Изучение теории по СУБД и БД

Введение

 

Основное развитие объектно-реляционные базы данных получили около 10-ти лет назад, в декабре 1996 года, когда компания “Informix” разработала объектно-реляционную систему управления базами данных (ОРСУБД) Informix Universal Server. Где-то через год, в 1997 году на рынке появилась ОРСУБД компании “Oracle” (Oracle8) и IBM (DB2, Universal Database). На протяжении нескольких лет этот подход к хранению и обработке информации поддавался всесторонней дискуссии. Многие из обсуждающих были уверены, что ОРСУБД кардинально изменят методы проектирования и разработок программного обеспечения.

После 3-х лет широких дискуссий, шум вокруг ОРСУБД несколько затих. Приблизительно до окончания 90-х годов “Informix”, “Oracle” и “IBM” постоянно работали и модифицировали свои ОРСУБД. В 1999 году был разработан эталон SQL:1999, где были использованы объектные расширения языка SQL. После выхода в 2003 году эталона SQL:2003, где было дополнено и зафиксировано SQL:1999, разработчики баз данных окончательно завершили рассматривать объектно-реляционную методологию баз данных.

Это совсем не означает, что ОРСУБД совсем были забыты. Просто на их создание было потрачено очень много ресурсов как материальных, так и интеллектуальных. К тому же, объектно-реляционный подход характеризуется большой перспективностью развития, где слишком много достоинств и которые разработчики приложений для баз данных никак не могли проигнорировать.

Тема курсовой работы посвящена объектно-реляционным базам данных и СУБД.

Актуальность темы важна, т.к. применение объектно-реляционных баз данных является распространённым явлением.

Объектом исследования курсовой работы являются «Базы данных», а предметом исследования – «Объектно-реляционные базы данных и СУБД».

Целью курсовой работы является изучение объектно-реляционных баз данных и СУБД.

Чтобы выполнить поставленную цель в курсовой работе нужно решить следующие задачи:

1. Изучить всю теорию по СУБД и БД: понятие БД и СУБД, языки, структуру и архитектуру.

2. Описать общие понятия объектно-реляционных баз данных.

3. Охарактеризовать проблемы развития ОРСУБД.

4. Привести примеры ОРСУБД.

5. Выполнить практическую работу по созданию объектно-реляционной базы данных.

При написании курсовой работы использовались научные труды следующих авторов:  Гурвиц Г.А., Гребешков А.Ю., Коваленко В.В., Домбровская Г.В., Кудрявцев Е.М., Кошелев В. Е., Гринченко Н.Н., Гусев Е.В., Макаров Н.П., Илюшечкин В.М. и другие.

 

 

Изучение теории по СУБД и БД

 

Понятие БД и СУБД

База данных, также называемая электронной базой данных, любой коллекцией данных или информацией, которая специально предназначена для быстрого поиска и поиска компьютером. Базы данных структурированы для облегчения хранения, извлечения, изменения и удаления данных в сочетании с различными операциями обработки данных.[1]

Система управления базами данных (СУБД) извлекает информацию из базы данных в ответ на запросы[5].

База данных хранится в виде файла или набора файлов на магнитном диске или на магнитной ленте, на оптическом диске или на каком-либо другом вторичном запоминающем устройстве. Информация в этих файлах может быть разбита на записи, каждая из которых состоит из одного или нескольких полей. Поля являются основными единицами хранения данных, и каждое поле обычно содержит информацию, относящуюся к одному аспекту или атрибуту объекта, описываемого базой данных[9].

Записи также организованы в таблицы, которые включают информацию об отношениях между различными полями. Хотя база данных применяется свободно для любой коллекции информации в компьютерных файлах, база данных в строгом смысле обеспечивает возможности перекрестных ссылок. Используя ключевые слова и различные команды сортировки, пользователи могут быстро искать, упорядочивать, группировать и выбирать поля во многих записях для извлечения или создания отчетов по конкретным агрегатам данных.

На рисунке 1 представлен основной состав СУБД.

Рисунок 1 – Основной состав СУБД

Записи базы данных и файлы должны быть организованы, чтобы обеспечить получение информации. Запросы являются основным способом получения пользователями информации о базе данных[6]. Сила СУБД связана с ее способностью определять новые отношения из базовых, заданные таблицами, и использовать их для получения ответов на запросы. Как правило, пользователь предоставляет строку символов, и компьютер выполняет поиск в базе данных для соответствующей последовательности и предоставляет исходные материалы, в которых отображаются эти символы; Пользователь может запросить, например, все записи, в которых содержимым поля для фамилии человека является слово Смит[15].

Многие пользователи большой базы данных должны иметь возможность быстро обрабатывать информацию внутри нее в любой момент времени. Более того, крупные коммерческие и другие организации имеют тенденцию создавать множество независимых файлов, содержащих связанные и даже перекрывающиеся данные, а их обработка данных часто требует связывания данных из нескольких файлов. Для поддержки этих требований были разработаны несколько типов СУБД: плоский, иерархический, сетевой, реляционный и объектно-ориентированный[17].

Языки баз данных

Для обеспечения нормальной работы баз данных требуется применения специальных языков программирования, которые именуются языками баз данных. На раннем этапе развития СУБД были использованы специальные языки с набором определенных функций. Наиболее известными считаются языки – это язык определения схемы БД (Schema Definition Language, SDL) и язык манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML)[14].

Язык определения схемы функционировал только для определения логической структуры БД и именно той, которая представлена пользователям. В DML были включены некоторые операторы манипулирования данными, вроде тех, которые позволяют вносить в базу данных нужную информацию, удалять не нужную информацию, изменять информацию, а также считывать какую-либо информацию[11].

Современные СУБД поддерживают единый встроенный язык, имеющий набор всех функций, обеспечивающих эффективную работу БД, начиная с ее создания и формирования основного пользовательского интерфейса с базами данных. К такому языку, в наше время, относится язык SQL (Structured Query Language). Имеет смысл перечислить основные функции реляционной СУБД, поддерживаемые на языковом уровне. В основном, это те функции, которые поддерживаются интерфейсом SQL.

Язык SQL состоит из средств SDL и DML, которые позволяют не только определить схему реляционной БД, но и манипулировать данными. При этом, название объектов БД (для реляционной БД это название таблиц и их столбцов) поддерживается на уровне языка в том значении, что компилятор языка SQL осуществляет изменение названий объектов и их внутренние идентификаторы, опираясь на специально поддерживаемую службу каталогов таблиц. Внутренняя область СУБД (ядро) никак не связана с именами таблиц и их столбцов.

В язык SQL включены специальные средства, обеспечивающие ограничения целостности БД. Эти ограничения целостности находятся в специальных таблицах-каталогах, а предоставление контроля целостности базы данных осуществляется на языковом уровне. Другими словами, в процессе компиляции операторов изменения БД, компилятор SQL вырабатывает соответствующий программный код, на основе существующих ограничений целостности[13].

Имеющиеся операторы языка SQL таким образом формулируют представления о БД, на основе фактически хранимых в БД запросов (итогом любого запроса к реляционной БД будет таблица с именованными столбцами)[16]. Для не специалиста, это представление сводится к понятию обычной таблицы, как и той, которая хранится в БД. В связи с этим, поддержка представлений о БД позволяет либо уменьшить, либо увеличить прозрачность БД для отдельно взятого пользователя. В то же время, сохранение представлений осуществляется и на языковом уровне.[7]

С помощью комплекта операторов SQL выполняется авторизация доступа к объектам БД. Основная философия авторизации сводится к тому, что не каждый пользователь может иметь доступ к информации, хранящейся в базе данных, на основе операторов SQL. Так, например, пользователь, создавший таблицу базы данных, имеет исключительные права на работу с этой таблицей. Функции операторов SQL позволяют передавать долю или все полномочия на право доступа другим пользователям, в том числе и полномочия на передачу полномочий. Права доступа пользователей описываются в специальных таблицах-каталогах, а контролируются эти права на языковом уровне.

Проблемы развития ОРСУБД

В последнее время, по отношению к ОРСУБД не наблюдается каких-либо серьезных размышлений. Для тех, кто создает приложения вполне очевидно, что расширенные возможности SQL ограничиваются возможностями серверного программирования, где используются процедуры и функции хранения.

Объектно-ориентированное направление считается самым перспективным в плане решения различных классических задач исследования программного продукта. В основу философии определения объектно-ориентированной технологии заложено то, что все программное обеспечение должно создаваться на основе простых и часто повторяющихся компонентов[5].

Принято считать, что создание программного продукта и управление базами данных – это абсолютно разные направления. Философия баз данных направлена на основные понятия сохранения информации. Что касается создания программного обеспечения, то здесь присутствуют динамические процессы, связанные с тонкостями создания программ. На самом деле, с появлением 3-го поколения СУБД, эти два направления были объединены в один комплекс, для решения задач, связанных с данными и процессами, проектирующимися на эти данные[6].

Каждая фирма или компания отличается своей спецификой работы, что накладывает ограничения на работу с данными. В связи с этим, требуется так же специфическое программное обеспечение для создания условий реализации бизнес-логики предприятия и условий доступа к базам данных. Например, если на предприятии создана реляционная база данных, где хранится информация о наличии продукции на складе, то должны быть созданы условия для использования этих данных и для других бизнес-целей. Для этого необходимо создать программное обеспечение, с помощью которого и будет осуществляться контроль за наличием продукции на складах[22]. Возможно объединение нескольких складов, при помощи программы, для доступа к информации из любой точки и для любого пользователя. На основе этих данных реально осуществлять аналитические расчеты, на основе которых может осуществляться планирование и выпуск наиболее востребованных товаров. Таким образом, создав локальную сеть и соединив ее с глобальной, реально решать любые бизнес-задачи.

На рисунке 5 представлен пример объектно-реляционной модели.

Рисунок 5– Объектно-реляционная модель

Примеры ОРСУБД

«Oracle Database» – это объектно-реляционная система управления базами данных, разработанная на основе объектно-ориентированной технологии хранения информации. Ее назначение – это управление созданием и использованием баз данных.

Корпорация “Oracle” еще в июне 1997 года разработала свою первую СУБД, которая соответствовала возможностям СУБД “Oracle 7.3”. Это решение считается наиболее удачным для компании “Oracle”. А уже в СУБД “Oracle 9i” (2002 года) были предприняты шаги к расширению возможностей объектно-реляционной СУБД “Oracle 8”[11].

Как и любое другое программное обеспечение реляционной СУБД, Oracle Database построена поверх SQL, стандартизованного языка программирования, который используют администраторы баз данных, аналитики данных и другие ИТ-специалисты для управления базами данных и запроса данных, хранящихся в них.

 Oracle Database использует структуру столбцов и столбцов, которая соединяет связанные элементы данных в разных таблицах друг с другом; В результате пользователям не нужно хранить одни и те же данные в нескольких таблицах для удовлетворения потребностей обработки. Реляционная модель также предоставляет набор ограничений целостности для поддержания точности данных; Эти проверки являются частью более широкого соблюдения принципов атомарности, согласованности, изоляции и долговечности, которые все вместе называются свойствами ACID, и предназначены для обеспечения надежной обработки транзакций базы данных.

С архитектурной точки зрения сервер базы данных Oracle включает в себя базу данных для хранения данных и один или несколько экземпляров базы данных для управления файлами, содержащимися в базе данных. Базы данных имеют сочетание физических и логических структур хранения. Физические структуры хранения включают файлы данных, управляющие файлы, содержащие метаданные о базе данных и онлайн-файлах повторного журнала, которые документируют изменения данных. Логические структуры хранения включают блоки данных; Экстенты, которые группируют логически смежные блоки данных; Сегменты, которые представляют собой множества экстентов; И табличные пространства, которые служат логическими контейнерами для сегментов.

“PostgreSQL” – это наиболее развитая ORDBMS система в мире и считается реальной альтернативой различного рода коммерческим базам данных.

 “PostgreSQL” работает на применении индексов, интеллектуальном формировщике запросов, тонкого механизма блокировок, системами управления буферами памяти и кеширования, отличной масштабируемостью, в условиях огромной конкуренции[2].

“Informix” – это представительница семейства систем управления реляционными базами данных, разработанных фирмой IBM. “Informix” считается флагманом среди СУБД IBM, предназначенных для онлайновой процедуры обработки транзакций (OLTP), а также, как программный продукт, подходящий для решения задач интегрирования.

В последней версии 11.7 были внесены некоторые нововведения. К ним следует отнести: новый подход в обработке контрольной точки, а также возможность создания независимых дополнительных серверов в репликации. Кроме этого, образовался абсолютно новый уровень изоляции – LAST COMMITTED READ, который дает возможность получить самую последнюю принятую версию строк, в условиях, когда какой-либо другой параллельный сеанс пытается осуществить блокировку на уровне строк[3].

Этот раздел посвящён понятиям, касающимся объектно-реляционных баз данных, принципов их построения, основные рабочие функции, перспективы развития на будущее и примеры уже разработанных и действующих систем управления базами данных.

 

Описание СУБД Oracle

Oracle - это технология реляционных баз данных, разработанная Oracle.

PLSQL означает «Процедурные расширения языка для SQL» и является расширением SQL, которое используется в Oracle. PLSQL тесно интегрирован в язык SQL, но он добавляет конструкторы программирования, которые не являются родными для SQL (рисунок 6).

Рисунок 6 – Архитектура СУБД Oracle

Возможности инструментария запросов базы данных Oracle, включают настраиваемый браузер базы данных Oracle, предназначенный для Oracle, редактор PL / SQL SQL с функциями Oracle и PL / SQL и подсветкой синтаксиса, инструменты импорта и экспорта Oracle, пользовательский графический интерфейс Oracle и визуальные инструменты, а также инструменты администрирования баз данных Oracle. Ниже перечислены более подробные сведения об этих функциях[10].

Примеры создания объектов БД

Синтаксис команды создания таблицы представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Синтаксис команды создания таблицы

Прпаметры синтаксиса:

table_name – имя таблицы, которая создаётся.

column1, column2,... column_n - столбцы, которые пользователь хочет создать в таблице. Каждый столбец должен иметь тип данных. Столбец должен быть определён как «null» или «not null», и если это значение остается пустым, база данных предполагает «null» как значение по умолчанию (рисунок 8).

Рисунок 8 – Пример команды создания таблицы

В примере создаётся таблица, называемая «Клиенты», которая имеет 3 столбца.

• Первый столбец называется customer_id, который создаётся как числовой тип данных (максимум 10 цифр в длину) и не может содержать нулевые значения.

• Второй столбец называется customer_name, который является типом данных varchar2 (50 максимальных символов в длину), а также не может содержать нулевые значения.

• Третий столбец называется «Город», который является типом данных varchar2, но может содержать нулевые значения.

Теперь единственная проблема с этим оператором «CREATE TABLE» заключается в том, что пользователь не определил первичный ключ для таблицы. Можно изменить этот оператор CREATE TABLE и определить customer_id как первичный ключ следующим образом (рисунок 9):

Рисунок 9 – Пример присвоения первичного ключа

К примеру создадим таблицу Oracle, называемую «Поставщики», которая хранит идентификатор поставщика, имя и адресную информацию.

Оператор «CREATE TABLE» для таблицы поставщика (рисунок 10).

Рисунок 10 – Создание второй таблицы

В Oracle первичный ключ представляет собой одно поле или комбинацию полей, которые однозначно определяют запись. Ни одно из полей, которые являются частью первичного ключа, не может содержать нулевое значение. В таблице может быть только один первичный ключ.

• В Oracle первичный ключ не может содержать более 32 столбцов.

• Первичный ключ может быть определён либо в инструкции CREATE TABLE, либо в заявлении ALTER TABLE.

Рассмотрим пример, который показывает, как изменить несколько столбцов в таблице Oracle, используя инструкцию ALTER TABLE.

Например (рисунок 11).

Рисунок 11 – Применение ALTER TABLE

Этот пример «ALTER TABLE» будет изменять столбцы customer_name и city.

Оператор «DROP TABLE» позволяет удалить или удалить таблицу из базы данных Oracle.

Синтаксис данного оператора следующий (рисунок 12):

Рисунок 12 – Применение DROP TABLE

Параметры синтаксиса:

schema_name - имя схемы, которой принадлежит таблица.

table_name – имя таблицы.

CASCADE CONSTRAINTS - Необязательный. Если указано, все ограничения ссылочной целостности также будут удалены.

PURGE - Необязательный. Если указано, таблица и ее зависимые объекты будут удалены из корзины, и вы не сможете восстановить таблицу. Если не указано, таблица и ее зависимые объекты помещаются в корзину и могут быть восстановлены позже, если необходимо.

Посмотрим на пример, показывающий, как удалить таблицу в Oracle, используя оператор DROP TABLE.

Например:

DROP TABLE customers;

Этот пример «DROP TABLE» приведёт к откату таблицы, называемой клиентами.

Oracle VIEW, по сути, представляет собой виртуальную таблицу, которая физически не существует. Скорее, он создается запросом, соединяющим одну или несколько таблиц.

Синтаксис инструкции «CREATE VIEW» в Oracle / PLSQL (рисунок 13):

Рисунок 13 – Синтаксис инструкции «CREATE VIEW»

Параметры синтаксиса:

view_name - Имя представления, которое создается.

WHERE conditions - Необязательный. Условия, которые должны быть выполнены для записей, которые должны быть включены в VIEW.

Ниже приведён пример использования Oracle CREATE VIEW (рисунок 14).

Рисунок 14 – Применение CREATE VIEW

Внешний ключ - это способ обеспечения ссылочной целостности в вашей базе данных Oracle. Внешний ключ означает, что значения в одной таблице также должны отображаться в другой таблице.

Указанная таблица называется родительской таблицей, а таблица с внешним ключом называется дочерней таблицей. Внешний ключ в дочерней таблице обычно ссылается на первичный ключ в родительской таблице.

Внешний ключ может быть определен либо в инструкции CREATE TABLE, либо в инструкции ALTER TABLE.

Синтаксис создания вторичного ключа следующий (рисунок 15).

Рисунок 15 – Синтаксис создания вторичного ключа

Пример создания на рисунке ниже (рисунок 16).

Рисунок 16 – Пример создания вторичного ключа

Создать функцию, кКак и на других языках, вы можете создавать свои собственные функции в Oracle.

Синтаксис для создания функции в Oracle (рисунок 17):

Рисунок 17 – Синтаксис для создания функции в

Когда вы создаете процедуру или функцию, вы можете определить параметры. Существует три типа параметров, которые могут быть объявлены:

1. IN - Параметр может ссылаться на процедуру или функцию. Значение параметра не может быть перезаписано процедурой или функцией.

2. OUT. Параметр не может ссылаться на процедуру или функцию, но значение параметра может быть перезаписано процедурой или функцией.

3. IN OUT. Параметр может ссылаться на процедуру или функцию, и значение параметра может быть перезаписано процедурой или функцией (рисунок 18).

Рисунок 18 – Применение функции

Эта функция называется FindCourse. Он имеет один параметр name_in и возвращает число. Функция вернет номер курса, если найдет совпадение, основанное на имени курса. В противном случае он возвращает 99999.

В заключении раздела можно сделать вывод, что были освоены навыки создания объектно-реляционной базы данных в системе управления Oracle.

 

Заключение

 

Цель курсовой работы выполнена - изучены системы управления базами данных, а именно - их настройка, обработка запросов, оптимизация.

Чтобы выполнить поставленную цель в курсовой работе нужно решить следующие задачи:

1) изучить основные понятия и свойства СУБД;

2) понять основы языков СУБД;

3) изучить преимущества использования СУБД;

4) описать настройку, обработку запросов и оптимизацию СУБД;

5) создать небольшую БД в программном продукте MS Access.

База данных, также называемая электронной базой данных, любой коллекцией данных или информацией, которая специально предназначена для быстрого поиска и поиска компьютером. Базы данных структурированы для облегчения хранения, извлечения, изменения и удаления данных в сочетании с различными операциями обработки данных.[1]

Система управления базами данных (СУБД) извлекает информацию из базы данных в ответ на запросы[5].

Для обеспечения нормальной работы баз данных требуется применения специальных языков программирования, которые именуются языками баз данных. На раннем этапе развития СУБД были использованы специальные языки с набором определенных функций. Наиболее известными считаются языки – это язык определения схемы БД (Schema Definition Language, SDL) и язык манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML)[14].

С помощью комплекта операторов SQL выполняется авторизация доступа к объектам БД. Основная философия авторизации сводится к тому, что не каждый пользователь может иметь доступ к информации, хранящейся в базе данных, на основе операторов SQL. Так, например, пользователь, создавший таблицу базы данных, имеет исключительные права на работу с этой таблицей. Функции операторов SQL позволяют передавать долю или все полномочия на право доступа другим пользователям, в том числе и полномочия на передачу полномочий. Права доступа пользователей описываются в специальных таблицах-каталогах, а контролируются эти права на языковом уровне.

К главной задаче реляционных СУБД следует отнести то, что языки баз данных (в основном SQL) относятся к непроцедурным языкам. Другими словами, операторы такого языка оказывают определенное влияние на БД не в виде процедуры, а в виде определенной формы выполнения данной процедуры. В связи с этим, компилятор языка указывает на то, каким из способов необходимо исполнить действие, прежде, чем программа будет выполнена. Существуют некоторые способы оптимизаций действий операторов. В результате компиляции является некоторая исполняемая программа, представленная в некоторых системах машинными кодами, но большей частью – в исполняемом внутреннем машинно-независимом коде. В завершение, истинное исполнение оператора подкрепляется подсистемой поддержки времени исполнения, которая представляет не что иное, как интерпретатор внутреннего языка[20].

Объектно-реляционная модель хранения данных – это объектно-ориентированная структура, построенная на возможностях реляционной технологии, а также на достоинствах объектно-ориентированного направления[15].

Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД), на самом деле, является реляционной системой управления, поддерживающей все современные технологии, построенные на объектно-ориентированном методе, с применением классов, объектов и наследований, реализованные в структуре баз данных и с помощью языка запросов.

Для объектно-реляционных моделей приложения разрабатывались из расчета на изменения и доступ к корпоративным данным, находящихся в таблицах, куда занесены такие типы данных, как “Integer”, “Number”, “Date” и “Char”.Принято считать, что создание программного продукта и управление базами данных – это абсолютно разные направления. Философия баз данных направлена на основные понятия сохранения информации. Что касается создания программного обеспечения, то здесь присутствуют динамические процессы, связанные с тонкостями создания программ. На самом деле, с появлением 3-го поколения СУБД, эти два направления были объединены в один комплекс, для решения задач, связанных с данными и процессами, проектирующимися на эти данные[6].

«Oracle Database» – это объектно-реляционная система управления базами данных, разработанная на основе объектно-ориентированной технологии хранения информации. Ее назначение – это управление созданием и использованием баз данных.

Корпорация “Oracle” еще в июне 1997 года разработала свою первую СУБД, которая соответствовала возможностям СУБД “Oracle 7.3”. Это решение считается наиболее удачным для компании “Oracle”. А уже в СУБД “Oracle 9i” (2002 года) были предприняты шаги к расширению возможностей объектно-реляционной СУБД “Oracle 8”[11].

 

Список использованной литературы

 

1. Амблер С., Прамодумкар Дж., Садаладж. Рефакторинг баз данных. Эволюционное проектирование // пер.с англ.яз. Птицын К. – М.: Лори, 2016. – 368 с.

2. Арбатская О.А. Системы управления базами данных (СУБД). М.: НИЯУ МИФИ, 2014. — 100 с.

3. Баканов М.В., Романова В.В., Крюкова Т.П. Базы данных. Системы управления базами данных. Учебное пособие. - Кемерово: КТИПП, 2012. - 166 с.

4. Бессарабов Н.В. Модели и смыслы данных в Cache и Oracle/ М.: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016. — 617 с.

5. Горбачев В.А., Габова К.И. Управление данными Учебное пособие. – Сыктывкар: СЛИ, 2014. – 148 с.

6. Григорьев Ю.А., Плутенко А.Д. и др. Теория и практика анализа параллельных систем баз данных. Владивосток: Дальнаука, 2015. — 336 с

7. Громов Ю.Ю., Иванова О.Г. и др. Управление данными Учебник. ― Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. ― 192 с.

8. Голицина О.Л., Партыка Т.Л., Попов И.И. Основы проектирования баз данных. Учебное пособие. – М.: Форум, 2014. – 416 с.

9. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных М.: Юрайт, 2014. — 215 c.

10. Коваленко В.В. Проектирование информационных систем. – М.: Форум, 2014. – 320 с.

11. Куликов С.C. Работа с MySQL, MS SQL Server и Oracle в примерах. Практ. Пособие. Минск: БОФФ, 2016. — 556 с

12. Кумскова И.А. Базы данных. – М.: Кнорус, 2015. – 488 с.

13. Лукин В.Н. Введение в проектирование баз данных. – М.: Вузовская книга, 2013. – 144 с.

14. Никулин С.В. Управление данными. Учебно-методический комплекс. – Сыктывкар: СЛИ, 2012. – 105с.

15. Пак В.С. Системы управления базами данных. Учебно-методический комплекс. — Ташкент: Ташкентский Университет Информационных технологий, 2016. — 317 с

16. Парфенов Ю.П. Постреляционные хранилища данных Екб: Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 120 с.

17. Робинсон Ян, Вебер Джим, Эифрем Эмиль. Графовые базы данных: новые возможности для работы со связанными данными. ер. с англ. Р. Н. Рагимова; науч. ред. А. Н. Кисилев. — 2-е изд. — М.: ДМК Пресс, 2016. — 256 с.: ил.

18. Сажин В.И., Конецкая Е.В. Представление и обработка информации в реляционных базах данных. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2014. — 138 с.

19. Тарасов С.В. СУБД для программиста. Базы данных изнутри. Солон-Пресс, 2015. — 320 с.

20. Ткачев О.А. Логическое проектирование реляционных баз данных. Учебное пособие. — М.: МГПУ, 2014. — 112 с

21. Точилкина Т.Е., Громова А.А. Хранилища данных и средства бизнес-аналитики. М.: Финансовый университет, 2017. — 161 с.

22. Фуфаев Э.В., Фуфаев Д.Э. Разработка и эксплуатация удаленных баз данных. Учебник. — 3-е изд., стер. — М.: Академия, 2012. — 256 с.: ил.

 

Введение

 

Основное развитие объектно-реляционные базы данных получили около 10-ти лет назад, в декабре 1996 года, когда компания “Informix” разработала объектно-реляционную систему управления базами данных (ОРСУБД) Informix Universal Server. Где-то через год, в 1997 году на рынке появилась ОРСУБД компании “Oracle” (Oracle8) и IBM (DB2, Universal Database). На протяжении нескольких лет этот подход к хранению и обработке информации поддавался всесторонней дискуссии. Многие из обсуждающих были уверены, что ОРСУБД кардинально изменят методы проектирования и разработок программного обеспечения.

После 3-х лет широких дискуссий, шум вокруг ОРСУБД несколько затих. Приблизительно до окончания 90-х годов “Informix”, “Oracle” и “IBM” постоянно работали и модифицировали свои ОРСУБД. В 1999 году был разработан эталон SQL:1999, где были использованы объектные расширения языка SQL. После выхода в 2003 году эталона SQL:2003, где было дополнено и зафиксировано SQL:1999, разработчики баз данных окончательно завершили рассматривать объектно-реляционную методологию баз данных.

Это совсем не означает, что ОРСУБД совсем были забыты. Просто на их создание было потрачено очень много ресурсов как материальных, так и интеллектуальных. К тому же, объектно-реляционный подход характеризуется большой перспективностью развития, где слишком много достоинств и которые разработчики приложений для баз данных никак не могли проигнорировать.

Тема курсовой работы посвящена объектно-реляционным базам данных и СУБД.

Актуальность темы важна, т.к. применение объектно-реляционных баз данных является распространённым явлением.

Объектом исследования курсовой работы являются «Базы данных», а предметом исследования – «Объектно-реляционные базы данных и СУБД».

Целью курсовой работы является изучение объектно-реляционных баз данных и СУБД.

Чтобы выполнить поставленную цель в курсовой работе нужно решить следующие задачи:

1. Изучить всю теорию по СУБД и БД: понятие БД и СУБД, языки, структуру и архитектуру.

2. Описать общие понятия объектно-реляционных баз данных.

3. Охарактеризовать проблемы развития ОРСУБД.

4. Привести примеры ОРСУБД.

5. Выполнить практическую работу по созданию объектно-реляционной базы данных.

При написании курсовой работы использовались научные труды следующих авторов:  Гурвиц Г.А., Гребешков А.Ю., Коваленко В.В., Домбровская Г.В., Кудрявцев Е.М., Кошелев В. Е., Гринченко Н.Н., Гусев Е.В., Макаров Н.П., Илюшечкин В.М. и другие.

 

 

Изучение теории по СУБД и БД

 

Понятие БД и СУБД

База данных, также называемая электронной базой данных, любой коллекцией данных или информацией, которая специально предназначена для быстрого поиска и поиска компьютером. Базы данных структурированы для облегчения хранения, извлечения, изменения и удаления данных в сочетании с различными операциями обработки данных.[1]

Система управления базами данных (СУБД) извлекает информацию из базы данных в ответ на запросы[5].

База данных хранится в виде файла или набора файлов на магнитном диске или на магнитной ленте, на оптическом диске или на каком-либо другом вторичном запоминающем устройстве. Информация в этих файлах может быть разбита на записи, каждая из которых состоит из одного или нескольких полей. Поля являются основными единицами хранения данных, и каждое поле обычно содержит информацию, относящуюся к одному аспекту или атрибуту объекта, описываемого базой данных[9].

Записи также организованы в таблицы, которые включают информацию об отношениях между различными полями. Хотя база данных применяется свободно для любой коллекции информации в компьютерных файлах, база данных в строгом смысле обеспечивает возможности перекрестных ссылок. Используя ключевые слова и различные команды сортировки, пользователи могут быстро искать, упорядочивать, группировать и выбирать поля во многих записях для извлечения или создания отчетов по конкретным агрегатам данных.

На рисунке 1 представлен основной состав СУБД.

Рисунок 1 – Основной состав СУБД

Записи базы данных и файлы должны быть организованы, чтобы обеспечить получение информации. Запросы являются основным способом получения пользователями информации о базе данных[6]. Сила СУБД связана с ее способностью определять новые отношения из базовых, заданные таблицами, и использовать их для получения ответов на запросы. Как правило, пользователь предоставляет строку символов, и компьютер выполняет поиск в базе данных для соответствующей последовательности и предоставляет исходные материалы, в которых отображаются эти символы; Пользователь может запросить, например, все записи, в которых содержимым поля для фамилии человека является слово Смит[15].

Многие пользователи большой базы данных должны иметь возможность быстро обрабатывать информацию внутри нее в любой момент времени. Более того, крупные коммерческие и другие организации имеют тенденцию создавать множество независимых файлов, содержащих связанные и даже перекрывающиеся данные, а их обработка данных часто требует связывания данных из нескольких файлов. Для поддержки этих требований были разработаны несколько типов СУБД: плоский, иерархический, сетевой, реляционный и объектно-ориентированный[17].

Языки баз данных

Для обеспечения нормальной работы баз данных требуется применения специальных языков программирования, которые именуются языками баз данных. На раннем этапе развития СУБД были использованы специальные языки с набором определенных функций. Наиболее известными считаются языки – это язык определения схемы БД (Schema Definition Language, SDL) и язык манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML)[14].

Язык определения схемы функционировал только для определения логической структуры БД и именно той, которая представлена пользователям. В DML были включены некоторые операторы манипулирования данными, вроде тех, которые позволяют вносить в базу данных нужную информацию, удалять не нужную информацию, изменять информацию, а также считывать какую-либо информацию[11].

Современные СУБД поддерживают единый встроенный язык, имеющий набор всех функций, обеспечивающих эффективную работу БД, начиная с ее создания и формирования основного пользовательского интерфейса с базами данных. К такому языку, в наше время, относится язык SQL (Structured Query Language). Имеет смысл перечислить основные функции реляционной СУБД, поддерживаемые на языковом уровне. В основном, это те функции, которые поддерживаются интерфейсом SQL.

Язык SQL состоит из средств SDL и DML, которые позволяют не только определить схему реляционной БД, но и манипулировать данными. При этом, название объектов БД (для реляционной БД это название таблиц и их столбцов) поддерживается на уровне языка в том значении, что компилятор языка SQL осуществляет изменение названий объектов и их внутренние идентификаторы, опираясь на специально поддерживаемую службу каталогов таблиц. Внутренняя область СУБД (ядро) никак не связана с именами таблиц и их