Основы проектирования баз данных

ОСНОВЫ 
ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
БАЗ ДАННЫХ

О.Л. Голицына, Т.Л. Партыка, И.И. Попов

2-е издание, переработанное и дополненное

Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации 
в качестве учебного пособия для студентов учреждений 
среднего профессионального образования

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2020

ИНФРА-М

УДК 004.2(075.32)
ББК 32.973.26-02я723 
 
Г60

Голицына О.Л.
Г60 
 
Основы проектирования баз данных : учебное пособие / О.Л. Голицына, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : 
ФОРУМ : ИНФРА-М, 2020. — 416 с. : ил. — (Cреднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-91134-655-3 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-012080-5 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105762-9 (ИНФРА-М, online)

В учебном пособии рассматриваются основные подходы и направления 
развития систем баз данных. Анализируются классические машинно-ориентированные формы представления информации и данных. Рассматриваются типовые модели физической и логической организации данных. 
Исследуется архитектура средств доступа к данным. На примере системы 
FoxPro (система программирования с элементами СУБД) иллюстрируются 
практические аспекты разработки фактографических и документальных 
информационных систем. Достаточно подробно описываются возможности SQL как базового языка для профессиональной работы с реляционными базами данных. Необходимое внимание уделяется проблемам моделирования и проектирования баз данных.
Учебное пособие предназначено для обучающихся по специальности 
09.02.04 «Информационные системы (по отраслям)» среднего профессионального образования, а также может использоваться студентами (квалификация «бакалавр», «специалист») соответствующих направлений.

УДК 004.2(075.32)
ББК 32.973.26-02я723

Р е ц е н з е н т ы:
кандидат технических наук, доцент кафедры «Проектирование 
АИС» Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова 
Ю.Г. Бачинин;
доктор экономических наук, профессор, декан факультета «Информатика» Московского международного института эконометрики, информатики, финансов и права А.А. Емельянов

ISBN 978-5-91134-655-3 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-012080-5 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105762-9 (ИНФРА-М, online)

© Голицына О.Л., Партыка Т.Л., 
Попов И.И., 2016
© ФОРУМ, 2016

Ââåäåíèå

Ñîçäàíèå âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè, êîìïüþòåðîâ ñ èñòîðè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ ÿâèëîñü âûäàþùèìñÿ ðåçóëüòàòîì ðàçâèòèÿ
ýëåêòðîòåõíèêè è òåõíè÷åñêèõ çíàíèé â öåëîì. Ïîñòåïåííî íàðàùèâàëàñü ïàìÿòü, ïîâûøàëñÿ óðîâåíü ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, è êîìïüþòåðû ñòàëè ïðèîáðåòàòü íå òîëüêî âû÷èñëèòåëüíûå, íî è äðóãèå ôóíêöèè.
 èñòîðèè ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðèçàöèè èíôîðìàöèîííûõ ïðîöåññîâ è ñèñòåì âûäåëÿþòñÿ ñëåäóþùèå ýòàïû:
òåõíè÷åñêèé ïåðèîä (ïðèáëèçèòåëüíî ñ 1946 ïî 1964 ã.), â òå÷åíèå
êîòîðîãî
ñëîæèëèñü
îñíîâíûå
ïðåäñòàâëåíèÿ
î
ñòðóêòóðå óíèâåðñàëüíûõ ýëåêòðîííûõ âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí (ÝÂÌ), îïðåäåëèëàñü àðõèòåêòóðà è òèïû óñòðîéñòâ;
ïðîãðàììíûé ïåðèîä (ñ 1954 ïî 1970 ã.), çà êîòîðûé âûðàáîòàëàñü ñîâðåìåííàÿ êëàññèôèêàöèÿ ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ,
èõ ñòðóêòóð è âçàèìîñâÿçåé, ñëîæèëèñü ÿçûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ðàçðàáîòàíû êîìïèëÿòîðû è ïðèíöèïû ïðîöåäóðíîé îáðàáîòêè;
èíôîðìàöèîííûé ïåðèîä (ñ 1970 ã. ïî íàñòîÿùåå âðåìÿ) —
â öåíòðå âíèìàíèÿ èññëåäîâàòåëåé è ðàçðàáîò÷èêîâ îêàçûâàþòñÿ ñòðóêòóðû äàííûõ, ÿçûêè îïèñàíèÿ (ßÎÄ) è ìàíèïóëèðîâàíèÿ (ßÌÄ) äàííûìè, íåïðîöåäóðíûå ïîäõîäû ê
ïîñòðîåíèþ ñèñòåì îáðàáîòêè èíôîðìàöèè;
ãóìàíèòàðíûé ïåðèîä (ñ íà÷àëà 90-õ ãã. ïðîøëîãî âåêà),
ñâÿçàííûé
ñ
ðåçêèì
âîçðàñòàíèåì
êðóãà
ïîëüçîâàòåëåé
ÀÈÒ è ïîâûøåíèåì ðîëè èíòåðôåéñíûõ è íàâèãàöèîííûõ
âîçìîæíîñòåé ñîîòâåòñòâóþùèõ ñèñòåì. Êðîìå ýòîãî, îñíîâíûå ÷åðòû íîâûõ èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé ñâÿçàíû
ñ óñèëåíèåì ïåðñîíàëüíîãî õàðàêòåðà êîìïüþòåðà è ðàñøèðåíèåì âîçìîæíîñòåé ïîëüçîâàòåëÿ.
Åñëè òðàäèöèîííûå ñèñòåìû áûëè ïîä÷èíåíû ïðîèçâîäèòåëþ èíôîðìàöèè è äîâîäèëè îäèíàêîâîå ñîäåðæàíèå äî âñåõ àäðåñàòîâ, òî íîâûå òåõíîëîãèè íàïðàâëåíû íà èíäèâèäóàëüíîãî

ïîëüçîâàòåëÿ, ïðåäîñòàâëÿÿ âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ èíôîðìàöèè, íóæíîé èìåííî åìó.
Ïðèõîäèòñÿ êîíñòàòèðîâàòü, ÷òî «ëîêîìîòèâîì» çäåñü ÿâëÿþòñÿ òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà — òåìïû ðàçâèòèÿ ÝÂÌ ïîèñòèíå
ôàíòàñòè÷íû. Åùå â 1984 ã. àìåðèêàíñêèå ãàçåò÷èêè ïèñàëè:
«Â 1953 ã. ÝÂÌ ñ ïàìÿòüþ 64 Êáàéò ñòîèëà 1 ìëí äîëë., ñåé÷àñ îíà ñòîèò ìåíåå 1 òûñ. äîëë. Åñëè áû àâòîìîáèëè ðàçâèâàëèñü
â òå÷åíèå ïîñëåäíèõ 20 ëåò òåìè æå òåìïàìè, êàê êîìïüþòåðû, òî
ñåãîäíÿ ðîëëñ-ðîéñ ñòîèë áû 3,0 äîëë., ïðîõîäèë ìèëëèîí ìèëü
íà ãàëëîíå áåíçèíà, ðàçâèâàë ìîùíîñòü ëàéíåðà «Quåån Elisabeth»
è 2 àâòîìîáèëÿ ïîìåùàëèñü áû íà êîí÷èêå ïåðà».
Äîáàâèì çäåñü, ÷òî ñåãîäíÿøíèå òåìïû åùå âûøå. Íàïðèìåð,
åñëè ìèêðîïðîöåññîð AMD «Athlon» (2000 ã.) ñîäåðæàë 22 ìëí
òðàíçèñòîðîâ, òî AMD «Deneb» (2009 ã.) — 738 ìëí (4 ÿäðà) [17].
Ñëåäîì òÿíåòñÿ ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, ÿâëÿþùååñÿ «òåíüþ» ñâîåãî «ñòàðøåãî áðàòà» (èçâåñòíî, ÷òî ñ ïîÿâëåíèåì íîâûõ ïðîöåññîðîâ ìíîãèå ïðèëîæåíèÿ ïðèõîäèòñÿ ïåðåêîìïèëèðîâàòü, íåñìîòðÿ íà äåêëàðàöèè ðàçðàáîò÷èêîâ îá «îáðàòíîé ñîâìåñòèìîñòè»), çàòåì — ñðåäñòâà îáðàáîòêè è ïîèñêà äàííûõ
(çäåñü áîëüøèå òðóäíîñòè ñ óïðàâëåíèåì çàõëåñòûâàþùèì ïîòîêîì ìóëüòèìåäèéíûõ äàííûõ). Ê ñîæàëåíèþ, ìàññîâûå ïîëüçîâàòåëè (íåñìîòðÿ íà óïîìÿíóòûé âçðûâîîáðàçíûé ðîñò èõ ÷èñëåííîñòè) ÿâëÿþòñÿ ñàìûì «ñëàáûì» çâåíîì âñåé ýòîé öåïî÷êè.
Á à ç û
ä à í í û õ (Á Ä) è ñ è ñ ò å ì û
ó ï ð à â ë å í è ÿ
á à ç à ì è
ä à í í û õ (Ñ Ó Á Ä ) ïî ñâîåìó ïðîèñõîæäåíèþ îòíîñÿòñÿ ê 3-ìó ýòàïó âûøåïðèâåäåííîé ïåðèîäèçàöèè. Îíè ïåðåæèëè
áóì è ïåðèîä âçðûâîîáðàçíîãî ðàçâèòèÿ â ñâîå âðåìÿ è ñåé÷àñ
ïðîäîëæàþò ãàðìîíè÷íî ðàçâèâàòüñÿ, ñëåäóÿ äèíàìèêå ðîñòà
òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ è ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ.
Ñåãîäíÿ òðóäíî ñåáå ïðåäñòàâèòü ñêîëüêî-íèáóäü çíà÷èìóþ
èíôîðìàöèîííóþ ñèñòåìó, êîòîðàÿ áû íå èìåëà â êà÷åñòâå îñíîâû èëè âàæíîé ñîñòàâëÿþùåé áàçó äàííûõ. Êîíöåïöèè è òåõíîëîãèè áàç äàííûõ ñêëàäûâàëèñü ïîñòåïåííî è âñåãäà áûëè òåñíî
ñâÿçàíû ñ ðàçâèòèåì ñèñòåì àâòîìàòèçèðîâàííîé îáðàáîòêè èíôîðìàöèè. Ñîçäàíèå áàç äàííûõ — ñëîæèâøàÿñÿ äèñöèïëèíà
(õîòÿ ÿâëÿþùàÿñÿ ñêîðåå èíæåíåðíîé, ÷åì ÷èñòî íàó÷íîé), îñíîâàííàÿ íà äîñòàòî÷íî ôîðìàëèçîâàííûõ ïîäõîäàõ è âêëþ÷àþùàÿ øèðîêèé ñïåêòð ïðèåìîâ è ìåòîäîâ ñîçäàíèÿ áàç äàííûõ.
Íàçíà÷åíèå ñ è ñ ò å ì ó ï ð à â ë å í è ÿ á à ç à ì è ä à í í û õ —
îáåñïå÷åíèå â òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè èõ ñîõðàííîñòè,

4
Ââåäåíèå

à òàêæå âîçìîæíîñòåé âûáîðêè è àêòóàëèçàöèè. Äàííûå ñóùåñòâóþò âñåãäà, ïîêà åñòü ïîòðåáíîñòü â èõ èñïîëüçîâàíèè, õîòÿ õàðàêòåð èñïîëüçîâàíèÿ è ïóòè èçâëå÷åíèÿ ïðàêòè÷åñêîé ïîëüçû
ìîãóò áûòü ñàìûìè ðàçíûìè: îò îïåðàòèâíîé àêòóàëèçàöèè çíà÷åíèé äî óíè÷òîæåíèÿ äàííûõ, îò èõ èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ñëîæíûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ äî ôîðìèðîâàíèÿ «÷åìîäàíîâ êîìïðîìàòà».
Áàçû äàííûõ â ñòðåìèòåëüíî, à â êàêîé-òî ñòåïåíè è ñóìáóðíî ðàçâèâàþùèõñÿ èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèÿõ — ýòî ñðàâíèòåëüíî êîíñåðâàòèâíîå íàïðàâëåíèå, ãäå ÑÓÁÄ è ñàìè áàçû
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé «äîëãîâðåìåííûå ñîîðóæåíèÿ». Ýëåìåíòíàÿ
áàçà ÝÂÌ è ïàðàäèãìû ïðîãðàììèðîâàíèÿ ìåíÿþòñÿ áûñòðåå,
÷åì õðàíèìûå äàííûå òåðÿþò àêòóàëüíîñòü.
 òàêèõ óñëîâèÿõ, â îòëè÷èå îò ïðèêëàäíûõ ïðîãðàììèñòîâ,
ñîçäàòåëè áàç äàííûõ (îò ðàçðàáîò÷èêîâ ÑÓÁÄ äî àäìèíèñòðàòîðîâ ÁÄ) äîëæíû ïîñòîÿííî ïîìíèòü î ïðîáëåìå «íàñëåäñòâåííîñòè» — î òîì, êàê èíòåãðèðîâàòü â ñîçäàâàåìóþ ñèñòåìó íàñëåäóåìûå äàííûå, íàõîäÿùèåñÿ ïîä óïðàâëåíèåì óñòàðåâøåé ÑÓÁÄ, è
î òîì, êàê ïîñòðîèòü ñèñòåìó, ÷òîáû âíîâü ñîçäàâàåìûå äàííûå
ìîãëè áûòü, â ñâîþ î÷åðåäü, íàñëåäîâàíû ñëåäóþùèì ïîêîëåíèåì ñèñòåì è ðàçðàáîò÷èêîâ.
Äîñòàòî÷íî êîíñåðâàòèâíû è êîíöåïöèè áàç äàííûõ. Ýòà
êîíñåðâàòèâíîñòü íå òîëüêî ñëåäñòâèå ñâîéñòâà «äîëãîâå÷íîñòè», íî è òîãî ôàêòà, ÷òî áàçû âòîðè÷íû ïî îòíîøåíèþ ê îïèñûâàåìûì èìè ðåàëüíûì ïðîöåññàì è îáúåêòàì, äîñòàòî÷íî
ñòàáèëüíûì è òèïè÷íûì. Êðîìå òîãî, ìîäåëè äàííûõ ñòðîèëèñü
â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè «ïî àíàëîãèè» ñ îðãàíèçàöèîííûìè è
òåõíîëîãè÷åñêèìè ñòðóêòóðàìè — èåðàðõè÷åñêèìè, ñåòåâûìè,
ìàòðè÷íûìè.
Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ îáó÷àþùèõñÿ ïî ñïåöèàëüíîñòè 230401 «Èíôîðìàöèîííûå ñèñòåìû (ïî îòðàñëÿì)»
ñðåäíåãî ïðîôåññèîíàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ, à òàêæå ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ñòóäåíòàìè (êâàëèôèêàöèÿ «áàêàëàâð», «ñïåöèàëèñò»)
ñîîòâåòñòâóþùèõ íàïðàâëåíèé. Ïîñîáèå îáåñïå÷èâàåò ôîðìèðîâàíèå ñëåäóþùèõ ïðîôåññèîíàëüíûõ êîìïåòåíöèé:
óìåíèå îðãàíèçîâûâàòü ñîáñòâåííóþ äåÿòåëüíîñòü, âûáèðàòü òèïîâûå ìåòîäû è ñïîñîáû âûïîëíåíèÿ ïðîôåññèîíàëüíûõ çàäà÷, îöåíèâàòü èõ ýôôåêòèâíîñòü è êà÷åñòâî;
óìåíèå îñóùåñòâëÿòü ïîèñê è èñïîëüçîâàíèå èíôîðìàöèè, íåîáõîäèìîé äëÿ ýôôåêòèâíîãî âûïîëíåíèÿ ïðîôåñ
Ââåäåíèå
5

ñèîíàëüíûõ çàäà÷, ïðîôåññèîíàëüíîãî è ëè÷íîñòíîãî ðàçâèòèÿ;
ñïîñîáíîñòü èñïîëüçîâàòü èíôîðìàöèîííî-êîììóíèêàöèîííûå òåõíîëîãèè â ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòè;
óìåíèå ñàìîñòîÿòåëüíî îïðåäåëÿòü çàäà÷è ïðîôåññèîíàëüíîãî è ëè÷íîñòíîãî ðàçâèòèÿ, çàíèìàòüñÿ ñàìîîáðàçîâàíèåì, îñîçíàííî ïëàíèðîâàòü ïîâûøåíèå êâàëèôèêàöèè;
ñïîñîáíîñòü îðèåíòèðîâàòüñÿ â óñëîâèÿõ ÷àñòîé ñìåíû òåõíîëîãèé â ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòè;
ñïîñîáíîñòü ñîáèðàòü äàííûå äëÿ àíàëèçà èñïîëüçîâàíèÿ è
ôóíêöèîíèðîâàíèÿ èíôîðìàöèîííîé ñèñòåìû, ó÷àñòâîâàòü
â ñîñòàâëåíèè îò÷åòíîé äîêóìåíòàöèè, ïðèíèìàòü ó÷àñòèå
â ðàçðàáîòêå ïðîåêòíîé äîêóìåíòàöèè íà ìîäèôèêàöèþ
èíôîðìàöèîííîé ñèñòåìû;
óìåíèå
âçàèìîäåéñòâîâàòü
ñî
ñïåöèàëèñòàìè
ñìåæíîãî
ïðîôèëÿ ïðè ðàçðàáîòêå ìåòîäîâ, ñðåäñòâ è òåõíîëîãèé
ïðèìåíåíèÿ îáúåêòîâ ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòè;
óìåíèå ïðîèçâîäèòü ìîäèôèêàöèþ îòäåëüíûõ ìîäóëåé èíôîðìàöèîííîé ñèñòåìû â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàáî÷èì çàäàíèåì, íàõîäèòü îøèáêè êîäèðîâàíèÿ â ðàçðàáàòûâàåìûõ ìîäóëÿõ èíôîðìàöèîííîé ñèñòåìû, äîêóìåíòèðîâàòü âûïîëíÿåìûå ðàáîòû;
ñïîñîáíîñòü ïðîèçâîäèòü èíñòàëëÿöèþ è íàñòðîéêó èíôîðìàöèîííîé ñèñòåìû â ðàìêàõ ñâîåé êîìïåòåíöèè, äîêóìåíòèðîâàòü ðåçóëüòàòû ðàáîò;
ñïîñîáíîñòü âûïîëíÿòü ðåãëàìåíòû ïî òåõíè÷åñêîìó ñîïðîâîæäåíèþ è âîññòàíîâëåíèþ äàííûõ èíôîðìàöèîííîé
ñèñòåìû, ðàáîòàòü ñ òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèåé;
ñïîñîáíîñòü àíàëèçèðîâàòü ïðè ðåøåíèè ïðîôåññèîíàëüíûõ çàäà÷ ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêèå ïðîáëåìû è ïðîöåññû
ñ ïðèìåíåíèåì ìåòîäîâ ñèñòåìíîãî àíàëèçà è ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ;
óìåíèå îñóùåñòâëÿòü è îáîñíîâûâàòü âûáîð ïðîåêòíûõ ðåøåíèé ïî âèäàì îáåñïå÷åíèÿ èíôîðìàöèîííûõ ñèñòåì;
ñïîñîáíîñòü ïðîâîäèòü îáñëåäîâàíèå îðãàíèçàöèé, âûÿâëÿòü
èíôîðìàöèîííûå ïîòðåáíîñòè ïîëüçîâàòåëåé, ôîðìèðîâàòü
òðåáîâàíèÿ ê èíôîðìàöèîííîé ñèñòåìå, ó÷àñòâîâàòü â ðåèíæèíèðèíãå ïðèêëàäíûõ è èíôîðìàöèîííûõ ïðîöåññîâ;
ñïîñîáíîñòü îöåíèâàòü è âûáèðàòü ñîâðåìåííûå îïåðàöèîííûå ñðåäû è èíôîðìàöèîííî-êîììóíèêàöèîííûå òåõ
6
Ââåäåíèå

íîëîãèè äëÿ èíôîðìàòèçàöèè è àâòîìàòèçàöèè ðåøåíèÿ
ïðèêëàäíûõ çàäà÷ è ñîçäàíèÿ ÈÑ;
ñïîñîáíîñòü ïðîåêòèðîâàòü è àäìèíèñòðèðîâàòü áàçû äàííûõ.
Áàçû äàííûõ — ýòî óæå äîñòàòî÷íî õîðîøî ïðîðàáîòàííàÿ
íàó÷íàÿ äèñöèïëèíà. Ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî, â òîì ÷èñëå è ôóíäàìåíòàëüíûõ, ðàáîò è ó÷åáíèêîâ (íà ìàòåðèàë êîòîðûõ àâòîðû
îïèðàëèñü ïðè ïîäãîòîâêå ýòîãî ó÷åáíèêà è êîòîðûå óáåäèòåëüíî ðåêîìåíäóþò òåì, êòî ñåðüåçíî èíòåðåñóåòñÿ ýòîé ïðîáëåìàòèêîé), ñðåäè íèõ íåîáõîäèìî âûäåëèòü òàêèå ìîíîãðàôèè, êàê
«Îðãàíèçàöèÿ áàç äàííûõ â âû÷èñëèòåëüíûõ ñèñòåìàõ» Äæ. Ìàðòèíà, «Ââåäåíèå â ñèñòåìû áàç äàííûõ» Ê. Äåéòà, «Àëãîðèòìû
è ñòðóêòóðû äàííûõ» Í. Âèðòà, «SQL» Äæ. Ãðîôôà è Ï. Âàéíáåðãà.
 ïåðâîé ãëàâå îïðåäåëåíû îñíîâíûå ïîíÿòèÿ, îòíîñÿòñÿ ê
áàçàì è áàíêàì äàííûõ, ïðèâåäåíà êëàññèôèêàöèÿ êîìïîíåíò
ñèñòåì óïðàâëåíèÿ äàííûìè, îïðåäåëåíû èõ íàçíà÷åíèå è îñíîâíûå ôóíêöèè. Ïðèâåäåíû òèïîâûå ìîäåëè ôèçè÷åñêîé îðãàíèçàöèè äàííûõ, àêöåíòèðóþùèå âíèìàíèå íà ðàçëè÷èÿõ â âàðèàíòàõ ñòðóêòóð è ñâÿçåé. Ðàññìàòðèâàþòñÿ ñõåìû îðãàíèçàöèè
äàííûõ äëÿ ëèíåéíûõ, èåðàðõè÷åñêèõ è ñåòåâûõ ñòðóêòóð. Îáñóæäàþòñÿ àðõèòåêòóðû îðãàíèçàöèè äàííûõ íà óðîâíå ôàéëîâûõ
êîìïîíåíò. Ïðèìåðíûå ñõåìû óïðàâëåíèÿ äàííûìè â ôàéëîâîé
ñèñòåìå ÎÑ è ÑÓÁÄ äàþò äëÿ ýòèõ äâóõ ñëó÷àåâ íàãëÿäíîå ïðåäñòàâëåíèå î ïðèíöèïèàëüíûõ ðàçëè÷èÿõ îðãàíèçàöèè ïðîöåññîâ
è ðàçäåëåíèè ôóíêöèé ìåæäó êîìïîíåíòàìè.
Ãëàâà 2 ïîñâÿùåíà ïðîáëåìàì ìîäåëèðîâàíèÿ áàç äàííûõ.
Îïðåäåëÿþòñÿ ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ è îáúåêòû ìîäåëèðîâàíèÿ. Îáñóæäàþòñÿ ðàçëè÷èÿ ïîäõîäîâ ê ìîäåëèðîâàíèþ ïðåäìåòíûõ îáëàñòåé, õàðàêòåðíûõ äëÿ ôàêòîãðàôè÷åñêèõ è äîêóìåíòàëüíûõ áàç äàííûõ. Ïîäðîáíî ðàññìàòðèâàåòñÿ ñîäåðæàíèå êîíöåïòóàëüíîãî è ëîãè÷åñêîãî ýòàïà ïðîåêòèðîâàíèÿ. Îïèñûâàåòñÿ
ïðèìåð ïðîåêòèðîâàíèÿ ðåëÿöèîííîé áàçû äàííûõ, âêëþ÷àÿ òåõíîëîãèþ ïðîåêòèðîâàíèÿ è íîðìàëèçàöèè îòíîøåíèé.
Òðåòüÿ ãëàâà ðàññìàòðèâàåò ñèñòåìó FoxPro, ÿâëÿþùóþñÿ
«ïîãðàíè÷íûì ïðîäóêòîì» ìåæäó ÑÓÁÄ è ñèñòåìàìè ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Îïèñûâàþòñÿ òèïû äàííûõ è îïåðàòîðû ÿçûêà, ñîçäàíèå è ìîäèôèêàöèÿ áàçû äàííûõ, ñîçäàíèå è ìîäèôèêàöèÿ
ôîðìàòîâ ïðåäñòàâëåíèÿ äàííûõ. Ïðèâîäèòñÿ ïðèìåð èñïîëüçîâàíèÿ òàáëè÷íîé ÑÓÁÄ FoxPro äëÿ ïîñòðîåíèÿ ñèñòåìû äîêóìåíòàëüíîãî (â òîì ÷èñëå ïîëíîòåêñòîâîãî) ïîèñêà.

Ââåäåíèå
7

Ãëàâà 4 ïîñâÿùåíà îïèñàíèþ SQL (íà ïðèìåðå MS SQL Server
7.0), êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ñòàíäàðòíûì ÿçûêîì äëÿ ðàáîòû ñ ðåëÿöèîííûìè áàçàìè äàííûõ. Âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ îïåðàòîðîâ
ÿçûêà ðàññìàòðèâàþòñÿ íà ñåðèè ïðèìåðîâ, èëëþñòðèðóþùèõ
ýòàïû ñîçäàíèÿ è èñïîëüçîâàíèÿ áàçû äàííûõ, îïèñàíèå ïðîåêòèðîâàíèÿ êîòîðîé ïðèâåäåíî â ãë. 3. Ðàññìàòðèâàþòñÿ òðàíçàêöèè, îðãàíèçàöèÿ óïðàâëåíèÿ äîñòóïà ïîëüçîâàòåëåé ê îáúåêòàì
ÁÄ, ïðîãðàììèðîâàíèå ïðîöåññîâ óïðàâëåíèÿ îáðàáîòêîé äàííûõ (ïðåäñòàâëåíèÿ, õðàíèìûå ïðîöåäóðû, òðèããåðû).
 ïðèëîæåíèÿõ ïðèâîäÿòñÿ ãëîññàðèé òåðìèíîâ, êðàòêèå àííîòàöèè êîìàíä è ôóíêöèé ñèñòåìû FoxPro, ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî âûïîëíåíèþ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò, ïðèìåðû îò÷åòîâ î
ïîäîáíûõ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîòàõ.
Àâòîðû ðàñïîëîæèëè ìàòåðèàë â òîé èñòîðè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, â êîòîðîé âîçíèêàëè è ðàçâèâàëèñü ñîîòâåòñòâóþùèå ñðåäñòâà óïðàâëåíèÿ äàííûìè è èõ ÿçûêîâûå ñðåäñòâà. Ýòî
íå çíà÷èò, ÷òî ÷èòàòåëþ îáÿçàòåëüíî íàäî ñíà÷àëà ïðîðûâàòüñÿ
ñêâîçü äåáðè «ñáàëàíñèðîâàííûõ äåðåâüåâ» è «èíâåðñíûõ ñïèñêîâ». Îí ìîæåò ñðàçó ïåðåéòè ê ðàññìîòðåíèþ íà ïðèìåðàõ ïðîöåññîâ ñîçäàíèÿ è óïðàâëåíèÿ äàííûìè â ðàçëè÷íûõ ñðåäàõ —
FoxPro (ãë. 3), MS SQL Server (ãë. 4), à â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè —
âåðíóòüñÿ íàçàä è ïîèíòåðåñîâàòüñÿ, «êàê îíî òàì íà ñàìîì äåëå
óñòðîåíî».
Ó÷åáíîå ïîñîáèå áàçèðóåòñÿ íà ìàòåðèàëàõ, íàêîïëåííûõ
àâòîðàìè â ïðîöåññå ïðàêòè÷åñêîé è èññëåäîâàòåëüñêîé äåÿòåëüíîñòè, à òàêæå ïðåïîäàâàíèÿ â ÌÈÔÈ, ÌÈÑÈ, ÌÝÑÈ,
ÐÃÃÓ, ÐÝÀ èì. Ã. Â. Ïëåõàíîâà, ÌÔÏÀ (Ìåæäóíàðîäíàÿ ôèíàíñîâî-ïðîìûøëåííàÿ àêàäåìèÿ). Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü êîëëåãàì, ïðèíÿâøèì ó÷àñòèå â îáñóæäåíèè ìàòåðèàëà:
Í. Â. Ìàêñèìîâó, À. À. Åìåëüÿíîâó, à òàêæå ñòóäåíòàì ÐÃÃÓ,
ÌÔÏÀ è ÐÝÀ èì. Ã. Â. Ïëåõàíîâà çà ïðåäîñòàâëåííûå èëëþñòðàòèâíûå ìàòåðèàëû.

8
Ââåäåíèå

Ãëàâà 1
ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÄÀÍÍÛÌÈ. ÔÀÉËÎÂÛÅ
ÑÈÑÒÅÌÛ È ÁÀÇÛ ÄÀÍÍÛÕ

Ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ áàçàìè äàííûõ (ÑÓÁÄ), ÿâëÿþùèåñÿ
ïðåäìåòîì íàñòîÿùåãî ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ, íå «âèñÿò â âîçäóõå», à
ïðî÷íî âñòðîåíû â î ê ð ó æ å í è å, âêëþ÷àþùåå ðàçëè÷íûå óðîâíè è òèïû êàê ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ, òàê è èíôîðìàöèîííûõ
ïðîöåññîâ è ñòðóêòóð.
Ïîíÿòèå «óïðàâëåíèå äàííûìè» (data management) âïåðâûå
ïîÿâëÿåòñÿ çàäîëãî äî áàç äàííûõ (ÁÄ) è ñèñòåì óïðàâëåíèÿ áàçàìè äàííûõ (ÑÓÁÄ) â êà÷åñòâå îäíîé èç îñíîâíûõ ôóíêöèé
îïåðàöèîííîé ñèñòåìû (ÎÑ) ÝÂÌ [24].
Íà ðèñ. 1.1 ïðèâîäèòñÿ áîëåå èëè ìåíåå ïîëíàÿ äèàãðàììà
ðàçëè÷íûõ òðàåêòîðèé óïðàâëåíèÿ äàííûìè (ñòðåëêè îçíà÷àþò
âûäà÷ó çàïðîñà íà äàííûå, ïåðåäà÷à äàííûõ îñóùåñòâëÿåòñÿ â
îáðàòíîì íàïðàâëåíèè).

Ðèñ. 1.1. Óïðàâëåíèå äàííûìè â ÎÑ è ÑÓÁÄ

Ñëåâà ïðîõîäÿò ñâÿçè, îñóùåñòâëÿåìûå ïîëüçîâàòåëåì (èëè
ïðèêëàäíîé ïðîãðàììîé), ñ äàííûìè ÷åðåç îïåðàöèîííóþ ñèñòåìó (òî÷íåå, ôàéëîâóþ ñèñòåìó — ÔÑ ÎÑ). ÔÑ îòêðûâàåò ôàéë è
ïåðåäàåò äàííûå ïîðöèÿìè (çàïèñÿìè) ïîëüçîâàòåëþ (è îáðàòíî).
Ñïðàâà íà ðèñóíêå îòîáðàæåíû ñâÿçè, ðåàëèçóåìûå ÑÓÁÄ.
Ïðè ýòîì ÑÓÁÄ ìîæåò èñïîëüçîâàòü èëè æå íåò âîçìîæíîñòè
ÔÑ.  ïåðâîì ñëó÷àå áàçà äàííûõ (ÁÄ) ñîñòîèò èç ìíîãèõ ôàéëîâ, óïðàâëÿåìûõ ÎÑ (ÔÑ), è âûáîðêà äàííûõ îñóùåñòâëÿåòñÿ
ôàéëîâîé ñèñòåìîé. Âî âòîðîì — ÁÄ ñîñòîèò èç îäíîãî èëè íåáîëüøîãî ÷èñëà ôàéëîâ ÎÑ è âñå ôóíêöèè ïî óïðàâëåíèþ äàííûìè (âûáîðêà, âñòàâêà, èñêëþ÷åíèå, êîððåêöèÿ) ïðèíèìàåò íà
ñåáÿ ÑÓÁÄ.
 ñâÿçè ñ ýòèì ïðåæäå âñåãî íåîáõîäèìî äàòü ïðåäñòàâëåíèå î
ñòðóêòóðàõ èíôîðìàöèè â ÝÂÌ, âêëþ÷àÿ òàêèå îáúåêòû, êàê ý ë å ì å í ò û ä à í í û õ, à ã ð å ã à ò û ä à í í û õ, ç à ï è ñ è, ô à é ë û,
á à ç û ä à í í û õ è ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà, ñ íèìè ñâÿçàííûå.

1.1. Èíôîðìàöèÿ, äàííûå è èõ ïðåäñòàâëåíèå â ÝÂÌ

Óðîâíè èíôîðìàöèîííûõ ïðîöåññîâ

Äàííîå ïîíÿòèå õàðàêòåðèçóåò ñòåïåíü ñâÿçè èíôîðìàöèîííûõ ïðîöåññîâ ñ ïðåäìåòíîé îáëàñòüþ — èíôîðìàöèîííûå òåõíîëîãèè; èíôîðìàöèîííûå ñèñòåìû; èíôîðìàöèîííûå ðåñóðñû:
à â ò î ì à ò è ç è ð î â à í í ó þ è í ô î ð ì à ö è î í í ó þ ò å õ í î ë î ã è þ
(À È Ò ,
È Ò) îïðåäåëèì êàê öåëåíàïðàâëåííîå è ñîãëàñîâàííîå èñïîëüçîâàíèå: òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ
èíôîðìàòèçàöèè
(àïïàðàòóðíûé
ôàêòîð);
ïðîãðàììíûõ
ñðåäñòâ è ñèñòåì (ïðîãðàììíûé ôàêòîð); èíôîðìàöèîííûõ ìàññèâîâ è áàç äàííûõ (èíôîðìàöèîííûé ôàêòîð);
èíòåëëåêòóàëüíûõ óñèëèé è ÷åëîâå÷åñêîãî òðóäà (÷åëîâå÷åñêèé, ãóìàíèòàðíûé ôàêòîð) äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è (çàäà÷) ïðåäìåòíîé îáëàñòè;
è í ô î ð ì à ö è î í í û å ñ è ñ ò å ì û (À È Ñ , È Ñ) îïðåäåëÿþòñÿ êàê êîìïëåêñû èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé, îðèåíòèðîâàííûõ íà ïðîöåäóðû ñáîðà, îáðàáîòêè, õðàíåíèÿ,
ïîèñêà, ïåðåäà÷è è îòîáðàæåíèÿ èíôîðìàöèè ïðåäìåòíîé
îáëàñòè;

10
Ãëàâà 1. Óïðàâëåíèå äàííûìè. Ôàéëîâûå ñèñòåìû...

è í ô î ð ì à ö è î í í û å ð å ñ ó ð ñ û (È Ð) — êîìïëåêñû ñîîòâåòñòâóþùèõ èíôîðìàöèîííûõ ñèñòåì, ðàññìàòðèâàåìûå
ïðåæäå âñåãî íà ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêèõ óðîâíÿõ îïèñàíèÿ è ïðèìåíåíèÿ.
 ïðèíöèïå ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî èíôîðìàöèîííûå òåõíîëîãèè ÿâëÿþòñÿ ìåíåå çàâèñèìûìè îò ñòðóêòóðû è ñïåöèôèêè
ïðåäìåòíîé îáëàñòè, ÷åì èíôîðìàöèîííûå ñèñòåìû è/èëè ðåñóðñû, îäíàêî ýòà ñâÿçü âñåãäà ñóùåñòâóåò.
Áàçà äàííûõ íà óðîâíå è í ô î ð ì à ö è î í í û õ ò å õ í î ë î ã è é [2, 3, 4, 23] ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîëëåêöèþ èíôîðìàöèè,
îáû÷íî ñîâîêóïíîñòü ìíîãèõ ôàéëîâ, äîñòóï ê êîòîðîé îñóùåñòâëÿåòñÿ ëèáî ÷åðåç ÔÑ ÎÑ, ëèáî ïîñðåäñòâîì ïðîñòûõ ÑÓÁÄ
(òî÷íåå, ñèñòåì ïðîãðàììèðîâàíèÿ ñ ýëåìåíòàìè ÑÓÁÄ), òàêèõ,
êàê Access, Foxpro (ñì. ãë. 3).
Íà óðîâíå è í ô î ð ì à ö è î í í û õ ñ è ñ ò å ì [2, 10, 24] ÁÄ
ÿâëÿåòñÿ êîìïîíåíòîé ìîäåëè ïðåäìåòíîé îáëàñòè ÈÑ è îáû÷íî
ïîääåðæèâàåòñÿ ìîùíîé ÑÓÁÄ (Oracle, Adabas, SQL Server, ñì.
ãë. 4), àâòîíîìíî ðåàëèçóþùåé îñíîâíûå îïåðàöèè äîñòóïà ê
äàííûì, ðàçìåùåííûì â íåáîëüøîì êîëè÷åñòâå ôàéëîâ ÎÑ, áåç
àêòèâíîé ýêñïëóàòàöèè âîçìîæíîñòè ÔÑ.
Íà óðîâíå è í ô î ð ì à ö è î í í û õ
ð å ñ ó ð ñ î â
[2, 10, 26]
ÁÄ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðåäìåòíî-îðèåíòèðîâàííóþ êîëëåêöèþ
èíôîðìàöèè, ñîäåðæàùóþ íåñêîëüêî ìèëëèîíîâ çàïèñåé (íàïðèìåð, INPADOC — ÁÄ ïî ïàòåíòíûì äîêóìåíòàì, INSPEC —
ÁÄ ïî òåõíè÷åñêèì íàóêàì, MEDLINE — ïî ìåäèöèíå è ïð.).
 êà÷åñòâå ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ çäåñü îáû÷íî èñïîëüçóþòñÿ
à â ò î ì à ò è ç è ð î â à í í û å
è í ô î ð ì à ö è î í í î - ï î è ñ ê î â û å ñ è ñ ò å ì û (ÀÈÏÑ), îðèåíòèðîâàííûå íà ïîèñê è
ïðåäñòàâëåíèå ñëàáîñòðóêòóðèðîâàííîé òåêñòîâîé èíôîðìàöèè
(STAIRS, IRBIS è ïð., ñì. [3, 10, 26]).

Êëàññèôèêàöèÿ èíôîðìàöèè

Ïîíÿòèå èíôîðìàöèÿ ÿâëÿåòñÿ òàêèì æå ôóíäàìåíòàëüíûì,
êàê ìàòåðèÿ, ýíåðãèÿ è äðóãèå ôèëîñîôñêèå êàòåãîðèè. Ýòî àòðèáóò, ñâîéñòâî ñëîæíûõ ñèñòåì, ñâÿçàííîå ñ èõ ðàçâèòèåì è ñàìîîðãàíèçàöèåé. Èçâåñòíî áîëüøîå êîëè÷åñòâî ðàçëè÷íûõ îïðåäåëåíèé è í ô î ð ì à ö è è, ä à í í û õ, ç í à í è é è ïð. Ìû çäåñü îã
1.1. Èíôîðìàöèÿ, äàííûå è èõ ïðåäñòàâëåíèå â ÝÂÌ
11