要功能：

1. Данные хранятся в таблицах 数据存储在表格中
2. Каждая таблица состоит из строк, имеющих одну и ту же структуру, и имеет уникальное имя.
   每个表都由具有相同结构的行组成，并具有唯一的名称。
3. Строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы).
   行有固定数量的字段（列）和值（不允许多个字段和重复组）。
4. В каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего.
   在表格中的每个位置，行和列的交叉点总是正好有一个值，或者什么都没有。
5. Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением. 表格各行之间必须至少相差一个数值。
6. Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена. 表列都有明确的名称。
7. В каждом из столбцов размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа). 每一列中都放置了同类数据值（日期、姓氏、整数）。
8. Содержание базы данных представляется в виде явных значений данных (не существует каких-либо специальных “связей” или указателей, соединяющих одну таблицу с другой). 数据库的内容以明确的数据值呈现（没有特殊的 “链接 “或指针将一个表连接到另一个表）。
9. При выполнении операций с таблицей ее строки истолбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их содержанию. 在对表格执行操作时，可以按照任意顺序处理表格的行和列，而无需考虑其内容。
10. Таблицы базы данных часто группируют в схемы. 数据库表通常按模式分组。

Терминология 术语

Переменная отношения/Имя таблицы
关系变量/表格名称 Атрибут/Колонка
属性/列
Заголовок
标题
Тело
主体
Кортеж/Строка
元组/字符串

Ключи 键

• Ключ — минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности.
• 键是一组最小的属性，其值可用于明确查找实体的所需实例。
• Внешний ключ — множество атрибутов сущности для организации ссылок на экземпляры другой сущности(должен соответствовать первичному ключу в другой сущности)
• 外键 - 实体的一组属性，用于组织对另一实体实例的引用（必须与另一实体的主键相对应）。

Целостность данных 数据完整性

Целостность (от англ. integrity) — корректность данных в любой момент времени.
完整性 - 数据在任何时间点的正确性。
Выделяют три группы правил целостности.
完整性规则分为三类。

• Целостность по сущностям.
• 实体的完整性。
• Целостность по ссылкам.
• 参照完整性。
• Целостность, определяемая пользователем
• 用户定义的完整性
• Целостность по сущностям. Не допускается, чтобы какой-либо атрибут, участвующий в первичном ключе, принимал неопределенное значение.
• 实体的完整性。 不允许参与主键的任何属性使用未定义的值。
• Целостность по ссылкам. Значение внешнего ключа должно либо:
• 参照完整性。 外键的值必须是
  • быть равным значению первичного ключа ассоциируемой сущности;
  • 等于相关实体的主键值；
  • быть полностью неопределенным.
  • 完全不确定。
• Целостность, определяемая пользователем:
• 用户定义的完整性：
  • уникальность тех или иных атрибутов;
  • 某些属性的独特性；
  • диапазон значений (экзаменационная оценка от 2 до 5);
  • 值范围（考试成绩从 2 到 5）；
  • принадлежность набору значений (пол “М” или “Ж”).
  • 属于一组值（性别为 “M “或 “W”）。

3. Язык SQL SQL语言

• SQL (структурированный язык запросов) — декларативный язык программирования.
• SQL（结构化查询语言）是一种声明式编程语言。
• Применяется для получения, создания, модификации и управления данными в реляционной базе данных.
• 用于检索、创建、修改和管理关系数据库中的数据。
• Разработан в 1970-е гг. в компании IBM.
• 20 世纪 70 年代在 IBM 研发。
• Язык используется в большинстве реализаций реляционных БД.
• 这种语言用于大多数关系数据库的实现。

Особенности языка 语言特点

Каждое предложение SQL — это либо запрос данных из базы, либо обращение к базе данных, которое приводит к изменению данных в базе.
每句 SQL 语句要么是对数据库数据的查询，要么是对数据库的访问，其结果是对数据库中的数据进行更改。
Различают следующие типы запросов: 以下查询类型是有区别的：

• запросы на создание или изменение в базе данных новых или существующих объектов;
• 请求创建或修改数据库中的新对象或现有对象；
• запросы на получение данных;
• 数据请求；
• запросы на добавление новых данных (записей);
• 请求添加新数据（记录）；
• запросы на удаление данных;
• 数据删除请求；
• обращения к СУБД.
• 数据库管理系统访问。

Операторы SQL SQL 语句（操作符）

Операторы определения данных (Data Definition Language, DDL):
数据定义语言 (DDL) 操作符：

• CREATE создает объект БД (саму базу, таблицу, представление, пользователя и т. д.);
• CREATE 创建数据库对象（数据库本身、表、视图、用户等）；
• ALTER изменяет объект;
• ALTER 可修改对象；
• DROP удаляет объект.
• DROP 删除对象。

Операторы манипуляции данными (Data Manipulation Language, DML):
数据处理语言（DML）：

• SELECT считывает данные, удовлетворяющие заданным условиям;
• SELECT 读取满足指定条件的数据；
• INSERT добавляет новые данные;
• INSERT 添加新数据；
• UPDATE изменяет существующие данные;
• UPDATE 可修改现有数据；
• DELETE удаляет данные.
• DELETE 删除数据。

Операторы определения доступа к данным (Data Control Language, DCL):
数据控制语言（DCL）操作符：

• GRANT предоставляет пользователю (роли) разрешения на определенные операции с объектом;
• GRANT 授予用户（角色）对对象执行某些操作的权限；
• REVOKE отзывает ранее выданные разрешения;
• REVOKE 撤回之前发放的许可证；

This site is open source. Improve this page.