Základné pojmy a návrh databáz

1. Základné pojmy a návrh databáz Základné pojmy Normalizácia DB Export cudzích kľúčov

2. Databázový systém • DBS = BD + SRBD • Je zložený z bázy dát a skupiny programov nazývanej Systém Riadenia Bázy Dát • SRBD pomáha realizovať základné databázové funkcie - umožňuje komunikáciu s používateľom, definovanie, údržbu, uloženie a výber dát + kontrolu a riadenie databáz • Databáza je množina dát, ktoré nejakým spôsobom súvisia

3. Relačné databázy • Sú najviac používaným typom databáz vo svete • Ich základom sú dvojrozmerné entity – tabuľky • Tabuľky sa skladajú z riadkov a stĺpcov a zhromažďujú údaje o jednom druhu objektov (napr. osobné údaje zamestnancov firmy)

4. Príklad tabuľky

5. Riadky a stĺpce tabuľky • Jeden riadok predstavuje tzv. jeden záznam (alebo vetu), teda skupinu vzájomne súvisiacich údajov (usporiadanú n-ticu) • Stĺpce sa nazývajú tiež atribúty objektov a údaje v nich sú jedného rovnakého dátového typu • Každý stĺpec má svoje meno, aby sa dal jednoducho identifikovať • Každý riadok má svoj jednoznačný identifikátor nazývaný aj primárny kľúč

6. Primárne a cudzie kľúče • Primárny kľúč je atribút alebo skupina atribútov, ktoré jednoznačne identifikujú riadok v tabuľke • Primárny kľúč má skratku PK (primary key) • Cudzí kľúč je atribút alebo skupina atribútov tvoriacich v inej relácii primárny kľúč • Používa sa na previazanie dvoch alebo viacerých tabuliek • Cudzí kľúč má skratku FK (foreign key)

7. Vzťahy medzi tabuľkami • Na to, aby v databáze nemusela existovať redundancia, s výhodou využívame možnosť „previazať“ dve tabuľky pomocou primárnych kľúčov • Napr. ak máme tabuľku s osobnými údajmi zamestnancov, kde uchovávame mesto a PSČ, vznikali by duplicitné dáta, zaberajúce príliš veľa miesta • Previazanie tabuliek je znázornené na ďalšom snímku

9. Vzťah 1:n • Modeluje vzťah medzi tabuľkami, keď jeden objekt môže vlastniť resp. popisovať viacero iných, resp. viac objektov môže mať rovnakú vlastnosť • Je to napríklad vzťah medzi autorom a knihou, keď jeden autor môže mať v databáze viac kníh

10. Vzťah m:n Modeluje vzťah medzi tabuľkami, keď niekoľko objektov môže vlastniť resp. popisovať viacero iných Je to napríklad vzťah medzi zamestnancom a projektom na ktorom pracuje v prípade, že na jednom projekte môže pracovať viac zamestnancov a jeden zamestnanec môže pracovať na viacerých projektoch Takýto vzťah nahradíme dvojicou vzťahov 1:n

11. Vzťah 1:1 • Špeciálny, málo používaný prípad vzťahu 1:n • Modeluje vzťah medzi tabuľkami, keď jeden objekt môže vlastniť resp. popisovať práve jeden iný • Je to napríklad vzťah medzi triedou a triednym učiteľom kde jeden učiteľ je triednym učiteľom práve pre jednu triedu

12. Normalizácia DB alebo ako vytvoriť dobrú databázu

13. Čo máme? • Máme kopec údajov, ktoré chceme spracovať • Predpokladom je aby sme si zozbierali všetky potrebné informácie o tom, aké dáta má databáza uchovávať a aké výstupy chceme z databázy „vydolovať“

14. Príklad • Máme vytvoriť databázu, ktorá bude uchovávať údaje zo školského systému a to konkrétne: mená a bydliská učiteľov, triedy, čísla učební, dátum narodenia učiteľov, údaje o umiestnení učební, počet miest na sedenie v učebni, trakt školy v ktorom je umiestnená učebňa, počet žiakov v triedach, popis tried, názov predmetu, skratku predmetu, popis predmetu • Z databázy by sme chceli zistiť tieto údaje: • zoznam predmetov, ktoré učí učiteľ • zoznam učební a ich správcov • zoznam tried, triednych učiteľov a kmeňových učební

15. Prvý krok • V prvom kroku si musíme roztriediť údaje do súvisiacich skupín • Z príkladu vidíme, že vždy zbierame údaje o nejakých objektoch a tieto údaje sú vlastne nejakými ich vlastnosťami • V našom prípade si rozdelíme dáta do týchto skupín: Učiteľ, Trieda, Učebňa, Predmet

16. Učiteľ Meno Priezvisko Dátum narodenia Ulica PSČ Mesto Trieda Označenie Počet žiakov Popis Po prvom kroku • Učebňa • Číslo učebne • Poschodie • Trakt • Počet miest • Predmet • Názov • Skratka • Popis

17. Načo nám to bolo treba? • Po tomto prvom kroku máme vlastne kus práce za sebou pretože sme si vytvorili tabuľky • V ďalšom kroku si vytvoríme vzťahy medzi tabuľkami • Najprv však nesmieme zabudnúť na dôležitú vec a tou vecou je náš starý známy primárny kľúč (PK), ktorý identifikuje každý záznam v tabuľke

18. Učiteľ ID učiteľ (PK) Meno Priezvisko Dátum narodenia Ulica PSČ Mesto Trieda ID trieda (PK) Označenie Počet žiakov Popis Pred druhým krokom • Predmet • ID predmet (PK) • Názov • Skratka • Popis • Učebňa • ID učebňa (PK) • Číslo učebne • Poschodie • Trakt • Počet miest

19. Druhý krok • V druhom kroku si vytvoríme vzťahy medzi tabuľkami • Z minulých hodín (ne)vieme, že poznáme tri typy vzťahov a to 1:1, 1:n, m:n • V zadaní sme mali požiadavku na zistenie týchto údajov: • zoznam predmetov, ktoré učí učiteľ • zoznam učební a ich správcov • zoznam tried, triednych učiteľov a kmeňových učební • Vezmeme teda naše tabuľky a ideme zistiť vzťahy

20. Ako na druhý krok? • Základom je pýtať sa vždy z pohľadu oboch tabuliek • Vezmime si príklad • Chceme určiť taký vzťah, aby sme vedeli určiť učebne a ich správcov. • Správcom učebne je vždy učiteľ • Vytvárame vzťah medzi tabuľkou Učiteľ a tabuľkou Učebňa • Pýtame sa z jednej strany: Koľko učiteľov je správcom jednej učebne? Odpoveď je 1. • Pýtame sa z druhej strany: Koľkým učebniam môže byť jeden učiteľ správcom? Odpoveď je viacerým (teda n učebniam)

21. Pravidlá pre vzťahy • Vždy sa musíme pýtať z oboch strán! • Ak je v oboch otázkach odpoveď „jedna, jeden, jedno“ vzťah je 1:1 • Ak je v jednej otázke odpoveď „jedna, jeden, jedno“ a v druhej „n“ vzťah je 1:n • Ak je v oboch otázkach odpoveď „n“ vzťah je m:n

22. Po druhom kroku Učiteľ : Trieda 1 : 1 Je vzťah, ktorý priraďuje učiteľa k triede a tým z neho vytvára triedneho učiteľa Učiteľ : Učebňa 1 : n Je vzťah, ktorý priraďuje učiteľa k učebni a tým z neho vytvára správcu učebne Trieda : Učebňa 1 : 1 Je vzťah, ktorý priraďuje učebňu k triede a tým z nej vytvára kmeňovú učebňu triedy Učiteľ : Predmet m : n Je vzťah, ktorý priraďuje učiteľa k predmetu a tým z neho vytvára vyučujúceho daného predmetu

23. Načo nám to bolo treba? • Po tomto druhom kroku vieme, aké vzťahy „panujú“ medzi tabuľkami • Tento krok bol dôležitý na to, aby sme si vedeli do tabuliek vložiť cudzie kľúče (FK), prípadne vytvoriť novú tabuľku, ak máme vzťah m:n • Ja teraz „vypotím“ nejaké cudzie kľúče, ale nie z brucha – pravidlá tzv. exportu kľúčov máte popísané v ďalšej časti prezentácie

24. Učiteľ ID učiteľ (PK) Meno Priezvisko Dátum narodenia Ulica PSČ Mesto Trieda ID trieda (PK) Označenie Počet žiakov Popis ID učiteľ (FK) ID učebňa (FK) Pred tretím krokom • Učebňa • ID učebňa (PK) • Číslo učebne • Poschodie • Trakt • Počet miest • ID učiteľ (FK) • Predmet - Učiteľ • ID predmet (PK, FK) • ID učiteľ (PK, FK) • Predmet • ID predmet (PK) • Názov • Skratka • Popis

25. Tretí krok • V treťom kroku priradíme jednotlivým stĺpcom dátové typy • Pre primárny kľúč budeme používať vždy dátový typ INTEGER • Nepýtajte sa prečo. Robí sa to proste tak a má to svoje dôvody. Ak to chcete vedieť tak si prečítajte prezentáciu o normalizácii

26. Učiteľ ID učiteľ (PK) - INTEGER Meno - VARCHAR Priezvisko - VARCHAR Dátum narodenia - DATE Ulica - VARCHAR PSČ - VARCHAR Mesto - VARCHAR Trieda ID trieda (PK) - INTEGER Označenie - VARCHAR Počet žiakov - INTEGER Popis - TEXT ID učiteľ (FK) - INTEGER ID učebňa (FK) - INTEGER Po treťom kroku • Učebňa • ID učebňa (PK) - INTEGER • Číslo učebne - VARCHAR • Poschodie - INTEGER • Trakt - VARCHAR • Počet miest - INTEGER • ID učiteľ (FK) - INTEGER • Predmet • ID predmet (PK) - INTEGER • Názov - VARCHAR • Skratka - VARCHAR • Popis - TEXT • Predmet - Učiteľ • ID predmet (PK, FK) - INTEGER • ID učiteľ (PK, FK) - INTEGER

27. A čo sme získali týmto? • Týmto krokom sme si určili aký typ dát sa bude v danom stĺpci nachádzať • Inteligentné DBS nám po zvolení dátového typu zaistia pri vkladaní údajov doménovú integritu a teda kontrolu, či sme vložili do daného „políčka“ správny údaj (dátum, číslo, znaky, ...)

28. Štvrtý krok • V tomto kroku nám už len zostáva pozrieť sa, či sa nám v tabuľke nevyskytujú nejaké nadbytočné dáta • Ak áno, treba z týchto dát vytvoriť novú tabuľku a s pôvodnou tabuľkou ju previazať cudzím kľúčom

29. Máme tam také údaje? • Máme a kto to nevidí, tak je na to jednoduchý liek a to: • Zájsť k očnému, alebo • Vložiť do tabuľky zopár desiatok údajov a zistiť, ktoré údaje sa opakujú • V našom prípade to budú údaje o meste a PSČ a teda z nich vytvoríme novú tabuľku s názvom Mesto a prevedieme ju všetkými doterajšími krokmi

30. Učiteľ ID učiteľ (PK) - INTEGER Meno - VARCHAR Priezvisko - VARCHAR Dátum narodenia - DATE Ulica - VARCHAR ID Mesto - INTEGER Trieda ID trieda (PK) - INTEGER Označenie - VARCHAR Počet žiakov - INTEGER Popis - TEXT ID učiteľ (FK) - INTEGER ID učebňa (FK) - INTEGER Po štvrtom kroku • Učebňa • ID učebňa (PK) - INTEGER • Číslo učebne - VARCHAR • Poschodie - INTEGER • Trakt - VARCHAR • Počet miest - INTEGER • ID učiteľ (FK) - INTEGER • Predmet • ID predmet (PK) - INTEGER • Názov - VARCHAR • Skratka - VARCHAR • Popis - TEXT • Mesto • ID mesto (PK) - INTEGER • Názov – VARCHAR • PSČ – VARCHAR (alebo INTEGER) • Predmet - Učiteľ • ID predmet (PK, FK) - INTEGER • ID učiteľ (PK, FK) - INTEGER

31. Spájanie dát pomocou kľúčov

32. Export cudzích kľúčov • Cudzí kľúč (FK) vznikne prenosom primárneho kľúča (PK) z tzv. hlavnej (master) tabuľky do vedľajšej tabuľky (detail), kde sa tento atribút stane FK • Tento presun sa zvykne označovať pojmom export cudzích kľúčov

33. Smer exportu FK (1:n) • Na vzťahy medzi tabuľkami sa môžeme pozrieť z pohľadu oboch tabuliek • Napr. tabuľky trieda a žiaci: • Koľkí žiaci môžu byť v jednej triede? • Jeden alebo viacero (1,n) • Jeden žiak patrí do koľkých tried? • Práve do jednej (1,1)

34. Smer exportu FK (1:n) • V tomto prípade je smer exportu cudzieho kľúča od tabuľky s násobnosťou (1,1) k tabuľke s násobnosťou (1,n) • Teda z predchádzajúceho príkladu bola tabuľka s násobnosťou (1,1) tabuľka trieda a tabuľka s násobnosťou (1,n) je tabuľka s názvom žiaci • Teda PK z tabuľky trieda (napr. id_trieda) presunieme do tabuľky žiaci kde vytvoríme stĺpec id_trieda ako FK

35. Príklad exportu Ako vytvoríme vzťah medzi žiakom a triedou?

36. Smer exportu FK (1:1) • Aj na tieto vzťahy medzi tabuľkami sa môžeme pozrieť z pohľadu oboch tabuliek • Napr. tabuľky trieda a učiteľ: • Koľko triednych učiteľov má trieda? • Práve jedného (1,1) • Koľkým triedam môže byť jeden učiteľ triednym učiteľom? • Žiadnej alebo jednej (0,1)

37. Smer exportu FK (1:1) • V tomto prípade je smer exportu cudzieho kľúča od tabuľky s násobnosťou práve jedna (1,1) k tabuľke s násobnosťou 0 alebo 1 (0,1) • Teda z predchádzajúceho príkladu bola tabuľka s násobnosťou (0,1) tabuľka trieda a tabuľka s násobnosťou (1,1) je tabuľka s názvom učiteľ • Teda PK z tabuľky učiteľ (napr. id_ucitel) presunieme do tabuľky trieda kde vytvoríme stĺpec id_ucitel ako FK

38. Príklad exportu Ako vytvoríme vzťah medzi učiteľom a triedou? Vždy teda vytvárame stĺpec s cudzím kľúčom v tej tabuľke, kde budú vyplnené všetky cudzie kľúče. Ak by sme v tomto prípade vložili stĺpec s FK do tabuľky učiteľ, niektoré polia by ostali prázdne, pretože nie každý učiteľ je triedny učiteľ.

39. Smer exportu FK (m:n) • Aj na tieto vzťahy medzi tabuľkami sa môžeme pozrieť z pohľadu oboch tabuliek • Napr. tabuľky predmet a učiteľ: • Koľko predmetov učí jeden učiteľ? • 1 alebo viac (1,n) • Koľko učiteľov učí jeden predmet? • 1 alebo viac (1,n)

40. Smer exportu FK (m:n) • V tomto prípade vytvoríme novú tabuľku, ktorá väčšinou obsahuje len cudzie kľúče • Teda PK z tabuľky učiteľ (napr. id_ucitel) presunieme do tabuľky ucitel_predmet a rovnako PK z tabuľky predmet (napr. id_predmet) presunieme do tabuľky ucitel_predmet kde budú tieto stĺpce ako FK

41. Príklad exportu Ako vytvoríme vzťah medzi učiteľom a predmetom?

42. Ďakujem za pozornosť