Systemy baz danych Wykład 1

1. Systemy baz danychWykład 1 mgr inż. Sylwia Glińska

2. Baza danych Baza danych to uporządkowany zbiór danych z określonej dziedziny tematycznej, zorganizowany w sposób ułatwiający do nich dostęp. System zarządzania bazą danych to program zarządzający danymi w bazie i umożliwiający ich przetwarzanie. Bazą danych stają się dane, zapisane w ściśle określony sposób według założonego modelu danych

3. Zalety korzystania z komputerowych baz danych • Szybkie wyszukiwanie informacji • Łatwe wykonywanie obliczeń • Możliwość przechowywania dużej ilości danych na małej powierzchni • Szybkie porządkowanie danych

4. Modele baz danych Model bazy danych – zbiór zasad (specyfikacji), opisujących strukturę danych w bazie danych. Określane są również dozwolone operacje. Definiuje się strukturę danych poprzez specyfikację reprezentacji dozwolonych w modelu obiektów (encji) oraz ich związków. W informatyce głównymi modelami baz danych są: • hierarchiczny model danych, • relacyjny model danych, • sieciowy (grafowy) model danych, • obiektowy model danych,

5. Model hierarchiczny W modelu hierarchicznym dane są przechowywane na zasadzie rekordów nadrzędnych-podrzędnych, tzn. rekordy przypominają strukturę drzewa. Każdy rekord (z wyjątkiem głównego) jest związany z dokładnie jednym rekordem nadrzędnym.

6. Sieciowy model danych Model sieciowej bazy danych – zmodyfikowana wersja modelu hierarchicznego, pozwalająca na definiowanie relacji wiele-wiele w postaci struktury drzewiastej bez powtarzania poszczególnych wartości w ramach obiektu danych. Model sieciowy korzysta z dwóch podstawowych elementów: rekordów i zbiorów

7. Obiektowy model baz danych Model obiektowy łączy cechy programów komputerowych tworzonych w językach programowania obiektowego z cechami aplikacji bazodanowych. Obiekt w bazie reprezentuje obiekt w świecie rzeczywistym.

8. Relacyjny model baz danych Relacyjna baza danych -– zbiór danych w postaci tabel połączonych relacjami. Opis relacyjnego modelu danych można podzielić na trzy części: ■ struktury danych – czyli, w jaki sposób i według jakich zasad organizujemy przechowywanie danych oraz według jakich zasad należy je projektować; ■ języki manipulowania danymi – czyli, w jaki sposób zapisywać, modyfikować, usuwać oraz pobierać dane znajdujące się w bazie danych ■ integralność danych – czyli, w jaki sposób zapewnić poprawność przechowywanych danych.

9. Relacyjny model baz danych Zasady dla poprawnie działającego relacyjnego modelu baz danych: • Każda tabela w bazie danych ma jednoznaczną nazwę • Każda kolumna tabeli ma jednoznaczną nazwę w obrębie tej tabeli • Wszystkie wartości w kolumnie są tego samego typu

10. W tabeli nie mogą istnieć dwa identyczne wiersze, każdy wiersz jest różny, tabela może istnieć bez wierszy • W tabeli relacyjnej są przechowywane dane oparte na typach prostych (dane elementarne)

11. Kolejność wierszy i kolejność kolumn w tabeli relacyjnej nie ma żadnego znaczenia – czyli położenie danej w tabeli nie wpływa na jej znaczenie

12. Podstawowe pojęcia dotyczące relacyjnych baz danychTabela

13. Klucz podstawowy (główny) Definiowanie klucza podstawowego

14. Cechy klucza podstawowego • Jednoznacznie identyfikuje dany rekord • Nigdy nie jest pusty ani nie ma wartości NULL – wartość zawsze istnieje • Jest niezbędny przy zakładaniu relacji • Jest rzadko zmieniany (najlepiej nigdy)

15. Indeks Przykład Ustawienia indeksowania dla pola

16. Relacje Po podzieleniu danych na tabele i zdefiniowaniu pól kluczy podstawowych trzeba wprowadzić do systemu bazy danych informacje na temat sposobu poprawnego łączenia powiązanych danych w logiczną całość. W tym celu definiuje się relacje między tabelami. Przykładowe relacje miedzy tabelami Widok związku tabel na karcie relacje

18. Rekord (ang.record) – zwany także krotką lub wierszem, to pozioma struktura danych opisująca jeden obiekt. Rekord składa się z pól opisujących dokładnie cechy obiektu np. pojedynczego pracownika. Atrybut (cecha, pole, kolumna) to struktura danych opisująca pojedynczą daną w rekordzie np. nazwisko pracownika System zarządzania bazą danych, SZBD (ang. Database Management System, DBMS) – oprogramowanie bądź system informatyczny służący do zarządzania bazą danych. System zarządzania bazą danych może być również serwerem bazy danych (SBD) lub też może udostępniać bazę danych lokalnie – na określonym komputerze. Przykładem systemu zarządzania bazą danych: MS Access, MySQL, Firebird, Oracle, Microsoft SQL Server itp.

19. Encja to reprezentacja wyobrażonego lub rzeczywistego obiektu (grupy obiektów) stosowana przy modelowaniu danych podczas analizy informatycznej. Formalnie jest to pojęcie niedefiniowalne, a podstawową cechą encji jest to, że jest rozróżnialna od innych encji. Przykłady encji (i atrybuty w encji): Osoba (imię, nazwisko, PESEL) Pojazd (wysokość, szerokość, długość, sposób poruszania się) Klucz obcy - w modelu relacyjnym bazy danych kombinacja jednego lub więcej atrybutów tabeli, który wyraża się w dwóch lub większej liczbie relacji. Wykorzystuje się go do tworzenia relacji pomiędzy parą tabel. Np. jeśli mamy bazę "Firma" składającą się z tabel: Oddział (id_oddziału, miejscowość, telefon, ...) Pracownik (id_pracownika, imię, nazwisko, id_oddziału, ...) to kolumna Pracownik.id_oddziałumogłaby być kluczem obcym związanym z kolumną Oddział.id_oddziału

20. Typy danych

21. Właściwości pól

23. Maska wprowadzania

24. Przykłady masek wprowadzania

25. Typ danej (ang. data type) - rodzaj danej, czyli forma zapisu informacji: • znakowy (ang.character) – dana może przybierać tylko wartości znaków pisarskich • liczbowy (ang.number) – dana może przechowywać tylko liczby • logiczny (ang.logical) – dana może przybierać tylko dwie wartości: prawda, fałsz (tak, nie) • data (ang.date) – dana może przyjmować postać daty i czasu np. rok.miesiąc.dzieńgodz:min:sek • alfanumeryczny (ang.alphanumeric) – dana może przybierać wartości znaków ASCII oraz cyfry • numeryczny (ang.numeric) – wartościami danej mogą być tylko cyfry i znaki: + (plus), - (minus). • walutowy (ang.currency) – dana może przyjmować wartości liczbowe razem z symbolem waluty • notatnikowy (ang.memo) – dana może być oddzielnym zbiorem tekstowym służącym do przechowywania dowolnych opisów. • binarny (ang.binary) – dana może być np. plikiem dźwiękowym lub filmowym. • graficzny (ang.graphic) – dana przechowuje grafikę np. rysunki. • obiektowy (ang.OLE) – dana przechowuje obiekty do których dostęp dokonuje się za pomocą techniki OLE (ang. objectlinking and embleding), czyli obiektów tworzonych przez inne aplikacje.

26. Relacje i ich typy • Relacja jeden-do-jednego W relacji jeden-do-jednego każdy rekord w tabeli A może mieć tylko jeden dopasowany rekord z tabeli B, i tak samo każdy rekord w tabeli B może mieć tylko jeden dopasowany rekord z tabeli A. Ten typ relacji spotyka się rzadko, ponieważ większość informacji powiązanych w ten sposób byłoby zawartych w jednej tabeli. Relacji jeden-do-jednego można używać do podziału tabeli z wieloma polami, do odizolowania części tabeli ze względów bezpieczeństwa, albo do przechowania informacji odnoszącej się tylko do podzbioru tabeli głównej. 2. Relacja jeden-do-wielu Relacja jeden-do-wielu jest najbardziej powszechnym typem relacji. W relacji jeden-do-wielu rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli B, ale rekord w tabeli B ma tylko jeden dopasowany rekord w tabeli A. 3. Relacja wiele-do-wielu W relacji wiele-do-wielu, rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli B i tak samo rekord w tabeli B może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli A. Jest to możliwe tylko przez zdefiniowanie trzeciej tabeli (nazywanej tabelą łącza), której klucz podstawowy składa się z dwóch pól kluczy obcych z tabel A i B. Relacja wiele-do-wielu jest w istocie dwiema relacjami jeden-do-wielu z trzecią tabelą. Na przykład, tabele "Zamówienia" i "Produkty" są powiązane relacją wiele-do-wielu zdefiniowaną przez utworzenie dwóch relacji jeden-do-wielu z tabelą "Opisy zamówień„.

27. Normalizowanie baz danych, redundancje, postaci normalne Normalizacja bazy danych jest to proces mający na celu eliminację powtarzających się danych w relacyjnej bazie danych. Główna idea polega na trzymaniu danych w jednym miejscu, a w razie potrzeby linkowania do danych. Taki sposób tworzenia bazy danych zwiększa bezpieczeństwo danych i zmniejsza ryzyko powstania niespójności. Istnieją sposoby ustalenia czy dany schemat bazy danych jest "znormalizowany", a jeżeli jest to jak bardzo. Jednym ze sposobów jest przyrównanie danej bazy do schematów zwanych postaciami normalnymi

28. Więzy integralności Więzy integralności mają na celu zapobieganie powstawaniu rekordów odłączonych i synchronizowanie odwołań. Wymusza się je przez włączenie opcji Wymuszaj więzy integralności podczas definiowania relacji między tabelami. (kaskadowo usuń rekordy pokrewne, kaskadowo aktualizuj pola pokrewne)

29. Sprawdzanie poprawności danych • Wartość domyślna • Maska wprowadzania • Reguły poprawności dla pola i rekordu

30. Obiekty bazy danych (np. MS Access) • tabele • kwerendy • formularze • raporty • makra