Podstawowe pojęcia dotyczące relacyjnych baz danych. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Transkrypt

1 Podstawowe pojęcia dotyczące relacyjnych baz danych mgr inż. Krzysztof Szałajko

2 Czym jest baza danych? Co rozumiemy przez dane? Czym jest system zarządzania bazą danych? 2 / 25

3 Baza danych Baza danych jest ustrukturalizowanym zbiorem powiązanych ze sobą informacji. reprezentuje wybrany aspekt świata logiczny zbiór ze spójnym znaczeniem 3 / 25

4 Cechy bazy danych Trwałość Możliwość przechowywania w pamięci. Niezależność Dostęp do bazy niezależny od sposobu ich przechowywania i fizycznej reprezentacji danych na nośniku 4 / 25

5 Cechy bazy danych Ochrona Kontrola dostępu Poziomy uprawnień Integralność Wierne odwzorowanie rzeczywistości 5 / 25

6 System zarządzania bazą danych (SZBD) Administrowanie bazą Tworzenie struktury bazy Tworzenie, odczyt, aktualizacja i usuwanie danych oraz struktury bazy (CRUD create, read, update, delete) Manipulowanie bazą - wykonywanie zapytań (select) 6 / 25

7 System zarządzania bazą danych (SZBD) Udostępnianie bazy (wielu użytkownikom i programom) Konserwacja danych Ochrona danych Niewłaściwe działanie, awarie Nieautoryzowany dostęp Generowanie raportów 7 / 25

8 System zarządzania bazą danych (SZBD) Użytkownicy, administratorzy, programiści Aplikacje, zapytania Przetwarzanie zapytań Dostęp do danych Baza danych 8 / 25

9 Przykładowe tabele ID Nazwisko Profil 1 Kowalski INF 2 Nowak INF 3 Adamiak INF ID Nazwa Nazwisko 1 Historia Małysz 2 Polski Lewandowski 3 Matematyka Gruszka ID ID_uczen ID_nauczyciel Ocena / 25

10 Model danych Zasady opisujące dane, relacje, powiązania, ograniczenia nakładane na te dane. 10 / 25

11 Modele danych Jednorodny Wszystkie dane zawarte są w jednej tabeli, np. książka telefoniczna Hierarchiczny Tabele umieszczone są w strukturze odwróconego drzewa Tabela nadrzędna, korzeń Tabele podrzędne Usunięcie tabeli nadrzędnej powoduje usunięcie podrzędnych 11 / 25

12 Modele danych Sieciowy Struktura odwróconego drzewa Wspólne gałęzie różnych drzew Relacyjno-obiektowy Umożliwia przechowywanie w relacyjnych tabelach danych typu obiektowego Obiektowy Dane przechowywane są w postaci obiektów 12 / 25

13 Modele danych Relacyjny Dane przechowywane w tabelach zwanych relacjami, składających się z kolumn (atrybutów) i wierszy (krotek) 13 / 25

14 Postulaty Codda Każda relacyjna baza danych musi spełniać następujące postulaty: System musi być kwalifikowany jako relacyjny, jako baza danych i jako system zarządzania Postulat informacyjny - dane są reprezentowane jedynie poprzez wartości atrybutów w wierszach tabel 14 / 25

15 Postulaty Codda Postulat dostępu - każda wartość w bazie danych jest dostępna poprzez podanie nazwy tabeli, atrybutu oraz wartości klucza podstawowego Postulat dotyczący wartości NULL - dostępna jest specjalna wartość NULL dla reprezentacji wartości nieokreślonej jak i nieadekwatnej, inna od wszystkich i podlegająca przetwarzaniu 15 / 25

16 Postulaty Codda Postulat dotyczący katalogu - wymaga się, aby system obsługiwał wbudowany katalog relacyjny z bieżącym dostępem dla uprawnionych użytkowników używających języka zapytań Postulat języka danych - system musi dostarczać pełnego języka przetwarzania danych, który może być używany w trybie interaktywnym jak i w obrębie programów aplikacyjnych, obsługuje operacje definiowania danych, operacje manipulowania danymi, ograniczenia związane z bezpieczeństwem i integralnością oraz operacje zarządzania transakcjami 16 / 25

17 Postulaty Codda Postulat modyfikowalności perspektyw - system musi umożliwiać modyfikowanie perspektyw, o ile jest ono (modyfikowanie) semantycznie realizowalne Postulat modyfikowalności danych - system musi umożliwiać operacje modyfikacji danych, musi obsługiwać operatory INSERT, UPDATE oraz DELETE 17 / 25

18 Postulaty Codda Postulat fizycznej niezależności danych - zmiany fizycznej reprezentacji danych i organizacji dostępu nie wpływają na aplikacje Postulat niezależności więzów spójności - więzy spójności są definiowane w bazie i nie zależą od aplikacji 18 / 25

19 Postulaty Codda Postulat niezależności dystrybucyjnej - działanie aplikacji nie zależy od modyfikacji i dystrybucji bazy Postulat bezpieczeństwa względem operacji niskiego poziomu - operacje niskiego poziomu nie mogą naruszać modelu relacyjnego i więzów spójnośc 19 / 25

20 Rozproszona baza danych Baza danych znajdująca się fizycznie w różnych lokalizacjach, umożliwiająca zdalne połączenie, udostępniająca szyfrowanie i zabezpieczenie połączeń. 20 / 25

21 Sieciowa baza danych Baza zlokalizowana na kilku komputerach w taki sposób, że korzystający z niej użytkownicy tego nie widzą. Wykorzystywana w celu przyspieszenia dostępu do zasobów bazy, a także do replikacji tworzenia kopii całościowych bądź częściowych bazy. 21 / 25

22 Integralność (spójność) danych Funkcja Systemu Zarządzania Bazą Danych (SZBD) gwarantująca, że dane nie zostaną usunięte bądź zmienione w nieautoryzowany sposób. 22 / 25

23 Integralność (spójność) danych Integralność semantyczna W określonej kolumnie występują dane wyłącznie jednego typu Brak w kolumnie pustych miejsc - NULL 23 / 25

24 Integralność (spójność) danych Integralność encji Każda tabela musi posiadać klucz główny, którego wartości się nie powtarzają Integralność referencyjna Powiązania pomiędzy tabelami na zasadzie klucz podstawowy klucz obcy 24 / 25

25 25 / 25