Основы реляционных баз данных

Введение

Любая нетривиальная программная система состоит, как минимум, из двух компонентов:

• программного кода, отвечающего за логику работы
• хранилища, в котором содержатся данные, необходимые для работы

Возьмём для примера Хекслет. Это большой контентный проект, внутри которого есть данные, создаваемые внутри проекта: например, курсы и их содержимое. С другой стороны, большая часть контента создаётся самими пользователями: начиная от регистрации, которая приводит к созданию профиля пользователя и всех его настроек, и заканчивая решением задач и взаимодействием с менторами (через топики). Всё это данные, которые непрерывно добавляются на сайт и только увеличиваются в объёмах.

Помимо самого факта хранения, эти данные непрерывно считываются и показываются пользователям. Причём иногда в довольно хитрых формах, например: "показать на странице испытания три последних код ревью по этому испытанию, исключая код ревью пользователя, который прямо сейчас смотрит на эту страницу". Звучит не очень просто, но подобные запросы к системе хранения делаются ежесекундно, и многие из них значительно сложнее приведённого примера.

Кроме того, пользователи на сайтах работают независимо друг от друга, что создаёт конкуренцию при обращении к одним и тем же данным. Что, если один пользователь читает данные, которые в это время модифицируются другим пользователем?

За реализацию всех этих возможностей отвечают системы управления базами данных (СУБД). Как правило, они отвязаны от того языка программирования, на котором идёт разработка. Фактически, СУБД — это отдельная программа, которая умеет эффективно сохранять и читать то, что её попросят. Таких систем существует довольно много, но это не значит что все они абсолютно разные. Существует класс (множество систем, обладающих схожими характеристиками) СУБД, который используется наиболее часто. Он называется Реляционные СУБД (РСУБД), так как работа этих систем основана на реляционной модели данных. С технической точки зрения, можно считать, что такие базы данных основаны на табличном представлении данных.

Для работы с ними нужно понимать, как минимум, две вещи:

• Реляционную модель данных. Звучит страшно, но в конечном итоге все сводится к таблицам.
• SQL, специализированный язык для управления этой базой данных и данными внутри неё

К счастью, оба этих пункта практически не зависят от реализации конкретной РСУБД. Это значит, что изучив одну, крайне легко переключиться на другую.

В этом курсе рассматривается популярная СУБД PostgreSQL. Основные темы:

• Установка и настройка
• Создание и модификация базы данных (DDL)
• Наполнение базы данных (DML)
• Выборка данных (SELECT, WHERE, ORDER, LIMIT, DISTINCT, GROUP, HAVING)
• Агрегирующие функции (COUNT)
• Соединения (JOIN, LEFT JOIN)
• Транзакции (уровни изоляции)
• Реляционная алгебра (основы теории множеств)
• Ключи (первичные, внешние)
• Нормализация данных
• Связи (один-к-одному, один-ко-многим, многие-ко-многим)
• Производительность (индексы)

---