В настоящее время наблюдается расширение номенклатуры используемых вычислительных средств, а также вовлечение их в новые сферы человеческой деятельности. В двенадцатой пятилетке стоит задача «обеспечить рост объема производства вычислительной техники в 2—2,3 раза, повысить ее надежность. Высокими темпами наращивать масштабы применения современных высокопроизводительных электронно-вычислительных машин всех классов. Продолжить создание и повысить эффективность работы вычислительных центров коллективного пользования, интегрированных банков данных, сетей обработки и передачи информации»*.
Использование вычислительной техники невозможно без рациональной организации информационной базы и обеспечения эффективного доступа к ней пользователей. Этой цели и служат банки данных (БнД). Они нашли применение в автоматизированных информационных системах разных типов и уровней: в автоматизированных системах управления предприятиями, в отраслевых автоматизированных системах управления, в общегосударственных системах (автоматизированной системе государственной статистики, автоматизированной системе плановых расчетов и др.), в системах автоматизации проектирования.
Языково-программным ядром БнД является система управления базами данных (СУБД), использование которой автоматизирует процесс проектирования систем машинной обработки данных. Вместе с тем проектирование БнД представляет собой сложную научную и практическую задачу, от решения которой в значительной мере зависят эффективность и качество автоматизированной информационной системы в целом.
В связи с актуальностью проблем создания банков данных в учебные планы специальности «Организация механизированной обработки экономической информации» и ряда других введен курс «Проектирование баз данных». Предметом изучения в рассматриваемом курсе являются банки данных в целом и их ком-
* Материалы XXVII съезда Коммунистической партии Советского Союза: Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986— 1990 годы и на период до 2000 года. —М.: Политиздат, 1986. — С. 281.
Первая часть учебника посвящена теоретическим вопросам проектирования баз данных: выделены уровни информационных моделей и соответствующие им этапы создания баз данных, описаны средства и методы проектирования баз данных.
Во второй части рассматриваются состав и содержание проектных работ, а в третьей — проектирование баз данных в среде различных СУБД: иерархической системы ИНЕС, сетевой — СЕ-ТОР и реляционной — МИК.РО-РС. Рассмотрение вопросов проектирования баз данных на примере систем разных классов позволяет показать общее и специфическое в создании БнД в среде конкретных СУБД. В приложении приведены примеры логических моделей баз данных, построенных для каждой из указанных СУБД и отображающих одну и ту же предметную область.
В учебнике предлагается эвристический алгоритм проектирования логической структуры баз данных, заключающийся в задании конкретным типам ситуаций в отображаемых предметных областях соответствующих логических конструкций, допустимых для конкретной СУБД. Подобные эвристики используются и во многих системах автоматизации проектирования баз данных.
Несмотря на наличие средств автоматизации проектирования баз данных в учебнике большое внимание уделяется ручному проектированию. Это обусловлено рядом причин: для некоторых СУБД средства автоматизации проектирования отсутствуют; многие САПР баз данных допускают интерактивное взаимодействие разработчика с системой, что требует владения навыками ручного проектирования; использование САПР не всегда экономически оправдано.
Изучение курса «Проектирование баз данных» предполагает знание основ вычислительной техники, программирования, теории множеств, математической логики, теории графов, а также глубокого освоения курсов «Теория экономических информационных систем» и «Проектирование машинной обработки экономической информации».
Учебник написан для студентов, обучающихся по специальности «Организация механизированной обработки экономической информации» в соответствии с программой курса «Проектирование баз данных» и является первым учебником по данной дисциплине. Им также могут пользоваться студенты, обучающиеся по специальностям «Автоматизированные системы управления», «Прикладная математика», «Экономическая кибернетика», «Автоматизация и механизация процессов обработки и выдачи информации».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ..........л . ,.......... 3
ЧАСТЬ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ
i
Глава 1. Концепция банков данных............: 5
1.1. Общие сведения о БнД . ....... 5
1.2. Состав БнД....... . . . , 8
1.3. Уровни 1 моделей...... ......., 13
1.4. Классификация БпД...... . 16
1.5. Распределенные банки данных . 18
Глава 2 Модели даталогического уровня , ......... 24
2 1. Иерархические модели данных .... . . . 24
2.2. Сетевые даталогические модели ,...... . . 27
2.3. Реляционные модели............. 30
Г л ал а 3. Методы физической организации данных в БнД ... . 31
3.1. Общая характеристика физических структур данных . . 31
3.2. Последовательная организация хранения данных . . 34
3.3. Списковая организация хранения данных ... 35 34. Использование символических указателей...... 38
3 5. Индексные структуры . •....... , 40
3.6. Рандомизированный способ доступа ... .... 42
Глава 4. Проектирование структуры баз данных........ 45
4.1. Подходы к проектированию баз данных . . ... 45
4.2. Ипфологичсское моделирование........ 48
4.3. Построение даталогических моделей ... . . 63
4.4. Особенности организации распределенных БД .... 68
4.5. Физическое проектирование БД . . ..... 72
ЧАСТЬ 2 СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РАБОТ
Глава 5 Организация работ по созданию БнД . ........ 76
5.1. Стадии создания БнД ... . ..... 76
5.2. Служба администратора БнД .• . .... . 86
5.3. Автоматизация проектирования БнД . . 88
Глава 6. Проектные работы........... . 93
6.1. Описание и анализ запросов . . . .93
6.2. Выбор СУБД............... 97
6 3. Определение состава информационной базы..... 105
6.4. Загрузка базы данных..... ..... 109
6.5. Реструктуризация и реорганизация баз данных ... III
ЧАСТЬ 3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ В СРЕДЕ КОНКРЕТНЫХ СУБД
Глава 7. Характеристика современных СУБД.......... 116
7.1. СУБД, построенные по предложениям К.ОДАСИЛ ... 116
7.2. СУБД, поддерживающие сетевые модели с разнотипными файлами................ 120
7.3. СУБД на основе иерархических моделей...... 123
7.4. СУБД на основе инвертированных файлов..... 125
7.5. СУБД для мини- и микроЭВМ......... 128
Глава 8. Проектирование баз данных в среде системы ИНЕС ... 131
8.1. Типы логических единиц БД........... 131
8.2. Построение даталогической модели......... 136
8.3. Описание данных............... 138
8.4. Gepfenc/ные средства . . . ,......... И1
Глава 9. Проектирование баз данных в среде СУБД СЕТОР .... 147
9.1. Структуры данных............• . 147
9.2. Особенности создания БД............ 152
9.3. Описание базы данных............ 161
9.4. Описание подсхемы............, , 169
9.5. Возможности системы «Структура»........ 172
9.6. Использование ППП «Тслесправка»........ 178
Глава 10. Создание БнД в среде СУБД МИКРО-РС....... 184
ЮЛ. Особенности системы.............. 184
10.2. Создание баз данных............. 187
10.3. Организация общения пользователей с БД..... 194
10.4. Создание диалоговых систем.......... 202
Приложение. Переход от инфологичсской модели к даталогическим моделям разных СУБД — графическое представление моделей...................., - 206
Литература............: . . ,......... 208
Список использованных сокращений.............., 211
Предметный указатель.................... 212
