ВВЕДЕНИЕ
Прикладные системы, использующие базы данных, находят применение во всех сферах деятельности и обычно эксплуатируются в течение длительного промежутка времени.
Подобные системы проектировались для управления большим потоком транзакций, каждая из которых сопровождалась внесением каких-либо изменений в оперативные данные предприятия; это так называемые OLTP-системы (Online Transaction Processing). Размер базы данных в таких системах исчисляется: для малых систем — несколькими мегабайтами; для средних — гигабайтами и для очень больших — терабайтами.
В процессе эксплуатации прикладных систем приходится решать разные задачи — обеспечение текущей работы, включение в систему новых возможностей и др. В каких-то случаях возникает необходимость создать новую систему, использующую базу данных, или существенно реорганизовать существующую, с тем чтобы она отвечала требованиям предприятия.
Все это требует знания теории и практики баз данных, включающих в себя как общие концептуальные вопросы создания информационной модели предприятия, так и особенности использования в конечном итоге конкретного продукта — конкретной СУБД.
В данном издании сделана попытка осветить все эти вопросы для OLTP-систем. Рассмотрен обычный жизненный цикл систем с базами данных: проектирование, разработка, реализация и сопровождение.
На этапе проектирования важно рассматривать фундаментальные вопросы разработки информационной модели, не обращая внимания на конкретное физическое представление данных; отсюда рассматриваются инструментальные средства разработки информационной модели — понятие модели данных вообще и модели сущность—связь для описания данных, используемых предприятием, на концептуальном уровне, понятном всем заинтересованным лицам.
Разработка базы данных требует знания реляционной модели, поэтому этой модели уделено существенное внимание.
Реализация базы данных требует рассмотрения вопросов, связанных с организацией доступа к данным на уровне физического хранения; поэтому здесь уделяется определенное внимание и этим вопросам.
Перевод разработанной базы данных на язык реляционной СУБД (РСУБД) требует использования SQL, поэтому в данном издании большое внимание уделяется использованию структурированного языка запросов как стандартного средства управления объектами и данными реляционной СУБД. В то же время реализация и сопровождение базы данных требуют уже знания конкретной РСУБД. Использование возможностей реляционной базы данных (например, написание различных запросов, разработка процедур и триггеров для реализации необходимого функционального наполнения) также требует применения определенной версии языка SQL. Все учебные примеры, представленные в данном издании, написаны на диалектах языка SQL наиболее распространенных на сегодняшний день поставщиков реляционных СУБД — компаний Microsoft и Oracle, в основе инструментальных средств работы с базами данных которых используется стандарт SQL92.
Эффективная эксплуатация разработанной и реализованной базы данных определяется в том числе и производительностью выполняемых SQL-запросов. В связи с этим рассматриваются принципы работы оптимизатора SQL-запросов, интерпретация плана выполнения SQL-запросов, а также подходы по обеспечению условий для оптимального выполнения SQL-запросов с точки зрения их производительности.
В соответствии с изложенным в настоящем издании можно выделить следующие основные разделы.
- 1. Общее понятие модели данных, концептуальное проектирование, модель данных сущность—связь.
- 2. Реляционная модель данных, функциональные зависимости, теория нормализации.
- 3. Внутренние структуры хранения, методы доступа к данным, элементы оптимизации.
- 4. Языковые средства реляционных СУБД для реализации баз данных и построения SQL-запросов, рассмотрение диалектов языка SQL конкретных РСУБД.
- 5. Принципы работы оптимизатора SQL-запроса, интерпретация плана выполнения SQL-запроса, анализ производительности и возможные методы повышения эффективности выполнения SQL-запроса.
