Разработка релиационной базы данных в среде mysql

Содержание:

1.       Техническое задание

2.       Теоретическая часть

2.1. Модели баз данных

   2.1.1. Объектные модели данных

  2.1.2. МД на основе записей

        2.1.2.1. Реляционные МД (Пост-реляционные МД)

        2.1.2.2. Сетевые МД

      2.1.2.3. Иерархические МД

   2.1.3. Физические МД

2.2. Описание MySQL

   2.2.1. История создания MySQL

2.3. Основные возможности MySQL

   2.3.1. Язык запросов SQL

   2.3.2. Внутренняя характеристика

   2.3.3. Тип и структура таблиц

   2.3.4. Типы столбцов

   2.3.5. Команды и функции

   2.3.6. Основные утилиты MySQL

3.       Практическая часть

3.2. Проектирование и создание базы данных

3.3. Запросы

3.4. Заключение

3.5. Список используемой литературы

1.Техническое задание.

          Информационные технологии стали неотъемлемой частью современного мира. Для принятия обоснованных и эффективных решений необходимо уметь с помощью компьютеров и средств телекоммуникаций получать, хранить и обрабатывать данные, а так же представлять в электронном или распечатанном виде.

              В разных областях зачастую приходится работать с данными из разных источников, каждый из которых связан с определенным видом деятельности. Для координации всех этих данных необходимы определенные знания и организационные навыки. Продукт MySQL объединяет сведения из разных источников в одной реляционной базе данных. Создаваемые в нем формы, запросы и отчеты позволяют быстро и беспрепятственно обновлять данные, получать ответы на вопросы, осуществлять поиск нужных данных, анализировать данные, печатать отчеты и др.

              Цель данной курсовой работы заключается в рассмотрении основных вопросов проектирования баз данных в теории и создания базы данных на практике. Задача курсовой работы заключается в создании трех таблиц и запросов в среде MySQL.

2.Теоретическая часть.

2.1.Модели данных

Модели данных - интегрированный набор данных для описания и обработки данных, связанные между ними и ограничения, накладываемые на данные в некоторых организациях, модель является представлением «реального мира», объектов и событий, а также существование связей. Модели данных должны отображать концепции, представленные в таком виде которое позволяет проектировщикам БД обмениваться конкретными и не двусмысленными мнениями, у тех или иных данных в технических организациях. Модель данных состоит из 3 компонентов: структурная (набор правил построения БД), управляющая (определение типа операций с данными, операции обновления и извлечение данных, операция изменения БД ) , набор (необязательных) ограничений поддержки целостности данных(гарантированная корректность исполнения данных).Модели данных подразделяются на 3 категории: объектные(object- based), Модель данных на основе записи (record-based), физические модели данных. Первые 2 модели используют для описания данных на концептуальном и внешнем уровне, а последняя на внутреннем.

2.1.1.Объектные модели данных.

При создании объектных моделей данных используются понятия:

-сущность это отдельные элементы деятельности организации( детализирование сотрудников,клиентов, место, вещь, понятие, событие) который должен быть представлен в БД.

-атрибут – свойство которое описывает некоторый аспект объекта и значение которое следует зафиксировать.

- связь – ассоциативное отношение между сущностями.

Сегодня ER-модель стала основой методов концептуальным проектирование БД.

1) систематическая модель данных

2)функциональная модель

3)объектно-ориентированная модель.

2.1.2.МД на основе записей.

          В модели данных на основе записей база данных состоит из записей фиксированного формата, которые могут иметь разные типы. Каждый тип записи определяет фиксированное количество полей, каждое из которых имеет фиксированную длину.

Существуют 3 основных типа МД на основе записей:

      Реляционные МД

      Сетевые МД

      Иерархические МД

2.1.2.1. Реляционные МД (Пост-реляционные МД)

          Пост-реляционная МД является расширенной реляционной МД, поэтому в этом разделе будем рассматривать пост-реляционную модель.

          Данная модель снимает ограничения по целостности данных, хранящихся в базе данных. Эта модель допускает многозначные поля – поля, значения которых состоят из подзначений. Набор значений многозначных полей считается самостоятельной таблицей, встроенной в основную.

Так же эта модель поддерживает ассоциированные многозначные поля. В строке первое значение одного столбца ассоциировано соответствует первым значениям всех других столбцов этой ассоциации. Аналогичным образом связаны все остальные значения столбцов.

          На длину полей и количество полей в записях не накладывается требование постоянства. Это означает, что структура данных и таблицы имеют большую гибкость. Поскольку пост-реляционная модель допускает хранение в таблице ненормализованных данных, то возникает проблема обеспечения целостности и непротиворечивости данных. Эта проблема решается с помощью включения СУБД-механизмов, подобных хранимым процедурам в «клиент-сервер» системах.

Достоинства:

      Возможность представления совокупности связанных реляционно таблиц в одну релиционную таблицу

      Высокая надежность представления информации

      Эффективная обработка данных

Недостатки:

      Сложность решения проблемы обеспечения и непротиворечивости хранения данных

  2.1.2.2. Сетевые МД.

          Сетевая модель данных – модель, состоящяя из записей элементов данных и связей типа «один-ко-многим», устанавливаемые между записями.

          Сетевая МД представляет данные в виде коллекции записей, а связи в виде наборов. В отличие от пост-реляционной МД, связи здесь явным образом моделируются наборами, которые реализуются в виде указателей. Сетевую модель можно представить как граф с записями в виде узлов и наборами в виде ребер.

          Сетевая база данных состоит из набора записей и набора соответствующих связей. В сетевой модели запись-потомок может иметь несколько записей-предков.

Число важнейших операций манипуляции данными в базе данных можно отнести:

      Поиск записи в базе данных

      Переход от предка к первому потомку

      Переход от потомка к предку

      Создание новой записи

      Удаление текущей записи

      Обновление текущей записи

      Включение записи в связь

      Исключение записи из связи

      Изменение связей

Достоинства:

      Возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности

      Предоставление больших возможностей в допустимости образования произвольных связей

Недостатки:

      Высокая сложность и жесткость схемы базы данных, построенной на ее основе

      Сложность для понимания и выполнения обработки информации в базе данныхобычным пользователем

      Ослаблен контроль целостности связей вследствие допустимости установления произвольных связей между записями

2.1.2.3. Иерархические МД.

          Иерархическая модель данных является ограниченным подтипом сетевой модели данных. В ней данные так же представлены как коллекции записей, а связи – как наборы, однако в иерархической модели узел может иметь только одного родителя. Указанная модель может быть представлена как древовидный граф с записями в виде узлов (которые называются сегментами) и множествами в виде ребер.

         Основанная на записях модель данных используется для определения общей структуры базы данных и высокоуровневого описания ее реализации. Их основной недостаток заключается в том, что они не дают адекватных средств для явного указания ограничений, предъявляемых к данным.

          При использовании иерархической модели данных  от пользователя требуется знание физической организации базы данных, к которой должен осуществляться доступ.

          Иерархическая система использует навигационный подход – система указывает, как нужно извлечь данные.

Указанная модель характеризуется такими параметрами как:

      Уровни

      Узлы

      Связи

          Принцип работы такой модели заключается в том, что несколько узлов более низкого уровня соединяются с одним узлом более высокого уровня. Так дерево является структурированным. Он включает подтипы (поддеревья), каждый из которых в свою очередь является типом «дерево». Каждый из типов «дерево» состоит из одного (корневого) типа и упорядоченного (возможно пустого) набора подчиненных типов. Каждый из элементарных типов, включенных в тип «дерево», является простым  или составным типом «записи». Простая запись состоит из одного типа (например числового), а составная – из совокупности типов (например целое, строка символов и тд.)

Достоинства:

      Эффективное использование памяти ЭВМ

      Неплохие показатели по времени при манипулировании данными

      Указанная модель данных удобна при работе с иерархически-упорядоченной информацией

Недостатки:

      Громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями

      Сложность понимания обычному пользователю

2.1.3.Физически МД.

          Физическая модель данных описывает то, как данные хранятся в компьютере, предоставляя информацию о структуре записей, их упорядоченности и существующих путей доступа. Физических моделей данных не так много.

Самыми популярными считаются:

      Обобщенная модель

      Модель памяти карты

2.2.Описание MySQL.

MySQL — свободно-распространяемая система управления реляционными базами данных, доступная для множества платформ. Изначально была разработана Майклом Видениусом и принадлежала специально созданной для развития этой СУБД компании MySQL AB. В 2008 г. компания была приобретена Sun Microsystems, а с 2010 — стала принадлежать Oracle после того, как последняя поглотила Sun. Несмотря на все эти коммерческие метаморфозы, MySQL остается самой популярной СУБД в мире программного обеспечения с открытым кодом и одной из популярнейших в мире СУБД вообще.

MySQL имеет двойное лицензирование:

      GNU GPL (лицензия на свободное ПО);

      коммерческая лицензия, позволяющая использовать MySQL, не открывая исходный код своих продуктов, как того требует GPL (в случае использования/модификации кода самой СУБД MySQL).

У MySQL две основные версии:

бесплатная — MySQL Community Server, именно она наиболее популярна:предоставляется хостинг-компаниями для веб-сайтов, входит в состав многочисленных Linux-дистрибутивов, интегрируется в программное обеспечение с открытым исходным кодом и так далее; для выполнения всех лабораторных работ будет использоваться именно эта версия;

коммерческая — MySQL Enterprise, она основывается на бесплатной версии, но включает в себя ряд дополнительных инструментов для работы с базами данных, а также профессиональную техническую поддержку от компании-производителя (Oracle).

Кроме того, существует ряд отдельных продуктов, построенных на базе MySQL. Например, MySQL Cluster — самостоятельное решение, основанное на MySQL с хранилищем NDBCLUSTER и предназначенное для построения кластеров, а MySQL Embedded Database — редакция MySQL для использования в качестве встраиваемой СУБД.

2.2.1.История создания MySQL.

           До 1994 года на рынке были представлены главным образом базы данных, предназначенные для работы со значительными объемами данных и сложными взаимосвязями, которые обладали различными возможностями, но в тоже время требовали значительных вычислительных ресурсов. К числу таких баз данных относятся Oracle, Informix и Sybase. СУРБД с поддержкой SQL и доступных по стоимости в это время не было.

          Крупные корпорации и университеты могли себе позволить приобрести мощные вычислительные комплексы, а небольшие организации и пользователи пользовались слабыми настольными базами данных, такими, как Postgres, в которой использовалась разновидность языка QUEL (PostQUEL), но, которая, к сожалению, требовала таких же ресурсов, что и ее аналоги, но не давала преимущества использования SQL в качестве языка запросов.

Дэвид Хьюз

          Давид Хьюз часть своей диссертации, которую он писал в Университете Бонд в Австралии, посвятил разработке системы наблюдения и контроля из одной или нескольких точек за группой систем. Главным элементом проекта, который назывался Minerva Network Management System, была база данных для хранения информации обо всех компьютерах в сети. Для решения своих задач Хьюз решил использовать Postgres. Однако коллеги предложили использовать SQL в качестве языка запросов для Minerva, поскольку SQL является наиболее распространенным языком запросов, и, используя его, Minerva могла бы стать доступной в любой точке планеты, где стоит СУРБД, поддерживающая SQL.

          Хьюз нашел выход в том, что решил создать программу, в режиме реального времени транслирующую SQL в PostQUEL. Он написал такую программу и назвал ее miniSQL, или mSQL. Она перехватывала предложения SQL, посылаемые Minerva, преобразовывала их в PostQUEL и пересылала результат в Postgres.