1. Понятие бд.

База данных (БД) — это совокупность данных, описывающих часть реального мира, в которой действует информационная система. Набор средств для управления БД называется системой управления базами данных (СУБД). СУБД может содержать утилиты, приложения, сервисы, библиотеки, средства создания приложений и другие компоненты.

Наиболее распространены реляционные (от англ. relation — отношение, связь, зависимость) базы данных. Они состоят из двумерных таблиц, связанных между собой различными отношениями. Любая таблица реляционной базы данных состоит из строк (называемых также записями) и столбцов (называемых также полями).

Строки таблицы содержат сведения об одном объекте описываемого реального мира. На пересечении столбца и строки находятся конкретные значения содержащихся в таблице данных.

Данные в таблицах должны удовлетворять следующим принципам:

1. Каждое значение, содержащееся на пересечении строки и колонки, должно быть атомарным (то есть не расчленяемым на несколько значений).

2. Значения данных в одной и той же колонке должны принадлежать к одному и тому же типу, доступному для использования в данной СУБД.

3. Каждая запись в таблице уникальна, то есть в таблице не существует двух записей с полностью совпадающим набором значений ее полей.

4. Каждое поле имеет уникальное имя.

5. Последовательность полей в таблице несущественна.

6. Последовательность записей также несущественна.

Обращение к колонокам в таблице производится по имени, и эти имена для таблицы уникальны.

Для выполнения принципа №3 в таблице должна содержаться колонка (или набор из нескольких колонок) для уникальной идентификации каждой строки. Такая колонка (или набор колонок) называется первичным ключом (primary key). Первичный ключ любой таблицы обязан содержать уникальные непустые значения для каждой строки.

Если первичный ключ состоит из более чем одной колонки, он называется составным первичным ключом (composite primary key).

Внешний ключ (foreign key) — это колонка или набор колонок, чьи значения совпадают с имеющимися значениями первичного ключа другой таблицы.

2)Удаление избыточных данных.

DISTINCT (ОТЛИЧИЕ) - аргумент который обеспечивает Вас способом устранять двойные значения из вашего предложения SELECT. Предположим что вы хотите знать какие продавцы в настоящее время имеют свои порядки в таблице Порядков. Под порядком (здесь и далее) будет пониматься запись в таблицу Порядков, регистрирующую приобретения сделанные в определенный день определенным заказчиком у определенного продавца на определенную сумму). Вам не нужно знать, сколько порядков имеет каждый; вам нужен только список номеров продавцов (snum). Поэтому Вы можете ввести:

SELECT snum

FROM Orders;

для получения вывода показанного в Рисунке 3.4

=============== SQL Execution Log ============

| |

| SELECT snum |

| FROM Orders; |

| |

| ============================================= |

| snum |

| ------- |

| 1007 |

| 1001 |

| 1004 |

| 1002 |

| 1007 |

| 1003 |

| 1002 |

| 1001 |

| 1002 |

| 1001 |

=============================================

Рисунок 3. 4: SELECT с дублированием номеров продавцов.  Для получения списка без дубликатов, для удобочитаемости, вы можете ввести следующее:

SELECT DISTINCT snum

FROM Orders;

Вывод для этого запроса показан в Рисунке 3.5.  Другими словами, DISTINCT следит за тем, какие значения были ранее, так что бы они не были продублированы в списке. Это - полезный способ избежать избыточности данных, но важно что бы при этом вы понимали что вы делаете. Если вы не хотите потерять некоторые данные, вы не должны безоглядно использовать DISTINCT, потому что это может скрыть какую-то проблему или какие-то важные данные. Например, вы могли бы предположить что имена всех ваших заказчиков различны. Если кто-то помещает второго Clemens в таблицу Заказчиков, а вы используете SELECT DISTINCT cname, вы не будете даже знать о существовании двойника. Вы можете получить не того Clemens и даже не знать об этом. Так как вы не ожидаете избыточности, в этом случае вы не должны использовать DISTINCT.

Билет 15

1) Абстрагирование при описании системы

Абстрагирование связано с тем, как данная проблема представлена в пространстве программы. Во-первых, абстрагирование заложено в самих языках программирования. Постарайтесь вспомнить, давно ли вам приходилось заботиться о стеке или регистрах процессора. Возможно, когда-то вы изучали программирование на ассемблере, но держу пари, что много воды утекло с тех пор, когда вас занимали детали реализации программы на низшем, машинно-зависимом уровне. Причина проста: большинство языков отстраняют вас (абстрагируют) от таких подробностей, позволяя сосредоточиться на решении прикладной задачи. 

При объявлении классов в объектно-ориентированных языках вы можете использовать такие имена и интерфейсы, которые отражают смысл и назначение объектов предметной области. "Удаление" элементов, не связанных напрямую с решением задачи, позволит вам полностью сосредоточиться на самой задаче и решить ее более эффективно. Перефразируя высказывание из книги Брюса Эккеля (Вшсе Eckel) "Thinking in Java", можно сказать: в большинстве случаев умение достичь решения проблемы сводится к качеству применяемого абстрагирования. 

Наличие в классах абстрагирования, которое максимально удобно для программистов, работающих с этими классами, имеет первостепенное значение при разработке повторно используемого ПО. Если вы выстроите интерфейс, на который не влияют изменения в реализации, то вашему приложению долгое время не понадобятся никакие модификации. Вспомните пример с расчетом зарплаты. При работе с объектом Employee и функциями, обеспечивающими расчет зарплаты, клиенту нужны лишь несколько методов, таких как CalculatePay, GetAddress и GetEmployeeType. Если вы знакомы с предметной областью задачи, вы без труда определите, какие методы понадобятся пользователям класса. Скажем так: если при проектировании класса вам удается сочетать хорошее знание предметной области с прогнозом относительно дальнейших перспектив использования класса, можно гарантировать, что большая часть интерфейса этого класса останется неизменной, даже в случае возможного совершенствования реализации класса. В данном примере для пользователя главным является только класс Employee, в котором, с его точки зрения, от версии к версии лучше бы ничего не менять. В результате отстранения пользователя от деталей реализации система в целом становится понятнее, а значит, и удобнее в работе. Иначе обстоит дело с такими процедурными языками как С, в которых нужно показать явно каждый модуль и предоставить доступ к элементам структуры. И при каждом ее изменении нужно редактировать строки кода, имеющие отношение к данной структуре. 

2)Свойства БД

База данных хранится и обрабатывается в вычислительной системе. Таким образом, любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются.

Данные в базе данных логически структурированы (систематизированы) с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе. Структурированность подразумевает явное выделение составных частей (элементов), связей между ними, а также типизацию элементов и связей, при которой с типом элемента (связи) соотносится определённая семантика и допустимые операции[6].

База данных включает метаданные, описывающие логическую структуру БД в формальном виде (в соответствии с некоторой метамоделью).

Важнымсвойством БД является то, что база данных может себя описать. Можно сказать, что БД обязательно содержит — данные и метаданные.( Метаданные — это данные о данных или схема базы данных, которая описывает структуру обычных данных и дает о них фундаментальную информацию)

БД предназначена для сбора, хранения и обработки информации. Поэтому в основе лежит среда хранения и доступа к данным

БД ориентируются на конечного пользователя

БИЛЕТ № 16

1. Триггеры и хранимые процедуры. Назначение и использование.

Хранимая процедура — это специальный вид процедуры, который выполняется сервером баз данных. Хранимые процедуры пишутся на процедурном языке, который зависит от конкретной СУБД. Они могут вызывать друг друга, читать и изменять данные в таблицах, и их можно вызвать из клиентского приложения, работающего с базой данных. Хранимые процедуры позволяют повысить производительность, расширяют возможности программирования и поддерживают функции безопасности данных.

Вместо хранения часто используемого запроса, клиенты могут ссылаться на соответствующую хранимую процедуру. При вызове хранимой процедуры её содержимое сразу же обрабатывается сервером.

Кроме собственно выполнения запроса, хранимые процедуры позволяют также производить вычисления и манипуляцию данными — изменение, удаление, выполнять DDL-операторы (не во всех СУБД!) и вызывать другие хранимые процедуры, выполнять сложную транзакционную логику. Один-единственный оператор позволяет вызвать сложный сценарий, который содержится в хранимой процедуре, что позволяет избежать пересылки через сеть сотен команд и, в особенности, необходимости передачи больших объёмов данных с клиента на сервер.

В большинстве СУБД при первом запуске хранимой процедуры она компилируется (выполняется синтаксический анализ и генерируется план доступа к данным). В дальнейшем её обработка осуществляется быстрее. В СУБД Oracle выполняется интерпретация хранимого процедурного кода, сохраняемого в словаре данных. Начиная с версии Oracle 10gподдерживается так называемая естественная компиляция (native compilation) хранимого процедурного кода в Си и затем в машинный код целевой машины, после чего при вызове хранимой процедуры происходит прямое выполнение её скомпилированного объектного кода.

Триггеры также содержат исполняемый код, но их, в отличие от процедур, нельзя вызвать из клиентского приложения или хранимой процедуры. Триггер всегда связан с конкретной таблицей и выполняется тогда, когда при редактировании этой таблицы наступает событие, с которым он связан (например, вставка, удаление или обновление записи).

 при репликации сведением триггеры используются для отслеживания всех выполняемых в таблице изменений. Триггеры собирают информацию о производимых изменениях и сохраняют ее в системных таблицах поддержки репликации. Триггеры также позволяют создать сложное значение по умолчанию, вычисляя его с помощью других столбцов и функций 

Не следует применять триггеры для выполнения простых проверок, которые могут быть произведены с помощью правил или ограничений целостности. Кроме того, следует избегать использования триггеров, если те же действия могут быть реализованы с помощью хранимой процедуры или обычного пакета команд Transact-SQL. Использование триггеров нежелательно еще и по той причине, что они удерживают блокировку до завершения триггера, запрещая обращение к ресурсу других пользователей.

2. Ввод и вывод в операционной системе Windows.

В Windows 98 обработка запросов на ввод-вывод от приложений DOS и от старых Win16 - приложений отличается от обработки запросов новых Win32 - приложений. Для DOS - приложений создается своя виртуальная машина (DOS virtual machine), Win 16 и Win32 - приложения используют виртуальную машину Windows (System Virtual Machine). Обычно, когда приложение запрашивает операцию ввода-вывода (например, вызывает функцию API ReadFile - чтение из файла), этот запрос поступает в одну из системных DLL (в нашем случае -kernel32.dll). Оттуда запрос на операцию с внешним устройством передается сразу системным драйверам. Такая организация запроса Приложение -> dll -> Драйвер получила наибольшее распространение.

Система Windows 2000 имеет другую архитектуру, отличную от Win98. Это обусловлено повышенными требованиями к надежности, защите и переносимости этой системы (теоретически, Win2000 - переносимая система, и существуют реализации Win2000 под системы Alpha, MIPS и др.). В настоящее время именно благодаря этим особенностям Win2000 завоевывает все большую популярность, поэтому стоит рассмотреть особенности ее архитектуры подробнее.

Окружение Win2000 включает компоненты, которые работают в режиме пользователя (User mode) и в режиме ядра (Kernel mode). В режиме пользователя работают подсистема защиты, подсистема Win32-архитектуры (обеспечивает стандартные API - вызовы Windows), подсистема POSIX (обеспечение кроссплатформенности). В режиме ядра работают все основные компоненты системы: диспетчер ввода-вывода (I/O manager), диспетчер конфигурации (Configuration Manager), подсистема PnP, диспетчер управления энергопотреблением (Power Manager), диспетчер памяти (Memory Manager) и прочие жизненно необходимые службы. Драйвера в Win2000 включены в подсистему ввода-вывода. При этом драйвера тесно взаимодействуют практически со всеми компонентами ядра. Драйвера взаимодействуют с аппаратурой при помощи Hardware Abstraction Level, HAL (уровень абстракции аппаратуры). HAL - программный компонент ядра Win2000, который обеспечивает интерфейс ядра (в том числе и некоторых драйверов) с аппаратурой. Т.к. Win2000 - платформенно независимая система (уже сейчас есть версии Win2000 для процессоров Alpha и RISC), то HAL избавляет ядро от непосредственного общения с кэшем, прерываниями, шинами ввода-вывода и большинством прочих устройств, оставляя эту работу драйверам, специально написанным для данной системы. Таким образом, ядро системы представляется набором отдельных изолированных модулей с четко определенными внешними интерфейсами.

БИЛЕТ № 17