Системи баз даних та знань. Книга 2. Системи управління базами даних та знань

Автор(и): 
Берко А.Ю., Верес О.М., Пасічник В.В.
Тип видання: 
підручник
Анотація: 

Підручник містить матеріал, необхідний для вивчення основних концепцій, функціональних можливостей та практичного застосування сучасних систем і технологій баз даних, розроблення прикладних засобів та комп’ютерних інформаційних систем різного спрямування на основі реляційних баз даних.

Призначається для студентів, що навчаються за напрямами галузей знань “Інформатика та обчислювальна техніка”, “Системні науки та кібернетика” і “Системна інженерія” та споріднених галузей знань, пов’язаних з вивченням комп’ютерних інформаційних технологій. Може бути використаний викладачами в якості дидактичного матеріалу, а також для самостійного вивчення і підвищення кваліфікації.

Зміст: 

 

Передмова наукового редактора серії підручників та навчальних посібників «КОМП’ЮТИНҐ»...................17

Вступ ......................................................................................................22

Частина І. Історія розвитку систем управління базами даних ………..…  26

Розділ 1. Історія СУБД …………………………………..……………  28

Розділ 2. Функції СУБД………………………………..……….….….  41

Розділ 3. Стандарти архітектури СУБД ………………………..…..  49

Розділ 4. Класифікація СУБД …………………………………….…  66

Розділ 5. Переваги і проблеми застосування СУБД ………………  80

Розділ 6. Стандарти SQL ……………………………………………..  88

Частина ІІ. Засоби опису та зміни бази даних .................  99

Розділ 7. Терміни і визначення стандарту

                 SQL 2011 (ISO/IEC 9075-2011) …………………………... 101

Розділ 8. Типи та властивості даних SQL .......................................  128

Розділ 9. Засоби мови опису даних для створення і адміністрування

                об'єктів баз даних ………………………………………….  146

Частина ІІІ. Засоби пошуку та вибору даних ...................  173

Розділ 10. Засоби мови SQL для виконання дій над даними .......  174

Розділ 11. Засоби мови SQL для вибору даних ...............................  209

Розділ 12. Зображувані таблиці, зображення (VIEW) ...................  270

Частина ІV. Засоби маніпулювання даними ....................  290

Розділ 13. Базові засоби зміни таблиць ............................................  291

Розділ 14. Пакети в SQL .....................................................................  300

Розділ 15. Процедури в SQL ..............................................................  311

Розділ 16. Функції в SQL ....................................................................  341

Розділ 17. Тригери ................................................................................  357

Частина V. Засоби контролю та керування процесами

                     в мові SQL .............................................................  370

Розділ 18. Курсори ................................................................................  371

Розділ 19. Організація та опрацювання транзакцій .....................  386

Розділ 20. Управління доступом до даних .......................................  399

Частина VІ. Новітні можливості сучасних СУБД ............  419

Розділ 21. Опрацювання XML-документів у базах даних ............  420

Розділ 22. Архітектура SQL-середовища опрацювання

                  баз даних ..............................................................................  436

Розділ 23. Перспективні напрями розвитку СУБД .......................  450

Частина VІІ. Практикум застосування мови SQL ............. 502

Розділ 24. Застосування мови SQL для опрацювання даних у

                  середовищі СУБД MySQL ………….....………...…….… 503

Висновок ……..………………………………………………………….  560

Додатки ......................................................................................  562

Предметний покажчик ..........................................................  564

Список рекомендованої літератури…………………….......  578

Вступ: 

Характерною рисою сучасних баз даних є тенденція до постійної інтеграції, що привело до потреби уніфікації методів і засобів їхнього опрацювання, які підтримують єдині принципи в реалізаціях на різноманітних комп’ютерних платформах. Стандартизовані засоби підтримання середовища опрацювання даних дають можливість користувачеві використовувати єдині підходи для створення, пошуку, зміни і передачі даних незалежно від того які технічні і системні програмні засоби використано для утворення такого середовища. Для більшості сучасних систем управління базами даних (СУБД) основні принципи і стандарти зосереджено у наборі засобів, які мають загальну назву Structured Query Language – SQL. Такі системи утворюють спеціальний клас, який називають SQL-сумісними СУБД. Сьогодні, за різними оцінками, від 80 до 90 відсотків усіх реалізацій баз даних використовують такий.

SQL використовується в діях над базою даних всіма категоріями користувачами, включаючи:

•     адміністраторів системи;

•     адміністраторів бази даних;

•     прикладних програмістів;

•     керівний персонал;

•     персонал підтримки проектування системи;

•     різні види кінцевих користувачів.

Типова реалізація SQL містить набір стандартних команд, згрупованих за такими завданнями:

•     пошук і вибір даних;

•     додавання, модифікації та знищення стрічок з таблиці;

•     створення, модифікація та знищення об’єктів бази даних;

•     керування доступом до бази даних та об’єктів даних;

•     гарантування узгодженості даних;

Завдяки своїй елегантності та незалежності від специфіки комп’ютера, а також завдяки підтримці лідерами ринку СУБД, SQL став і в недалекому майбутньому залишиться стандартною мовою для роботи із базами даних. Саме тому спеціалісти, які орієнтуються на роботу з базами даних мають володіти мовою SQL.

Предметом вивчення курсу є принципи функціонування та застосування систем управління базами даних в складі інформаційних систем різного призначення. Без ґрунтовного знайомства з таким видом засобів сьогодні неможливо бути не тільки кваліфікованим програмістом, але навіть і освіченим користувачем комп'ютерів.

Сьогодні літератури українською мовою, присвяченій тематиці СУБД, дуже мало. Складно порекомендувати одну або декілька книг, зміст котрих покривав би матеріал даного курсу. До кращих відносять книги К. Дейта "Введение в системы баз данных" (Наука, 2005) і "Пособие по реляционной СУБД DB2" (Финансы и статистика, 1988), а також книга Дж. Ульмана "Основы систем баз данных" (Фінанси і статистика, 1983). Хоча ці книги трохи застаріли (англійською мовою вийшло вже декілька доповнених видань), їх варто читати.

Основне призначення даного курсу – систематичне викладення основних ідей, принципів і методів, які використовують в сучасних системах управління базами даних. Курс не зосереджено на огляді можливостей якоїсь  однієї СУБД, натомість матеріал, що викладається, в однаковій мірі стосується будь-якої сучасної системи. Як показує досвід, без знання основ баз даних важко на серйозному рівні працювати з конкретними системами, як би добре вони не були документовані.

Основну увагу в книзі спрямовано на вивчення основних положень та елементів мови запитів SQL (Structured Query Language). Зміст та термінологія ґрунтуються на версії міжнародного стандарту мови SQL прийнятого в 1992 р. (офіційна назва - Міжнародний стандарт мови баз даних SQL ISO/IEC 9075-1992 (International Standart of Database Language SQL), та подальших вдосконалених і розвинутих версіях цього стандарту прийнятих у 1999, 2003, 2008 та 2011 роках.

Мова SQL на сьогодні є фактичним стандартом організації і застосування баз даних в більшості сучасних систем і технологій. Практично всі СУБД, які орієнтовані на реляційну модель, підтримують свій діалект SQL. Окрім того SQL застосовують як засіб доступу до баз даних деякими нереляційними СУБД. Основною метою запровадження та дотримання стандарту є забезпечення вільного обміну даними між різнорідними елементами як локальних так і глобальних мереж, уніфікація методів і засобів опрацювання даних, а також рентабельність програмних застосувань і підтримка принципу відкритості систем.

Варто зауважити, що жодна з сучасних систем не підтримує мову, описану стандартом у "чистому" вигляді. Кожна реалізація ґрунтується на дотриманні правил і принципів, згідно яких можливості стандартного варіанту мови можуть бути обмежені, стандарт може бути доповнений власними можливостями, але положення стандарту не можуть бути інтерпретовані іншим чином. Тому, кожну з реалізацій можна розглядати одночасно як підмножину і розширення стандарту. Це дещо ускладнює процедури обміну даними між різними середовищами, вимагає застосування додаткових інтерфейсних засобів, але при цьому збагачує арсенал технологій опрацювання баз даних і сприяє розвиткові нових підходів та стандартів. Зокрема, найбільш вдалі технологічні рішення 1990-2000-х років знайшли своє відображення у нових версіях стандарту мови SQL, окремі положення яких також розглядаються в даному підручнику.

Хоча мова SQL, в загальному, ґрунтується на реляційній теорії баз даних в ній мають місце деякі відступи від основних принципів, пов'язані, насамперед, з особливостями технологій опрацювання даних та розробки застосувань. При цьому мова SQL є реляційно-повною, це означає, що будь яку операцію реляційної алгебри можна подати за допомогою конструкцій SQL. У той же час, можливості SQL є значно ширшими за можливості реляційної алгебри.

Автори книги професори Володимир Пасічник, Андрій Берко та доцент Олег Верес є представниками київсько-львівської наукової школи з реляційних баз даних та знань започаткованої у 1980-х роках академіком Анатолієм Олександровичем Стогнієм. Підручник створено на основі результатів тривалих наукових досліджень та багаторічного досвіду авторів у викладанні предметів пов’язаних з теорією та практикою баз даних і знань, сховищ даних, систем та технологій управління базами даних для студентів, що навчаються за низкою напрямів у Національному університеті "Львівська політехніка" та інших вищих навчальних закладах Львова. Чинниками, які спонукали авторів до написання навчального підручника стали, зокрема, незначна кількість україномовних підручників в галузі інформаційних систем і технологій, необхідність формування та запровадження української термінології з баз даних, а також прагнення систематизувати і поширити власні ідеї та погляди щодо методики викладання і змісту навчального курсу.

Підручник "Системи баз даних та знань" складається з двох книг – "Організація баз даних та знань" і "Системи управління базами даних та знань". У другій книзі подано основні поняття, принципи та вирішення необхідні для розуміння суті та предмету систем управління баз даних та знань, вивчення основних закономірностей, методів, засобів і технологій створення, опрацювання та застосування баз даних. Книга "Системи управління базами даних та знань" складається з семи частин.

Першу частину – "Історія розвитку систем управління базами даних" присвячено вивченню загальних фундаментальних понять та принципів на яких ґрунтується напрям баз даних та знань. Зміст першої частини відповідає лекційному курсові предмету і окрім теоретичного матеріалу містить приклади, завдання для контролю та самоконтролю, приклади тестових завдань для проведення контрольних заходів.

У другій частині – "Засоби опису та зміни бази даних" подано основні принципи, методи, прийоми, засоби та технології роботи з базами даних у середовищі СУБД, та порядок використання баз даних при розробленні інформаційних систем. Матеріал цієї частини призначено для виконання циклу практичних і лабораторних робіт.

Частину третю – "Засоби пошуку та вибору даних" призначено для формування практичних навиків та вміння самостійно виконувати моделювання і проектування структур та елементів баз даних із застосуванням різноманітних методик та технологій. Матеріал цієї частини призначено для використання при виконанні курсової, розрахункової чи самостійної роботи.

У четвертій частині – "Засоби маніпулювання даними" описано порядок виконання основних дій над даними в середовищах СУБД, таких як актуалізація вмісту таблиць бази даних, створення нових даних, вилучення та модифікація даних, а також особливості різних способів і засобів виконання дій такого характеру. Матеріал частини може бути використано при підготовці до лабораторних робіт та виконанні курсових робіт і проектів.

Частину п’яту – "Засоби контролю та керування процесами в мові SQL" призначено ознайомлення із засобами організації та управління процесами, в середовищах СУБД, керування подіями, транзакціями, доступом до даних, організації безпечної роботи з базами даних. Матеріал цієї частини призначено для виконання циклу практичних і лабораторних робіт.

У шостій частині – "Новітні можливості сучасних СУБД" описано основні напрями і перспективи розвитку та вдосконалення концепції, підходів і технологій опрацювання даних в середовищах СУБД та їх інтеграції з іншими засобами опрацювання даних. Матеріал призначено для наукових досліджень в галузі систем і технологій опрацювання даних, виконання курсових та кваліфікаційних робіт і проектів. 

Частину сьому – "Практикум застосування мови SQL" призначено для отримання практичних навиків і застосування принципів і технологій, які ґрунтуються на засадах SQL у вирішенні задач, пов’язаних зі створенням і опрацюванням інформаційного ресурсу інформаційних систем на основі баз даних. Матеріал побудовано на використанні можливостей популярної СУБД MySQL, яка є продуктом вільного поширення, призначено для виконання практичних і лабораторних робіт чи самостійного вивчення.

Друга книга підручника призначена для використання викладачами та студентами різних напрямів, пов’язаних з комп’ютерними інформаційними системами та технологіями у процесі вивчення курсів "Системи баз даних та знань", "Бази та банки даних", "Бази даних інформаційних систем" тощо. Книгу можуть застосовувати фахівці в галузі баз даних та знань як довідковий посібник у практичній роботі чи для підвищення кваліфікації.

Для сприйняття та розуміння матеріалу підручника читачеві бажано мати базові знання у таких галузях як програмування, алгоритми та структури даних, теорія множин, математична логіка, основи моделювання, організація баз даних.

Автори висловлюють подяку своїм колегам – викладачам кафедри інформаційних систем та мереж Національного університету "Львівська політехніка" та студентам університету, які приймали участь в апробації матеріалу підручника у навчальному процесі.

Кількість сторінок: 
680
Видавництво: 
«Магнолія-2006»
Рік: 
2013