Введение в системы баз данных Эльмасри Рамез, Шамкант Б. Навате

Wprowadzenie do systemów baz danych. Wydanie VII

Ramez Elmasri, Shamkant B. Navathe

Mijają lata, a bazy danych wciąż stanowią serce większości systemów informatycznych. Rozwój technologii sprawia jednak, że zaprojektowanie systemu baz danych, jego wdrożenie i administrowanie nim wymaga biegłości w wielu dziedzinach. Niezbędne są solidne podstawy modelowania i projektowania baz danych, umiejętność posłużenia się językami i modelami udostępnianymi przez systemy zarządzania bazami danych, a także znajomość technik implementacji samych systemów. Od profesjonalisty wymaga się także wiedzy o najnowszych technologiach, takich jak NoSQL i oczywiście big data. Ważnym uzupełnieniem tego szerokiego wachlarza jest też znajomość technologii powiązanych z systemami bazodanowymi.

Ta książka jest siódmym, zaktualizowanym wydaniem klasycznego podręcznika do nauki baz danych. Jest to szczegółowa prezentacja najważniejszych aspektów systemów i aplikacji bazodanowych oraz powiązanych technologii. To znakomity podręcznik dla studentów i świetne kompendium dla praktyków. Sporo miejsca poświęcono w nim systemom rozproszonym oraz technologiom opartym na systemie Hadoop i modelu MapReduce. Nie zabrakło opisu takich zagadnień, jak model IR, wyszukiwanie z użyciem słów kluczowych, porównanie baz danych z modelem IR, modele wyszukiwania, ocena wyszukiwania i algorytmy rankingowe. Wykładowcom przyda się szereg ułatwiających pracę dydaktyczną diagramów, prezentacji i rysunków.

W książce między innymi:

• wprowadzenie do modeli, systemów i języków z obszaru baz danych;
• model związków encji i programowanie baz danych;
• bazy relacyjne, obiektowo-relacyjne, obiektowe i XML w bazach danych;
• algorytmy przetwarzania zapytań i techniki optymalizacji;
• bezpieczeństwo baz danych.

Baza danych? Stosuj tylko najskuteczniejsze rozwiązania!

O autorach

Ramez Elmasri jest profesorem na Uniwersytecie Teksańskim. Posiada znaczący dorobek naukowy w dziedzinie baz danych, a jego książki stały się standardowymi podręcznikami na wielu uczelniach świata. Wypromował kilkunastu doktorów i ponad dwustu magistrów.

Shamkant Navathe jest profesorem w Instytucie Technologii w Georgii. Zajęcia dydaktyczne z wiedzy o bazach danych prowadzi od 1975 roku. Interesuje się również bioinformatyką. Ponadto jest niezależnym konsultantem, doradzającym wielu znaczącym przedsiębiorstwom.

Spis treści

• Przedmowa

  Nowości w tym wydaniu

  Układ i zawartość siódmego wydania

  Wskazówki dotyczące jak najlepszego wykorzystywania tej książki

  Podziękowania

• O autorach
• I Wprowadzenie do baz danych
• 1. Bazy danych i ich użytkownicy

  1.1. Wprowadzenie

  1.2. Przykład

  1.3. Właściwości rozwiązań opartych na bazach danych

  1.3.1. Samoopisująca natura systemów baz danych

  1.3.2. Oddzielenie programów od danych oraz abstrakcja danych

  1.3.3. Obsługa wielu perspektyw dla tych samych danych

  1.3.4. Współdzielenie danych oraz wielodostępne przetwarzanie transakcji

  1.4. Aktorzy na scenie

  1.4.1. Administratorzy bazy danych

  1.4.2. Projektanci bazy danych

  1.4.3. Użytkownicy końcowi

  1.4.4. Analitycy systemowi i programiści aplikacji (inżynierowie oprogramowania)

  1.5. Pracownicy poza sceną

  1.6. Zalety stosowania rozwiązań opartych na systemach zarządzania bazami danych

  1.6.1. Kontrola nadmiarowości

  1.6.2. Ograniczanie możliwości uzyskania nieautoryzowanego dostępu

  1.6.3. Zapewnianie miejsca trwałego przechowywania dla obiektów stosowanych w programach

  1.6.4. Zapewnianie struktur przechowywania dla efektywnego przetwarzania zapytań

  1.6.5. Zapewnianie możliwości tworzenia kopii bezpieczeństwa i odzyskiwania danych

  1.6.6. Zapewnianie interfejsów dla wielu użytkowników

  1.6.7. Reprezentowanie skomplikowanych relacji pomiędzy danymi

  1.6.8. Wymuszanie więzów integralności

  1.6.9. Zezwalanie na wnioskowanie i podejmowanie działań w oparciu o zdefiniowane reguły

  1.6.10. Dodatkowe własności wynikające ze stosowania rozwiązań opartych na bazach danych

  1.7. Krótka historia praktycznych zastosowań baz danych

  1.7.1. Wczesne zastosowania baz danych oparte na systemach hierarchicznych i sieciowych

  1.7.2. Zapewnianie elastyczności w rozwiązaniach opartych na relacyjnych bazach danych

  1.7.3. Aplikacje obiektowe i konieczność wprowadzenia bardziej skomplikowanych baz danych

  1.7.4. Wykorzystywana w handlu elektronicznym wymiana danych za pośrednictwem internetu z użyciem XML-a

  1.7.5. Rozszerzanie możliwości współczesnych systemów baz danych z myślą o nowych zastosowaniach

  1.7.6. Powstanie systemów przechowywania big data i baz NOSQL

  1.8. Kiedy nie należy używać systemów zarządzania bazami danych

  1.9. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 2. Architektura systemów baz danych i związane z nimi pojęcia

  2.1. Modele danych, schematy i egzemplarze

  2.1.1. Kategorie modeli danych

  2.1.2. Schematy, egzemplarze i stany baz danych

  2.2. Trójwarstwowa architektura i niezależność danych

  2.2.1. Architektura trójwarstwowa

  2.2.2. Niezależność danych

  2.3. Języki i interfejsy baz danych

  2.3.1. Języki systemów zarządzania bazami danych

  2.3.2. Interfejsy systemów zarządzania bazami danych

  2.4. Środowisko systemu bazy danych

  2.4.1. Moduły składające się na system zarządzania bazą danych

  2.4.2. Narzędzia systemu bazy danych

  2.4.3. Narzędzia, środowiska aplikacji oraz mechanizmy komunikacji

  2.5. Architektury systemów zarządzania bazami danych scentralizowane i typu klient-serwer

  2.5.1. Scentralizowane architektury systemów zarządzania bazami danych

  2.5.2. Podstawowe architektury typu klient-serwer

  2.5.3. Dwuwarstwowe architektury typu klient-serwer dla systemów zarządzania bazami danych

  2.5.4. Trójwarstwowe i n-warstwowe architektury typu klient-serwer dla aplikacji internetowych

  2.6. Klasyfikacja systemów zarządzania bazami danych

  2.7. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• II Koncepcyjne modelowanie danych i projektowanie baz danych
• 3. Modelowanie danych zgodnie z modelem związków encji

  3.1. Stosowanie wysokopoziomowych, koncepcyjnych modelów danych podczas projektowania bazy danych

  3.2. Przykładowa aplikacja bazy danych

  3.3. Typy encji, zbiory encji, atrybuty i klucze

  3.3.1. Encje i atrybuty

  3.3.2. Typy encji, zbiory encji, klucze i zbiory wartości

  3.3.3. Początkowy projekt koncepcyjny bazy danych FIRMA

  3.4. Typy związków, zbiory związków, role i ograniczenia strukturalne

  3.4.1. Typy, zbiory i egzemplarze związków

  3.4.2. Stopień związku, nazwy ról oraz związki rekurencyjne

  3.4.3. Ograniczenia dla typów związków

  3.4.4. Atrybuty typów związków

  3.5. Słabe typy encji

  3.6. Udoskonalanie projektu ER dla bazy danych FIRMA

  3.7. Diagramy ER, konwencje nazewnictwa oraz zagadnienia związane z projektowaniem

  3.7.1. Podsumowanie notacji diagramów związków encji (ER)

  3.7.2. Prawidłowe nazewnictwo konstrukcji schematu

  3.7.3. Decyzje projektowe związane z tworzeniem schematu koncepcyjnego ER

  3.7.4. Notacje alternatywne względem tradycyjnych diagramów związków encji (ER)

  3.8. Przykładowa inna notacja: diagramy klas UML

  3.9. Typy związków stopnia wyższego niż drugi

  3.9.1. Wybór pomiędzy związkami binarnymi a trójskładnikowymi (lub wyższych stopni)

  3.9.2. Ograniczenia związków trójskładnikowych (i wyższych stopni)

  3.10. Inny przykład baza danych UNIWERSYTET

  3.11. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Ćwiczenia laboratoryjne

  Wybrane publikacje

• 4. Rozszerzony model związków encji

  4.1. Podklasy, nadklasy i dziedziczenie

  4.2. Specjalizacja i generalizacja

  4.2.1. Specjalizacja

  4.2.2. Generalizacja

  4.3. Ograniczenia i właściwości hierarchii specjalizacji i generalizacji

  4.3.1. Ograniczenia dotyczące specjalizacji i generalizacji

  4.3.2. Hierarchie i kraty specjalizacji i generalizacji

  4.3.3. Stosowanie procesów specjalizacji i generalizacji podczas udoskonalania schematów koncepcyjnych

  4.4. Modelowanie typów UNII w oparciu o kategorie

  4.5. Przykład schematu EER dla bazy danych UNIWERSYTET oraz formalne definicje dla modelu EER

  4.5.1. Inny przykład bazy danych UNIWERSYTET

  4.5.2. Wybory projektowe związane ze specjalizacją i generalizacją

  4.5.3. Formalne definicje pojęć stosowanych w modelu EER

  4.6. Przykładowa inna notacja: reprezentowanie specjalizacji-generalizacji na diagramach klas języka UML

  4.7. Abstrakcja danych, reprezentacja wiedzy oraz zagadnienia związane z ontologią

  4.7.1. Klasyfikacja i tworzenie egzemplarzy

  4.7.2. Identyfikacja

  4.7.3. Specjalizacja i generalizacja

  4.7.4. Agregacja i asocjacja

  4.7.5. Ontologia i sieć semantyczna

  4.8. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Ćwiczenia laboratoryjne

  Wybrane publikacje

• III Relacyjny model danych i SQL
• 5. Relacyjny model danych i ograniczenia relacyjnych baz danych

  5.1. Pojęcia z modelu relacyjnego

  5.1.1. Dziedziny, atrybuty, krotki i relacje

  5.1.2. Właściwości relacji

  5.1.3. Notacja modelu relacyjnego

  5.2. Ograniczenia modelu relacyjnego i schematy relacyjnych baz danych

  5.2.1. Ograniczenia dziedziny

  5.2.2. Ograniczenia klucza i ograniczenia wartości pustych

  5.2.3. Relacyjne bazy danych i schematy relacyjnych baz danych

  5.2.4. Integralność encji, integralność odwołań i klucze obce

  5.2.5. Pozostałe typy ograniczeń

  5.3. Operacje aktualizacji, transakcje i obsługa naruszeń więzów integralności

  5.3.1. Operacja wstawiania

  5.3.2. Operacja usuwania

  5.3.3. Operacja aktualizacji

  5.3.4. Transakcje

  5.4. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 6. Podstawy języka SQL

  6.1. Definicje danych i typy danych języka SQL

  6.1.1. Stosowane w języku SQL pojęcia schematu i katalogu

  6.1.2. Polecenie CREATE TABLE języka SQL

  6.1.3. Typy danych atrybutów oraz dziedziny wartości w standardzie SQL

  6.2. Określanie ograniczeń w języku SQL

  6.2.1. Definiowanie ograniczeń i wartości domyślnych dla atrybutów

  6.2.2. Definiowanie ograniczeń klucza i więzów integralności odwołań

  6.2.3. Nadawanie nazw definiowanym ograniczeniom

  6.2.4. Stosowanie klauzuli CHECK do określania ograniczeń dla krotek

  6.3. Podstawowe zapytania języka SQL

  6.3.1. Struktura podstawowych zapytań języka SQL: SELECT-FROM-WHERE

  6.3.2. Niejednoznaczne nazwy atrybutów, mechanizm nazw zastępczych (aliasów) oraz zmienne krotek

  6.3.3. Nieokreślona klauzula WHERE i zastosowania symbolu gwiazdki

  6.3.4. Tabele i zbiory w języku SQL

  6.3.5. Dopasowywanie podciągów znaków do wzorca oraz operacje arytmetyczne

  6.3.6. Sortowanie wyników zapytań

  6.3.7. Omówienie i podsumowanie prostych zapytań języka SQL

  6.4. Dostępne w języku SQL polecenia INSERT, DELETE i UPDATE

  6.4.1. Polecenie INSERT

  6.4.2. Polecenie DELETE

  6.4.3. Polecenie UPDATE

  6.5. Dodatkowe własności języka SQL

  6.6. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 7. Jeszcze o języku SQL złożone zapytania, wyzwalacze, perspektywy i modyfikowanie schematów

  7.1. Bardziej skomplikowane zapytania języka SQL pobierające dane

  7.1.1. Operacje porównania z wartością pustą (NULL) oraz logika trójwartościowa

  7.1.2. Zapytania zagnieżdżone, krotki oraz porównywanie zbiorów i wielozbiorów

  7.1.3. Zagnieżdżone zapytania skorelowane

  7.1.4. Dostępne w języku SQL funkcje EXISTS i UNIQUE

  7.1.5. Jawne deklarowanie zbiorów i zmienianie nazw atrybutów w języku SQL

  7.1.6. Tabele połączone w języku SQL

  7.1.7. Funkcje agregujące w języku SQL

  7.1.8. Grupowanie: klauzule GROUP BY i HAVING

  7.1.9. Inne konstrukcje języka SQL: WITH i CASE

  7.1.10. Zapytania rekurencyjne w języku SQL

  7.1.11. Omówienie i podsumowanie zapytań języka SQL

  7.2. Definiowanie ograniczeń w postaci asercji i działań w postaci wyzwalaczy

  7.2.1. Definiowanie ogólnych ograniczeń w postaci asercji w języku SQL

  7.2.2. Wprowadzenie do wyzwalaczy w języku SQL

  7.3. Perspektywy (tabele wirtualne) w języku SQL

  7.3.1. Pojęcie perspektywy w języku SQL

  7.3.2. Definiowanie perspektyw w języku SQL

  7.3.3. Implementacja perspektyw i mechanizm ich aktualizowania

  7.3.4. Perspektywy jako mechanizm uwierzytelniania

  7.4. Dostępne w języku SQL polecenia zmiany schematu

  7.4.1. Polecenie DROP

  7.4.2. Polecenie ALTER

  7.5. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 8. Algebra relacyjna i rachunek relacji

  8.1. Relacyjne operacje unarne: selekcja i projekcja

  8.1.1. Operacja selekcji

  8.1.2. Operacja projekcji

  8.1.3. Sekwencje operacji i operacja ZMIANA NAZWY

  8.2. Operacje algebry relacyjnej pochodzące z teorii zbiorów

  8.2.1. Operacje sumy, części wspólnej i różnicy

  8.2.2. Operacja iloczynu (produktu) kartezjańskiego

  8.3. Binarne operacje na relacjach: złączenie i dzielenie

  8.3.1. Operacja złączenia

  8.3.2. Odmiany operacji złączenia: operacje równo-złączenia i złączenia naturalnego

  8.3.3. Kompletny zbiór operacji algebry relacyjnej

  8.3.4. Operacja dzielenia

  8.3.5. Notacja drzew zapytań

  8.4. Dodatkowe operacje relacyjne

  8.4.1. Uogólniona projekcja

  8.4.2. Funkcje agregujące i mechanizm grupowania

  8.4.3. Rekurencyjne operacje domknięcia

  8.4.4. Operacje złączenia zewnętrznego

  8.4.5. Operacja sumy zewnętrznej

  8.5. Przykłady zapytań w algebrze relacyjnej

  8.6. Relacyjny rachunek krotek

  8.6.1. Zmienne krotek i relacje zakresowe

  8.6.2. Wyrażenia i wzory w relacyjnym rachunku krotek

  8.6.3. Kwantyfikatory uniwersalne i egzystencjalne

  8.6.4. Przykładowe zapytania w relacyjnym rachunku krotek

  8.6.5. Notacja używana dla grafów zapytań

  6.6.5. Wzajemne przekształcanie kwantyfikatorów uniwersalnych i egzystencjalnych

  8.6.7. Stosowanie kwantyfikatorów uniwersalnych w zapytaniach

  8.6.8. Bezpieczne wyrażenia

  8.7. Relacyjny rachunek dziedzin

  8.8. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Ćwiczenia laboratoryjne

  Wybrane publikacje

• 9. Projektowanie relacyjnych baz danych przez odwzorowywanie modelu ER i EER w model relacyjny

  9.1. Projektowanie relacyjnych baz danych w oparciu o odwzorowywanie modelu ER w model relacyjny

  9.1.1. Algorytm odwzorowujący model ER w model relacyjny

  9.1.2. Omówienie i podsumowanie odwzorowania konstrukcji modelu ER w odpowiednie konstrukcje modelu relacyjnego

  9.2. Odwzorowania konstrukcji modelu EER w relacje

  9.2.1. Odwzorowywanie specjalizacji i generalizacji

  9.2.2. Odwzorowywanie współdzielonych podklas (konstrukcji dziedziczenia wielokrotnego)

  9.2.3. Odwzorowywanie kategorii (typów unii)

  9.3. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Ćwiczenia laboratoryjne

  Wybrane publikacje

• IV Techniki programowania baz danych
• 10. Wprowadzenie do technik programowania w języku SQL

  10.1. Przegląd technik i zagadnień z obszaru programowania baz danych

  10.1.1. Strategie programowania baz danych

  10.1.2. Niezgodność impedancji

  10.1.3. Typowa sekwencja operacji składających się na interakcję w programowaniu baz danych

  10.2. Osadzony język SQL, dynamiczny język SQL oraz język SQLJ

  10.2.1. Wyszukiwanie pojedynczych krotek za pomocą poleceń osadzonego języka SQL

  10.2.2. Przetwarzanie wyników zapytań za pomocą kursorów

  10.2.3. Określanie zapytań w czasie wykonywania programu stosowanie dynamicznego języka SQL

  10.2.4. SQLJ: Osadzanie poleceń języka SQL w języku Java

  10.2.5. Używanie iteratorów do przetwarzania wyników zapytań w standardzie SQLJ

  10.3. Programowanie baz danych z wywołaniami funkcji i bibliotekami klas: SQL/CLI oraz JDBC

  10.3.1. Programowanie baz danych z wykorzystaniem interfejsu SQL/CLI oraz języka C w roli nadrzędnego języka programowania

  10.3.2. JDBC: biblioteka klas języka SQL służąca do programowania w języku Java

  10.4. Procedury składowane w bazie danych i technika SQL/PSM

  10.4.1. Procedury i funkcje składowane w bazie danych

  10.4.2. SQL/PSM: Rozszerzenie standardu SQL o możliwość określania trwale składowanych modułów

  10.5. Porównanie trzech opisanych podejść

  10.6. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 11. Programowanie internetowych baz danych z użyciem języka PHP

  11.1. Prosty przykład zastosowania PHP

  11.2. Przegląd podstawowych mechanizmów języka PHP

  11.2.1. Zmienne, typy danych i konstrukcje programistyczne języka PHP

  11.2.2. Tablice w PHP

  11.2.3. Funkcje w języku PHP

  11.2.4. Zmienne i formularze serwera PHP

  11.3. Przegląd programowania baz danych za pomocą PHP

  11.3.1. Nawiązywanie połączenia z bazą danych

  11.3.2. Pobieranie danych z formularzy i wstawianie rekordów

  11.3.3. Zapytania pobierające dane z tabel bazy

  11.4. Krótki przegląd technologii programowania internetowych baz danych w Javie

  11.5. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• V Podejścia obiektowe, obiektowo-relacyjne i XML: zagadnienia, modele, języki i standardy
• 12. Bazy obiektowe i obiektowo-relacyjne

  12.1. Przegląd pojęć obiektowych

  12.1.1. Wprowadzenie do pojęć i cech obiektowych

  12.1.2. Tożsamość obiektów i porównanie obiektów z literałami

  12.1.3. Złożone struktury typów obiektów i literałów

  12.1.4. Enkapsulacja operacji i trwałość obiektów

  12.1.5. Hierarchia typów i dziedziczenie

  12.1.6. Inne pojęcia obiektowe

  12.1.7. Podsumowanie zagadnień dotyczących obiektowych baz danych

  12.2. Rozszerzenia obiektowe w standardzie SQL

  12.2.1. Typy definiowane przez użytkownika za pomocą polecenia CREATE TYPE i obiekty złożone

  12.2.2. Identyfikatory obiektów oparte na odwołaniach

  12.2.3. Tworzenie tabel z wykorzystaniem UDT

  12.2.4. Enkapsulacja operacji

  12.2.5. Dziedziczenie i przeciążanie funkcji

  12.2.6. Określanie związków za pomocą odwołań

  12.3. Model obiektowy ODMG i język definiowania obiektów ODL

  12.3.1. Przegląd modelu obiektowego ODMG

  12.3.2. Dziedziczenie w modelu obiektowym ODMG

  12.3.3. Wbudowane interfejsy i klasy w modelu obiektowym

  12.3.4. Obiekty atomowe (definiowane przez użytkownika)

  12.3.5. Ekstensje, klucze i obiekty-fabryki

  12.3.6. Język definicji obiektów ODL

  12.4. Projektowanie koncepcyjne obiektowej bazy danych

  12.4.1. Różnice pomiędzy koncepcyjnym projektowaniem obiektowych i relacyjnych baz danych

  12.4.2. Odwzorowywanie schematu EER na schemat obiektowy

  12.5. Obiektowy język zapytań OQL

  12.5.1. Proste zapytania OQL, punkty wejścia bazy danych i zmienne iterujące

  12.5.2. Wyniki zapytań i wyrażenia ścieżkowe

  12.5.3. Inne cechy OQL

  12.6. Przegląd wiązania z językiem C++ w standardzie ODMG

  12.7. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 13. XML rozszerzalny język znaczników

  13.1. Dane strukturalne, półstrukturalne i niestrukturalne

  13.2. Hierarchiczny (drzewiasty) model danych w dokumentach XML

  13.3. Dokumenty XML, DTD i schematy

  13.3.1. Dobrze uformowane i prawidłowe dokumenty XML oraz XML DTD

  13.3.2. Schematy XML

  13.4. Zapisywanie dokumentów XML w bazach i ich pobieranie

  13.5. Języki związane ze standardem XML

  13.5.1. XPath, czyli określanie ścieżek w dokumentach XML

  13.5.2. XQuery: definiowanie zapytań w XML

  13.5.3. Inne języki i protokoły związane ze standardem XML

  13.6. Pobieranie dokumentów XML z relacyjnych baz danych

  13.6.1. Tworzenie hierarchicznych perspektyw w formacie XML dla danych płaskich lub zapisanych w grafie

  13.6.2. Przerywanie cykli w celu zamiany grafów w drzewa

  13.6.3. Dodatkowe kroki związane z tworzeniem dokumentu XML na podstawie bazy danych

  13.7. XML/SQL: funkcje języka SQL generujące dane w formacie XML

  13.8. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• VI Teoria projektowania baz danych i normalizacja
• 14. Podstawy zależności funkcyjnych i normalizacji w relacyjnych bazach danych

  14.1. Nieformalne wskazówki dotyczące projektowania schematów relacji

  14.1.1. Wymuszanie jednoznacznej semantyki atrybutów relacji

  14.1.2. Nadmiarowe informacje w krotkach oraz anomalie aktualizacji

  14.1.3. Wartości null w krotkach

  14.1.4. Generowanie fałszywych krotek

  14.1.5. Podsumowanie i omówienie wskazówek projektowych

  14.2. Zależności funkcyjne

  14.2.1. Definicja zależności funkcyjnej

  14.3. Postaci normalne oparte na kluczach głównych

  14.3.1. Normalizacja relacji

  14.3.2. Praktyczne zastosowania postaci normalnych

  14.3.3. Definicje kluczy i atrybutów należących do kluczy

  14.3.4. Pierwsza postać normalna

  14.3.5. Druga postać normalna

  14.3.6. Trzecia postać normalna

  14.4. Definicje ogólne drugiej i trzeciej postaci normalnej

  14.4.1. Definicja ogólna drugiej postaci normalnej

  14.4.2. Definicja ogólna trzeciej postaci normalnej

  14.4.3. Interpretacja definicji ogólnej trzeciej postaci normalnej

  14.5. Postać normalna Boycea-Codda

  14.5.1. Dekompozycja relacji niebędących w BCNF

  14.6. Zależności wielowartościowe i czwarta postać normalna

  14.6.1. Formalna definicja zależności wielowartościowej

  14.7. Zależności złączeniowe i piąta postać normalna

  14.8. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Ćwiczenia laboratoryjne

  Wybrane publikacje

• 15. Algorytmy projektowania relacyjnych baz danych i dodatkowe zależności

  15.1. Inne zagadnienia z obszaru zależności funkcyjnych: reguły wnioskowania, równoważności i pokrycie minimalne

  15.1.1. Reguły wnioskowania dla zależności funkcyjnych

  15.1.2. Równoważność zbiorów zależności funkcyjnych

  15.1.3. Zbiory minimalne zależności funkcyjnych

  15.2. Właściwości dekompozycji relacyjnych

  15.2.1. Dekompozycja relacji i niewystarczalność postaci normalnych

  15.2.2. Właściwość zachowania zależności dekompozycji

  15.2.3. Właściwość złączenia bezstratnego (nieaddytywnego) dekompozycji

  15.2.4. Testowanie dekompozycji binarnych pod względem występowania właściwości złączenia nieaddytywnego

  15.2.5. Kolejne dekompozycje o złączeniach nieaddytywnych

  15.3. Algorytmy projektowania schematów relacyjnych baz danych

  15.3.1. Dekompozycja na schematy w trzeciej postaci normalnej z zachowaniem zależności i właściwością złączenia nieaddytywnego (bezstratnego)

  15.3.2. Dekompozycja ze złączeniem nieaddytywnym na schematy w postaci normalnej Boycea-Codda

  15.4. Problemy związane z wartościami pustymi i krotkami zawieszonymi oraz inne projekty relacyjne

  15.4.1. Problemy związane z wartościami pustymi i krotkami zawieszonymi

  15.4.2. Omówienie algorytmów normalizacyjnych i innych projektów relacyjnych

  15.5. Dalsze omówienie zależności wielowartościowych i 4NF

  15.5.1. Reguły wnioskowania dla zależności funkcyjnych i wielowartościowych

  15.5.2. Jeszcze o czwartej postaci normalnej

  15.5.3. Dekompozycja ze złączeniem nieaddytywnym na relacje w czwartej postaci normalnej

  15.6. Inne zależności i postaci normalne

  15.6.1. Zależności złączeniowe i piąta postać normalna

  15.6.2. Zależności zawierania

  15.6.3. Zależności funkcyjne oparte na funkcjach i procedurach arytmetycznych

  15.6.4. Postać normalna klucza dziedziny

  15.7. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Ćwiczenia laboratoryjne

  Wybrane publikacje

• VII Struktury plikowe, funkcje mieszające, indeksowanie i projekty fizyczne baz danych
• 16. Składowanie danych na dysku, podstawowe struktury plikowe, funkcje mieszające i nowoczesne struktury składowania

  16.1. Wprowadzenie

  16.1.1. Hierarchie pamięciowe i urządzenia składowania danych[1]

  16.1.2. Przechowywanie baz danych

  16.2. Drugorzędne urządzenia pamięciowe

  16.2.1. Opis sprzętowy napędów dyskowych

  16.2.2. Zwiększanie wydajności dostępu do danych na dysku

  16.2.3. Pamięć masowa SSD

  16.2.4. Taśmowe urządzenia pamięciowe

  16.3. Buforowanie bloków

  16.3.1. Zarządzanie buforem

  16.3.2. Strategie zastępowania danych w buforze

  16.4. Rozmieszczanie rekordów plików na dysku

  16.4.1. Rekordy i typy rekordów

  16.4.2. Pliki oraz rekordy o stałej i zmiennej długości

  16.4.3. Rozmieszczenie rekordów w blokach i rekordy segmentowane oraz niesegmentowane

  16.4.4. Alokowanie bloków pliku na dysku

  16.4.5. Nagłówki plików

  16.5. Operacje wykonywane na plikach

  16.6. Pliki nieuporządkowanych rekordów (pliki stertowe)

  16.7. Pliki uporządkowanych rekordów (pliki posortowane)

  16.8. Techniki mieszania

  16.8.1. Mieszanie wewnętrzne

  16.8.2. Mieszanie zewnętrzne dla plików na dysku

  16.8.3. Techniki mieszania umożliwiające dynamiczne rozszerzanie plików

  16.9. Inne podstawowe metody organizacji plików

  16.9.1. Pliki rekordów mieszanych

  16.9.2. B-drzewa i inne struktury danych służące jako podstawowe metody organizacji

  16.10. Zapewnianie równoległego dostępu do dysku przy użyciu architektury RAID

  16.10.1. Zwiększanie niezawodności przy użyciu architektury RAID

  16.10.2. Poprawianie wydajności przy użyciu architektury RAID

  16.10.3. Metody organizacji i poziomy architektury RAID

  16.11. Nowoczesne architektury składowania danych

  16.11.1. Sieci obszarów składowania danych

  16.11.2. Technologia NAS

  16.11.3. iSCSI i inne sieciowe protokoły składowania danych

  16.11.4. Technologia Automated Storage Tiering

  16.11.5. Obiektowa pamięć masowa

  16.12. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 17. Struktury indeksowe dla plików i fizyczne projekty baz danych

  17.1. Rodzaje jednopoziomowych indeksów uporządkowanych

  17.1.1. Indeksy główne

  17.1.2. Indeksy klastrowania

  17.1.3. Indeksy drugorzędne

  17.1.4. Podsumowanie

  17.2. Indeksy wielopoziomowe

  17.3. Dynamiczne indeksy wielopoziomowe z użyciem B-drzew i B+-drzew

  17.3.1. Drzewa wyszukiwania i B-drzewa

  17.3.2. B+-drzewa

  17.4. Indeksy na wielu kluczach

  17.4.1. Indeks uporządkowany na wielu atrybutach

  17.4.2. Mieszanie partycjonowane

  17.4.3. Pliki matrycowe

  17.5. Inne rodzaje indeksów

  17.5.1. Indeksy oparte na mieszaniu

  17.5.2. Indeksy bitmapowe

  17.5.3. Indeksowanie oparte na funkcji

  17.6. Ogólne zagadnienia związane z indeksami

  17.6.1. Indeksy logiczne a fizyczne

  17.6.2. Tworzenie indeksu

  17.6.3. Dostrajanie indeksów

  17.6.4. Dodatkowe kwestie związane ze składowaniem relacji i indeksów

  17.7. Fizyczne projektowanie baz danych w przypadku baz relacyjnych

  17.7.1. Czynniki wpływające na fizyczny projekt bazy danych

  17.7.2. Decyzje dotyczące fizycznego projektu bazy danych

  17.8. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• VIII Przetwarzanie i optymalizacja zapytań
• 18. Strategie przetwarzania zapytań[1]

  18.1. Translacja zapytań języka SQL do postaci wyrażeń algebry relacji i innych operacji

  18.1.1. Dodatkowe operatory złączeń częściowych i antyzłączeń

  18.2. Algorytmy sortowania zewnętrznego

  18.3. Algorytmy operacji selekcji

  18.3.1. Możliwości implementacji operacji SELECT

  18.3.2. Metody wyszukiwania dla selekcji na podstawie warunku koniunktywnego

  18.3.3. Metody wyszukiwania dla selekcji na podstawie alternatywy logicznej

  18.3.4. Szacowanie selektywności warunku

  18.4. Implementacja operacji JOIN

  18.4.1. Metody implementacji złączeń

  18.4.2. Wpływ dostępnej przestrzeni bufora i pliku używanego w pętli zewnętrznej na wydajność operacji złączenia w pętli zagnieżdżonej

  18.4.3. Wpływ współczynnika selekcji złączenia na wydajność tej operacji

  18.4.4. Ogólna postać partycjonowanego złączenia mieszającego

  18.4.5. Hybrydowe złączanie mieszające

  18.5. Algorytmy operacji projekcji i teoriomnogościowych

  18.5.1. Stosowanie antyzłączeń w operacji SET DIFFERENCE (EXCEPT lub MINUS w języku SQL)

  18.6. Implementacja operacji agregujących oraz złączeń różnego rodzaju

  18.6.1. Implementacja operacji agregujących

  18.6.2. Implementacja różnego rodzaju złączeń

  18.7. Łączenie operacji poprzez mechanizm potokowy

  18.7.1. Iteratory używane do implementowania operacji fizycznych

  18.8. Algorytmy równoległego przetwarzania zapytań

  18.8.1. Równoległość na poziomie operatorów

  18.8.2. Równoległość w jednym zapytaniu

  18.8.3. Równoległość w wielu zapytaniach

  18.9. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• 19. Optymalizacja zapytań

  19.1. Drzewa zapytań i heurystyki optymalizacji zapytań

  19.1.1. Notacja drzew zapytań i grafów zapytań

  19.1.2. Heurystyczna optymalizacja drzew zapytań

  19.2. Wybór planów wykonania zapytań

  19.2.1. Różne sposoby wykonywania zapytań

  19.2.2. Optymalizacja podzapytań zagnieżdżonych

  19.2.3. Scalanie podzapytań (perspektyw)

  19.2.4. Perspektywy zmaterializowane

  19.3. Wykorzystanie selektywności w optymalizacji kosztowej

  19.3.1. Składowe kosztu wykonywania zapytań

  19.3.2. Informacje z katalogu używane w funkcjach kosztu

  19.3.3. Histogramy

  19.4. Funkcje kosztu dla operacji SELECT

  19.4.1. Przykład optymalizacji selekcji na podstawie wzorów szacowania kosztów

  19.5. Przykłady funkcji kosztu dla operacji JOIN

  19.5.1. Selektywność i liczność złączeń częściowych i antyzłączeń

  19.5.2. Przykład optymalizacji złączenia na podstawie funkcji kosztu

  19.5.3. Zapytania dotyczące wielu relacji i porządkowanie złączeń

  19.5.4. Optymalizacja fizyczna

  19.5.5. Określanie kolejności złączeń za pomocą programowania dynamicznego

  19.6. Przykład ilustrujący kosztową optymalizację zapytań

  19.7. Dodatkowe zagadnienia związane z optymalizacją zapytań

  19.7.1. Wyświetlanie planu wykonania zapytania uzyskanego przez system

  19.7.2. Szacowanie wielkości wyników dla innych operacji

  19.7.3. Zapis planu w pamięci podręcznej

  19.7.4. Optymalizacja z wykorzystaniem pierwszych k wyników

  19.8. Przykład optymalizacji zapytań w hurtowniach danych

  19.9. Optymalizacja zapytań w bazach Oracle[18]

  19.9.1. Optymalizator fizyczny

  19.9.2. Globalny optymalizator zapytań

  19.9.3. Optymalizacja adaptacyjna

  19.9.4. Przetwarzanie tablicowe

  19.9.5. Wskazówki

  19.9.6. Zarysy

  19.9.7. Zarządzanie planami wykonywania instrukcji języka SQL

  19.10. Semantyczna optymalizacji zapytań

  19.11. Podsumowanie

  Pytania powtórkowe

  Ćwiczenia

  Wybrane publikacje

• IX Przetwarzanie transakcji, sterowanie współbieżne i odtwarzanie baz danych
• 20. Wprowadzenie do problematyki i teorii przetwarzania transakcji...