Організація баз даних та знань (стр. 15 из 26)
Термін схема (Schema) використовується для опису всіх об'єктів БД, які створені деяким користувачем. Для кожного нового користувача автоматично створюється нова схема.
До числа основних об'єктів реляційних БД відносяться таблиця, подання й користувач.
Таблиця (Table) є базовою структурою БД. Вона являє собою одиницю зберігання даних - відношення. Таблиця ідентифікується в БД своїм унікальним ім'ям, що містить у собі ідентифікацію користувача. Таблиця може бути порожньою або складатися з набору рядків.
Подання (View) - це пойменована динамічно підтримувана СКБД вибірка з однієї або декількох таблиць БД. Оператор вибірки обмежує видимі користувачем дані. Звичайно СКБД гарантує актуальність подання - його формування виробляється щораз, коли подання використовується. Іноді подання називають віртуальними таблицями.
Користувач (User) - це об'єкт, що володіє можливістю створювати або використовувати інші об'єкти БД і запитувати виконання функцій СКБД, таких як організація сеансу роботи, зміна стану БД і т.д.
Для спрощення ідентифікації й іменування об'єктів у БД підтримуються такі об'єкти, як синонім, послідовність і певні користувачем типи даних.
Синонім (Synonym) - це альтернативне ім'я об'єкта (псевдонім) БД, що дозволяє мати доступ до даного об'єкта. Синонім може бути загальним і часткою. Загальний синонім дозволяє всім користувачам БД звертатися до відповідного об'єкта по його псевдоніму. Синонім дозволяє сховати від кінцевих користувачів повну кваліфікацію об'єкта в БД.
Послідовність (Sequence) - це об'єкт БД, що дозволяє генерувати послідовність унікальних чисел (номерів) в умовах асинхронного доступу багатьох користувачів. Звичайно елементи послідовності використовуються для унікальної нумерації елементів таблиць (рядків) в операціях модифікації даних.
Певні користувачем типи даних (User-defined data types) являють собою певні користувачем типи атрибутів (домени), які відрізняються від підтримуваних (убудованих) СКБД типів. Вони визначаються на основі убудованих типів. Певні користувачем типи даних утворять ту частину середовища СКБД, що організована відповідно до об'єктно-орієнтованої парадигми.
Для забезпечення ефективного доступу до даних у реляційних СКБД підтримуються ряд інших об'єктів: індекс, таблична область, кластер, секція.
Індекс (Index) - це об'єкт БД, який створений для підвищення продуктивності вибірки даних і контролю унікальності первинного ключа (якщо він заданий для таблиці). Повністю індексні таблиці (index-organized tables) виконують роль таблиці й індексу одночасно.
Табличний простір або область (Tablespace) - це іменована частина БД, яка використовується для розподілу пам'яті для таблиць й індексів. Всі об'єкти БД, у яких зберігаються дані, відповідають деяким табличним просторам. Більшість об'єктів БД, у яких дані не зберігаються, перебувають у словнику даних, розміщеному в табличному просторі SYSTEM.
Кластер (Cluster) - це об'єкт, що задає спосіб спільного зберігання даних у декількох або одній таблиці. Одним із критеріїв використання кластера є наявність загальних ключових полів у декількох таблицях, які використовуються в одній і тій самій команді SQL.
Секція (Partition) - це об'єкт БД, що дозволяє подати об'єкт із даними у вигляді сукупності під’обєктів, віднесених до різних табличних просторів. Таким чином, секціонування дозволяє розподіляти дуже великі таблиці на декількох жорстких дисках.
Для обробки даних спеціальним чином або для реалізації підтримки посилальної цілісності БД використовуються об'єкти: збережена процедура, функція, команда, тригер, таймер і пакет (Oracle). За допомогою цих об'єктів БД можна виконувати так звану порядкову обробку (record processing) даних. З погляду додатків баз даних порядкова обробка - це послідовна вибірка даних по одному рядку, її обробка й перехід до обробки наступного рядка.
Дані об'єкти реляційної БД являють собою програми, тобто виконує код.
Збережена процедура (Stored procedure) - це об'єкт БД, що представляє пойменований набір команд SQL й/або операторів спеціалізованих мов обробки програмування БД.
Функція (Function) - це об'єкт БД, що представляє пойменований набір команд SQL й/або операторів спеціалізованих мов обробки програмування БД, що при виконанні повертає значення - результат обчислень.
Команда (Command) - це пойменований оператор SQL, що заздалегідь відкомпільований і зберігається в БД. Швидкість обробки команди вища, ніж у відповідні йому оператора SQL, тому що при цьому не виконуються фази синтаксичного розбору й компіляції.
Тригер (Trigger) - це об'єкт БД, що являє собою спеціальну збережену процедуру. Ця процедура запускається автоматично, коли відбувається пов'язана із тригером подія (наприклад, до вставки рядка в таблицю).
Таймер (Timer) відрізняється від тригера тим, що подія, що запускається, для збереженої процедури є подія таймера.
Пакет (Package) - це об'єкт БД, що складається з пойменованого структурованого набору змінних, процедур і функцій.
Оператор декартового добутку Реляційна алгебра: A Times B
Оператор SQL: SELECT A.Поле1, A.Поле2, ..., B.Поле1, B.Поле2, ...FROM A, B; або SELECT A.Поле1, A.Поле2, ..., B.Поле1, B.Поле2, ...FROM A CROSS JOIN B;
Оператор проекції
Реляційна алгебра: A [X,Y,..,Z]
Оператор SQL: SELECT DISTINCT X, Y, ..., Z
FROM A; Оператор вибірки
Реляційна алгебра: A Where C,
Оператор SQL: SELECT * FROM A
WHERE C; Оператор об'єднання
Реляційна алгебра: A Union B
Оператор SQL: SELECT *
FROM A
UNION SELECT *
FROM B; Оператор віднімання
Реляційна алгебра:A Minus B
Оператор SQL: SELECT *
FROM A
EXCEPT SELECT * FROM B
Реляційний оператор перейменування RENAME виражається за допомогою ключового слова AS у переліку полів оператора, які відбираються, SELECT. Таким чином, мова SQL є реляційно повною.
Інші оператори реляційної алгебри (з'єднання, перетинання, розподіл) виражаються через примітивні, отже, можуть бути виражені операторами SQL. Проте, для практичних цілей наведемо їх.
Оператор з'єднання
Реляційна алгебра: (A Times B) Where C
Оператор SQL: SELECT A.Поле1, A.Поле2, ..., B.Поле1, B.Поле2, ...FROM A, B
WHERE C;
або SELECT A.Поле1, A.Поле2, ..., B.Поле1, B.Поле2, ... FROM A CROSS JOIN B
WHERE C;
Оператор перетинання
Реляційна алгебра: A Intersect B
Оператор SQL: SELECT *
FROM A
INTERSECT SELECT * FROM B;
Оператор розподілу
Реляційна алгебра: A (X,Y) Devid By B(Y)
Оператор SQL: SELECT DISTINCT A.X
FROM A
WHERE NOT EXIST (SELECT * FROM B WHERE NOT EXIST
(SELECT * FROM A A1
WHERE A1.X = A.X AND
A1.Y = B.Y));
Оператор SQL, що реалізує розподіл відношень важко запам'ятати, тому дамо приклад еквівалентного перетворення виразів, які представляють зміст запиту.
Нехай відношення A містить дані про поставки деталей, відношення B містить перелік всіх деталей, які можуть поставлятися. Атрибут X є номером постачальника, атрибут Y є номером деталі.
Розділити відношення A на відношення B означає в даному прикладі "відібрати номера постачальників, які поставляють всі деталі".
Перетворимо текст виразу: "Відібрати номера постачальників, які поставляють всі деталі" еквівалентно "Відібрати ті номери постачальників з таблиці A, для яких не існує деталей, що не поставляють, у таблиці B" еквівалентно "Відібрати ті номери постачальників з таблиці A, для яких не існує тих номерів деталей з таблиці B, які не поставляються цим постачальником" еквівалентно "Відібрати ті номери постачальників з таблиці A, для яких не існує тих номерів деталей з таблиці B, для яких не існує записів про поставки в таблиці A для цього постачальника й цієї деталі".
Останній вираз дослівно переводиться на мову SQL. При перекладі вираз на мову SQL необхідно врахувати, що у внутрішньому підзапиті таблиця A повинна бути перейменована, для того щоб відрізняти її від екземпляра цієї ж таблиці, яка використовується у зовнішньому запиті.
3 Основи проектування додатків баз даних
3.1 Функціональна модель ODBC
3.1.1 Основа ODBC
Інтерфейс ODBC (Open Database Connectivity) був розроблений фірмою Microsoft як відкритий інтерфейс доступу до БД. Він надає уніфіковані засоби взаємодії прикладної програми, названої клієнтом (або додатком-клієнтом), із сервером - БД.
В основу інтерфейсу ODBC були покладені специфікація CLI-інтерфейсу (Call-Level Interface), розроблена X/Open, і ISO/IEC для API БД, а також мова SQL (Structured Query Language) як стандарт мови доступу до БД.
Інтерфейс ODBC проектувався для забезпечення уніфікованого доступу будь-якого додатка, який використовує ODBC, до різних джерел даних. Так, якщо додаток, який відповідає стандарту ODBC й SQL, спочатку розроблявся для роботи з БД Microsoft Access, а потім таблиці цієї бази були перенесені в БД Microsoft SQL Server або БД Oracle, то додаток зможе й далі обробляти ці дані без внесення додаткових змін.
Для взаємодії з БД додаток-клієнт викликає функції інтерфейсу ODBC, які реалізовані в спеціальних модулях, названих ODBC-драйверами. Як правило, ODBC-драйвери - це DLLбібліотеки, при цьому одна DLL-бібліотека може підтримувати кілька ODBC-драйверів. При установці на комп'ютер будь-якого SQL-сервера автоматично виконується реєстрація в реєстрі Windows і відповідного ODBC-драйвера.
3.1.2 Архітектура ODBC
Архітектура ODBC подана чотирма компонентами (рис. 3.1):
1. Додаток-клієнт, що виконує виклик функцій ODBC.
2. Менеджер драйверів, що завантажує й звільняє ODBC-драйвери, які потрібні для додатків-клієнтів. Менеджер драйверів обробляє виклики ODBC-функцій або передає їхньому драйверу.
3. ODBC-драйвер, що обробляє виклики SQL-функцій, передаючи SQL-серверу виконуваний SQL-оператор, а додатку-клієнтові - результат виконання викликаної функції.
4. Джерело даних, обумовлений як конкретна локальна або вилучена БД.
