Data Modeling and SQL Basics

Data Modeling

• Data modeling is the process of creating a conceptual representation of data structures and relationships.
• Types of data models:
  • Conceptual data model (high-level, abstract representation)
  • Logical data model (detailed, technical representation)
  • Physical data model (actual database design)
• Data modeling goals:
  • Define data structures and relationships
  • Identify data redundancy and inconsistencies
  • Improve data quality and integrity

SQL

• SQL (Structured Query Language) is a standard language for managing relational databases.
• SQL commands:
  • DDL (Data Definition Language): CREATE, ALTER, DROP
  • DML (Data Manipulation Language): INSERT, UPDATE, DELETE
  • DQL (Data Query Language): SELECT
• SQL query types:
  • Query: retrieve specific data
  • Index: improve query performance
  • View: virtual table based on a query

Database Design

• Database design is the process of defining the structure and organization of a database.
• Database design steps:
  1. Define database requirements
  2. Identify entities and relationships
  3. Design database schema
  4. Normalize and refine the design
• Database design goals:
  • Ensure data consistency and integrity
  • Improve data retrieval and manipulation efficiency
  • Support scalability and flexibility

Data Normalization

• Data normalization is the process of organizing data to minimize redundancy and improve data integrity.
• Normalization rules:
  1. First Normal Form (1NF): each table cell contains a single value
  2. Second Normal Form (2NF): each non-key attribute depends on the entire primary key
  3. Third Normal Form (3NF): if a table is in 2NF, and a non-key attribute depends on another non-key attribute, then it should be moved to a separate table
• Normalization benefits:
  • Eliminate data redundancy
  • Improve data consistency
  • Reduce data anomalies

Database Security

• Database security is the protection of a database from unauthorized access, use, disclosure, disruption, modification, or destruction.
• Database security threats:
  • Unauthorized access
  • SQL injection
  • Data breaches
  • Insider threats
• Database security measures:
  • Authentication and authorization
  • Access control lists (ACLs)
  • Encryption
  • Regular backups and auditing

Моделирование данных

• Моделирование данных - это процесс создания концептуальной репрезентации структур данных и их взаимосвязей.
• Типы моделей данных:
  • Концептуальная модель данных (высокоуровневая, абстрактная репрезентация)
  • Логическая модель данных (детализированная, техническая репрезентация)
  • Физическая модель данных (фактический дизайн базы данных)
• Цели моделирования данных:
  • Определить структуры данных и их взаимосвязей
  • Определить избыточность и несоответствия данных
  • Улучшить качество и целостность данных

SQL

• SQL (Structured Query Language) - это стандартный язык для управления реляционными базами данных.
• Команды SQL:
  • DDL (Data Definition Language): CREATE, ALTER, DROP
  • DML (Data Manipulation Language): INSERT, UPDATE, DELETE
  • DQL (Data Query Language): SELECT
• Типы запросов SQL:
  • Query: извлечение конкретных данных
  • Index: ускорение производительности запросов
  • View: виртуальная таблица, основанная на запросе

Проектирование базы данных

• Проектирование базы данных - это процесс определения структуры и организации базы данных.
• Этапы проектирования базы данных:
  • Определение требований к базе данных
  • Определение сущностей и их взаимосвязей
  • Проектирование схемы базы данных
  • Нормализация и усовершенствование дизайна
• Цели проектирования базы данных:
  • Обеспечить целостность и согласованность данных
  • Улучшить эффективность извлечения и манипуляции данными
  • Поддерживать масштабируемость и гибкость

Нормализация данных

• Нормализация данных - это процесс организации данных для минимизации избыточности и улучшения целостности данных.
• Правила нормализации: 1.Первая нормальная форма (1NF): каждая ячейка таблицы содержит одно значение 2.Вторая нормальная форма (2NF): каждое неключевое атрибут зависит от всего первичного ключа 3.Третья нормальная форма (3NF): если таблица находится в 2NF, и неключевое атрибут зависит от другого неключевого атрибута, то оно должно быть перемещено в отдельную таблицу
• Преимущества нормализации:
  • Уничтожение избыточности данных
  • Увеличение согласованности данных
  • Уменьшение аномалий данных

Безопасность базы данных

• Безопасность базы данных - это защита базы данных от несанкционированного доступа, использования, разглашения, нарушения, изменения или уничтожения.
• Угрозы безопасности базы данных:
  • Несанкционированный доступ
  • SQL-инъекции
  • Утечки данных
  • Внутренние угрозы
• Меры безопасности базы данных:
  • Аутентификация и авторизация
  • Контроль доступа (ACLs)
  • Шифрование
  • Регулярные резервное копирование и аудит