Введение в Oracle SQL. Основные понятия. Базы данных и реляционная модель. Реализация СУБД с реляционной моделью данных

Основные понятия, связанные с SQL в Oracle:  база данных -> модель данных, СУБД;  реляционная модель; язык запросов и изменения данных -> SQL -> диалект SQL в Oracle.

1.1.  Базы данных и реляционная модель

1.1.1.  Базы данных

(1) «Собрание данных, организованных для особо быстрого и удобного способа поиска и извлечения (например из ЭВМ) »  (Webster’s Tenth New Collegiate Dictionary, 1967; www.webster.com/cgi-bin/dictionary)

(2) «Собрание структуризованных данных в ЭВМ, поддерживаемое СУБД, которая обеспечивает различным приложениям различный вид данных»  (F. Pascal,  Understanding Relational Databases with examples in SQL-92, New York, NY: John Whiley & Sons, 1993)

(3) «База данных – набор аксиом.  Результат на запрос к базе есть теорема.  Процесс вывода теоремы из аксиом есть доказательство.  Доказательство осуществляется манипулированием символов по условленым математическим правилам.  Доказательство [то есть, результат запроса к базе] настолько же здрав и логичен (consistent), насколько здравы и логичны правила» (H. Darwen.  The Duplicity of Duplicate Rows.  Relational Database Writings 1989 – 1991, Reading, MA: Addison-Wesley, 1992)

Обобщение:

(0) «Совокупность всех данных некоторой прикладной области» (Филиппов В. И.  Общее описание системы КОМПАС.  // Автоматизация программирования. Москва: ВЦ АН СССР, 1989)

Выводы:

n Модель данных

n Система долговременного хранения данных для общего пользования

n Компьютерная (программная) система управления данными

1.1.2.  СУБД

Обеспечивает работу приложений и пользователей с информационной моделью:

n На ЭВМ, разной архитектуры с установленными на них различными операционными системами;

n В компьютерных сетях разных типов, работающих по различным протоколам;

n С различными графическими и символьными системами представления информации.

Основная идея СУБД:

n Передача управления данными из прикладной программы и/или от пользователя, одной специальной системе, которая вне зависимости от того, какая программа, или версия программы, или же какой пользователь работает с данными, единым во всех случаях образом

ú  защищает данные от рассогласованности,

ú  оптимизирует выполнение операций над данным,

ú  оптимизирует обращение к данным,

ú  и т.д.

Некоторые функции, которые обеспечивают современные СУБД:

n Поддержка логической модели данных (определение данных, оперирование данными)

n Восстановление данных (транзакции, журнализация, контрольные точки)

n Управление одновременным доступом

n Безопасность данных (права доступа)

n Самостоятельная оптимизация выполнения операций

n Другие функции (администрирование, статистика, распределение данных и т.д.)

1.1.3.  Реляционная модель данных

R-таблица: 

n Перечень уникальных имен («столбцов»), и неупорядоченый набор разных строк, состоящих из перечня значений («атрибутов»), соответствующих именам.  Значения атрибутов в строке могут браться только из области определения, сформулированной для столбца («доменов»).

n Единственный вид зависимости значений атрибутов друг от друга (но зависимостей может быть несколько).

(Замечание:  «таблица» – на самом деле отношение специального вида, а табличное представление – всего лишь одно из возможных для такого отношения).

Реляционная база данных: 

n Собрание R-таблиц

n Ничего кроме R-таблиц.

Все зависимости описываются явно и только значениями полей (в других моделях может быть иначе).  Никаких «подразумеваемых» зависимостей (в том числе на уровне программной логики) помимо сформулированных схемой данных нет.  (Разграничение программной логики и описания данных).

Нормализация и ее значение.  “1-ая нормальная форма” (скалярность, атомарность атрибутов).

Зависимость значений атрибутов строки в таблице для “3-ей нормальной формы”:

Денормализация: плюсы и минусы.

1.1.4.  Реализация СУБД с реляционной моделью данных

Правила Кодда соответствия модели.

Проблемы реализации.  Некоторые несоответствия всех имеющихся реализаций (в т.ч. Oracle):

n повторяющиеся строки,

n нет реляционных “доменов” (вместо этого “типы” данных, очень примитивно),

n трехзначная логика,

n “ручная” оптимизация запросов,

n другие.

1.1.5.  Другие модели данных и СУБД

n Объектная модель (объекты, классы/типы, методы/операторы/функции, сообщения;  инкапсуляция, уникальный идентификатор объекта, наследование, полиморфизм операций)

n Объектно-реляционная модель (класс = домен или объект = строка ?)

n Многомерная модель

n Дедуктивная модель (возможность получения новых фактов