Основы проектирования безопасных баз данных

ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ I АРХИТЕКТУРНЫЕ ОСНОВЫ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЙ 1.1. Экосистема СУБД 1.2. Эволюция парадигм: ACID, BASE, CAP 1.3. Классификация моделей данных 1.3.1. Реляционная модель (SQL/ACID) 1.3.2. NoSQL-модели 1.3.3. Отечественный стек СУБД 1.4. Критерии выбора СУБД 1.5. Область применения PostgreSQL 1.5.1. Оптимальные сценарии применения 1.5.2. Ограничения и альтернативы Вопросы и задания 2. ОСНОВЫ POSTGRESQL 2.1. Установка PostgreSQL и создание рабочего окружения 2.1.1. Основные понятия 2.1.2. Установка из пакетного репозитория PGDG 2.1.3. Сборка из исходных кодов (в виртуальной среде) 2.2. Терминал psql и создание базы данных 2.2.1. Подключение к серверу 2.2.2. Основные мета-команды psql 2.2.3. Создание рабочей базы данных 2.3. Пример: проектирование системы учёта энергоресурсов 2.3.1. Создание таблиц с ограничениями целостности 2.3.2. Заполнение таблиц тестовыми данными 2.3.3. Выборка данных (SELECT) 2.3.4. Обновление данных и логическое удаление 2.3.5. Контроль целостности и транзакции 2.3.6. Анализ временных рядов: выявление аномалий 2.3.7. Транзакции как средство обеспечения атомарности Вопросы и задания 3. РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ 3.1. Основные понятия реляционной модели 3.2. Нормализация баз данных 3.3. Денормализация и оптимизация производительности Вопросы и задания РАЗДЕЛ II ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НА SQL 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУР ДАННЫХ. ЯЗЫК DDL 4.1. Базы данных и схемы 4.2. Таблицы и типы данных 4.3. Ограничения целостности 4.3.1. Первичные ключи 4.3.2. Уникальные ограничения 4.3.3. Обязательность и значения по умолчанию 4.3.4. Проверочные ограничения 4.3.5. Внешние ключи 4.3.6. Комплексные ограничения на примере 4.4. Миграции схемы данных 4.4.1. Database-as-Code 4.4.2. Идемпотентность миграции 4.4.3. Безопасные изменения таблиц 4.4.4. Управление индексами 4.4.5. Миграции для систем критической инфраструктуры Вопросы и задания 5. ЯЗЫК DML И УПРАВЛЕНИЕ ТРАНЗАКЦИЯМИ 5.1. Операторы манипуляции данными 5.1.1. Вставка данных 5.1.2. Модификация данных 5.1.3. Удаление данных 5.2. Транзакции и свойства ACID 5.2.1. Свойства ACID 5.2.2. Управление транзакциями 5.2.3. Транзакционные операции 5.2.4. Транзакционные операции 5.3. Уровни изоляции 5.3.1. Сравнение уровней изоляции 5.3.2. Демонстрация уровней изоляции 5.4. Блокировки и конкурентный доступ 5.4.1. Виды блокировок 5.4.2. Явное управление блокировками 5.4.3. Взаимоблокировки (Deadlocks) Вопросы и задания 6. ЯЗЫК ЗАПРОСОВ (DQL). ВЫБОРКА И АНАЛИЗ ДАННЫХ 6.1.1. Проекция и преобразование столбцов 6.1.2. Фильтрация данных 6.1.3. Сортировка (ORDER BY) и уникальность 6.2. Соединения таблиц (JOIN) 6.2.1. Типы соединений 6.2.2. Пример: отчёт по исправности оборудования 6.3. Агрегация и оконные функции 6.3.1. Базовая агрегация 6.3.2. Специальные агрегаты 6.3.3. Оконные функции 6.3.4. Пример: Сменный отчёт по выработке 6.4. Подзапросы и обобщённые табличные выражения (CTE) 6.4.1. Скалярные подзапросы 6.4.2. Обобщённые табличные выражения 6.4.3. Рекурсивные CTE 6.4.4. Пример: прослеживаемость деталей с рекурсивным CTE 6.5. Оптимизация запросов и современные возможности 6.5.1. Антипаттерны запросов 6.5.2. Операции с JSON и JSONB Вопросы и задания 7. АДМИНИСТРИРОВАНИЕ СУБД И УПРАВЛЕНИЕ ДОСТУПОМ 7.1. Системные каталоги 7.2. Ролевая модель 7.3. Управление привилегиями и разграничение доступа Вопросы и задания РАЗДЕЛ III АРХИТЕКТУРА, НАДЁЖНОСТЬ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ СИСТЕМ 8. АРХИТЕКТУРА POSTGRESQL 8.1. Клиент-серверная архитектура и процессы 8.2. Физическая организация данных 8.3. Многопользовательский доступ и MVCC 8.4. Журнал предзаписи (WAL) Вопросы и задания 9. НАДЁЖНОСТЬ, ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ 9.1. Стратегии резервного копирования 9.2. Логическое резервное копирование 9.3. Физическое резервное копирование и PITR 9.4. Репликация и высокий уровень доступности Вопросы и задания 10. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И МОНИТОРИНГ 10.1. Индексы: стратегии и типы 10.2. Анализ и оптимизация планов запросов 10.3. Настройка параметров PostgreSQL 10.4. Мониторинг СУБД Вопросы и задания ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ГЛОССАРИЙ