Архитектура клиент-сервер

На высоком уровне систему БД можно рассматривать состоящей из двух частей:

1. Сервера (машина БД)

2. Клиенты – внешний интерфейс

БД – Сервер – Приложения (Клиенты: пользовательские & встроенные) – Конечные пользователи

«Локальная архитектура» - на одной машине и клиент, и сервер (MAccess)

Функции сервера:

· Определение данных

· Обработка данных

· Защита и целостность данных

Когда клиенты и сервер разнесены по разным машинам:

· Машина #1: приложения & пользователь

· Машина #2: БД & СУБД

· Машина#1 – связь через удаленный доступ – Машина#2

+: различные машины → различные свойства машин → различные способности

Много клиентов, сервер один:

БД – СУБД – коммуникационная сеть – { приложение&пользователь1, приложение&пользователь2,…}

В распределенной СУБД запрос выполняется к любому количеству серверов одновременно, в отличие от доступа к данным с какого-то определенного сервера.

5.Реляционные объекты данных: домены (понятие, назначение, реализация) и отношения (понятие отношения и др. терминов реляционной модели данных, определение отношения, свойства отношения)

Домен – именованное множество скалярных значений одного типа данных, из которого берутся значения определенного атрибута отношения.

Например, таблица поставщиков, домены:

· S – S<натуральное число>

· STATUS – натуральное, целое число; оговоренный диапазон

· CITY – определить сложно, возможно перечисление

· SNAME – определить сложно

Создать домен:

CREATE DOMAIN DSTATUS AS

INTEGER CHECK (DSTATUS BETWEEN 0 AND 50);

CREATE TABLE S

(…

STATUS DSTATUS, //как тип данных

…);

В SQL домен – тип данных определенный пользователем.

Назначение доменов: ограничивать сравнения. Сравнивать логично только атрибуты, определенные на одном домене.

Отношение (R), определенное на множестве доменов D₁,D₂,…D_n, содержит две части: заголовок и тело. Заголовок содержит фиксированное множество пар вида:

Имя_атрибута: имя_домена

S = {S: DS, SNAME: DNAME, STATUS: DSTATUS, CITY: DCITY}

Каждый атрибут определен ровно на одном домене, все имена атрибутов разные.

Множество пар называют схемой.

Тело отношения содержит множество кортежей. Каждый кортеж является множеством пар:

Имя_атрибута: значение_атрибута

S = { {S: ‘S1’, SNAME: ‘Smith’, STATUS: 20, CITY: ‘London’},{…}, … }

Множество – неупорядоченная совокупность множества объектов

Свойства отношений:

1. Нет одинаковых кортежей

2. Кортежи не упорядочены

3. Атрибуты не упорядочены (обращение к столбцам через имена, а не №)

4. Все значения атрибутов атомарные – неделимы (нормализованные отношения)

Отношения обладающие 4-ым свойством называются нормализованными

Реляционная БД – БД воспринимаемая пользователем как набор нормализованных отношений.

Отношения – таблица

Кортеж – строка

Атрибут – столбец

Кардинальное число – количество кортежей

Степень отношения – количество атрибутов

6.Целостность реляционных данных: первичный ключ (определение, назначение, виды первичных ключей, доказательство существования, первичный ключ и null-значения)

Первичный ключ (PK) – для некоторого отношения R это подмножества множества атрибутов отношения R обладающие следующими свойствами:

1) Свойство уникальности – в отношении R не может быть 2-х различных кортежей с одинаковым значением первичного ключа.

2) Свойство не избыточности – никакое из подмножеств PK не должно обладать свойство уникальности

Первичный ключ обеспечивает механизм адресации на уровне кортежей.

Замечание: ключ из 1-го атрибута – простой, из нескольких – составной.

Любое отношение всегда имеет, по крайней мере, 1 PK, содержащий все атрибуты.

Единственный способ указать на определенный кортеж – привести его PK.

Возможных или потенциальных PK может быть несколько. Пример:

Таблица Менделеева:

· Name

· Symbol

· Number

В таком случае следует выбрать наиболее короткий.

Население

· ФИО

· Паспорт - PK

· Адрес

· Дата_рожд

Производство деталей

PK – деталь-дата

Ни один атрибут PK не может содержать null-значения. Null-значение – значение еще не известно, ячейка остается пустой, незаполненной. Следует отличать от 0 или пробела.

7.Целостность реляционных данных: внешние ключи (определение, назначение, виды внешних ключей, правило ссылочной целостности, способы поддержания ссылочной целостности, внешний ключ и null-значения)

Внешний ключ (Foreign Key) – в отношение R2 – это подмножество атрибутов R2 обладающих следующими свойствами:

1) Существует отношение R1 с PK

2) Любое значение FK в отношении R2 всегда совпадает со значением первичного ключа некоторого кортежа из отношения R1

Замечание: FK будет составным, если ссылается на составной первичный ключ. FK может ссылаться на 1-ый ключ этого самого же отношения.

Сотрудники:

Код - PK

ФИО

Код_рук – FK

Правило ссылочной целостности: БД не должна содержать несогласованных значений внешних ключей (несогл. – ссылается на несуществ значение PK)

Согласованность может нарушаться при изменении и при удалении значения PK, на которое есть ссылки.

Меры поддержания ссылочной целостности:

1) Запретить изменение значения PK на которое есть ссылки

2) Обновить или удалить соответствующее значение внешнего ключа

Атрибуты внешних ключей могут содержать null-значения.

8.Реляционная алгебра: операции традиционные и специальные, примитивные.

Традиционные операторы над множествами:

Объединение – возвращает отношение содержащее кортежи, принадлежащие хотя бы одному из исходных отношений.

Пересечение – возвращает кортежи, принадлежащие одновременно 2-м исходным отношениям.

Разность R₁ и R₂ - возвращает отношение кортежей, которые принадлежат 1-му отношению R₁, но не принадлежат R₂.

Операции объединение, пересечение и разность должны быть совместимы по типу операндов, т.е. R1 и R2 должны иметь одинаковое количество атрибутов, соответствующие атрибуты должны быть определены на одном и том же домене.

Произведение - возвращает результат сцепления каждого кортежа 1-го отношения с каждым кортежем 2-го отношения.

Специальные операции:

Выборка – возвращает кортежи, удовлетворяющие определенному критерию отбора.

σ_F(R) F – критерий отбора, R – отношения, σ – выборка

Поставщики, живущие в Лондоне σ_{CITY = ‘London’}(S)

Проекция – возвращает все кортежи исходного отношения, но только с теми атрибутами, на которые выполняется проекция. π_{S, SNAME, CITY}(S)

Соединение – возвращает отношение, кортежи которого представляют собой сочетание кортежей 2-х исходных отношений, имеющих общее значение общих атрибутов.

Деление – для двух отношений бинарного и унарного возвращает отношение содержащее значение одного атрибута первого отношения, которое соответствует в другом атрибуте всем значениям второго отношения.

Результат каждой операции над отношением также является отношением – свойство замкнутости.

Операции выборки, проекции, произведения, объединения и вычитания являются примитивными, ни одна из них не выражается через другие.

Пересечение, соединение и деление можно определить через примитивные операции.