Adam Cankudis IFP UAM

Transkrypt

1 W s t ę p d o r e l a c y j n y c h b a z d a n y c h Adam Cankudis IFP UAM

2 B i b l i o g r a f i a T. Morzy i in., Bazy danych, [w:] Studia Informatyczne, Pierwszy stopie ń, Baza danych, [w:] Model relacyjny, [w:] Relacyjna_baza_danych

3 B i b l i o g r a f i a Podstawy relacyjnych baz danych, [w:] R. Stones, N. Matthew, Od podstaw. Bazy danych i PostgreSQL, Gliwice, 2002 Projektowanie internetowej bazy danych, [w:] L. Welling, L. Thomson, PHP i MySQL. Tworzenie stron www, Gliwice 2002

4 C o t o j e s t b a z a d a n y c h? Do wykonania ró nych zada i czynno ci ż ń ś potrzebujemy informacji. Informacje takie gromadzimy i przechowujemy.

5 Warszawa, poniedziałek, 10:00

6 Pozna ń - Warszawa

7

8 C o t o j e s t b a z a d a n y c h? Baza danych jest zbiorem opisującym pewien wybrany fragment rzeczywistości

9 P o d s t a w o w e c e c h y d a n y c h w b a z i e d a n y c h Dane odzwierciedlaj ą rzeczywistość w sposób z ni ą zgodny Dane s zorganizowane w specyficzny ą sposób, zgodnie z tzw. modelem danych

10

11 M I B p r z y k ł a d m o d e l u h i e r a r c h i c z n e g o

12 M I B p r z y k ł a d m o d e l u h i e r a r c h i c z n e g o iso.org.dod.internet.private.enterprises. netsnmp.netsnmpobjects.nsconfiguration. nsconfiglogging.nsloggingtable.nslogging Entry.nsLogStatus

13 S Z B D?

14 S Z B D

15 S Z B D Baza danych jest zarządzana przez tzw. system zarządzania baz ą danych, w skrócie SZBD (ang. DBMS)

16 Użytkownicy System informatyczny Aplikacja Aplikacja Aplikacja System bazy danych System zarządzania baz ą danych Schemat Baza danych

17 C h a r a k t e r y s t y k a b a z d a n y c h Trwałość danych Długi czas życia Niezależność od działania aplikacji

18 C h a r a k t e r y s t y k a b a z d a n y c h Rozmiar wolumenu danych W systemach informatycznych dane nie mieszcz ą si ę w pamięci operacyjnej wymagana pamięć masowa Danych jest zbyt dużo dla ich liniowego przeglądania

19 C h a r a k t e r y s t y k a b a z d a n y c h Złożoność danych Złożoność strukturalna i złożoność zależności między nimi Złożoność semantyczna Ograniczenia wynikające z integralności danych

20 W y m a g a n i a Spójność bazy danych Efektywne przetwarzanie danych Poprawne modelowanie świata rzeczywistego Autoryzacja dostępu do danych Współbieżność dostępu do danych Metadane

21 W y m a g a n i a Spójność bazy danych Poprawność danych z punktu widzenia przyjętych kryteriów wierne odzwierciedlenie danych rzeczywistych spełnienie ogranicze ń nałożonych przez użytkowników

22 W y m a g a n i a Spójnoś ć bazy danych, cd. Odporność na anomalie wynikające ze wspóbieżnego dostępu do danych Odporność na błędy, awarie i inne sytuacje wynikające z zawodności środowiska sprzętowo-programowego Odporność na błędy użytkowników

23 S p ó j n o ś ć b a z y d a n y c h 0 zł 1000 zł Bolek Alicja przed 1 000,00 zł 0,00 zł po 0,00 zł 0,00 zł

24 S p ó j n o ś ć b a z y d a n y c h Przetwarzanie transakcyjne Transakcja - zbiór operacji na bazie danych, które stanowi ą w istocie pewn ą całość i jako takie powinny być wykonane wszystkie lub żadna z nich. ( źródło: Wikipedia)

25 S p ó j n o ś ć d a n y c h Przetwarzanie transakcyjne, cd. Dostęp do bazy danych za pomoc ą transakcji o własnościach ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability - Atomowość, Spójność, Izolacja, Trwałość) Metody synchronizacji transakcji (znaczniki czasowe, wielowersyjność danych) Metody odtwarzania spójności bazy danych (plik logu, odtwarzanie i wycofywanie operacji,punkty kontrolne) Archiwizacja bazy danych i odtwarzanie po awarii

26 S p ó j n o ś ć b a z y d a n y c h 0 zł 1000 zł przed po Bolek 1 000,00 zł 1 000,00 zł Alicja 0,00 zł 0,00 zł 1000 zł

27 W y m a g a n i a Efektywne przetwarzanie danych, tj. wstawianie, modyfikowanie, usuwanie, wyszukiwanie danych Efektywne metody dostępu do danych Optymalizajca metod dostępu do danych Niezależność aplikacji od fizycznych metod dostępu

28 W y m a g a n i a Poprawne modelowanie świata rzeczywistego Struktura bazy danych musi odzwierciedlać we właściwy i poprawny sposób obiekty świata rzeczywistego i powiązania między tymi obiektami

29 W y m a g a n i a Autoryzacja dostępu do danych użytkownicy i hasła uprawnienia użytkowników

30 W y m a g a n i a Współbieżność dostępu do danych równoczesny dostęp do tych samych danych przez wielu użytkowników rozwiązywanie konfliktów odczyt-zapis, zapis- zapis Metadane dane o bazie danych, opisuj ą m.in.: dane przechowywane w bazie, struktury danych, użytkowników i ich uprawnienia

31 P o d z i a ł s y s t e m ó w b a z d a n y c h Wg struktur danych Bazy proste bazy kartotekowe hierarchiczne bazy danych Bazy złożone bazy relacyjne bazy obiektowe bazy relacyjno-obiektowe strumieniowe bazy danych temporalne bazy danych

32 P o d z i a ł s y s t e m ó w b a z d a n y c h Ze względu na cel stosowania przetwarzanie transakcyjne (On-Line Transaction Processing OLTP) wszelkiego rodzaju systemy ewidencyjne przetwarzanie analityczne (On-Line Analytical Processing OLAP) hurtownie danych wspomaganie projektowania (Computer Aided Design CAD) konstrukcje, budynki, urządzenia

33 K o n c e p c j e r e l a c y j n y c h b a z d a n y c h Tabela (relacja) atrybut krotka (wiersz, rekord) id Imie Nazwisko Rurodz 1 Jan Nowak Artur Kowalski Maciej Kucharski Jan Kowalski 1981

34 K o n c e p c j e r e l a c y j n y c h b a z d a n y c h Tabela (relacja) Kolumny (atrybuty) Wiersze (krotki, rekordy) Wartości Klucze podstawowe (główne) obce

35 P r z y k ł a d o w a b a z a KSIAZKA id_ksiazki autor tytul isbn cena_zakupu 1 Ewa Lipska Sklepy zoologiczne X 20,00 2 Andrzej Stasiuk Fado ,00 3 Jerzy Pilch Miasto utrapienia X 34,90 4 Wisława Szymborska Poczta literacka ,50

36 P r z y k ł a d o w a b a z a d a n y c h CZYTELNIK id_czytelnika imie nazwisko ulica kod miasto telefon 1 Alicja Nowak Niepodległości Warszawa (022) Bolesław Kowalski Kościuszki Poznań (061) Jan Wiśniewski Wieniawskiego Poznań

37 K o n c e p c j e r e l a c y j n y c h b a z d a n y c h Relacje jeden-do-jednego jeden-do-wielu wiele-do-wielu

38 P r z y k ł a d o w a b a z a r e l a c j a j e d e n d o w i e l u KSIAZKA id_ksiazki autor tytul isbn cena_zakupu WYPOZYCZENIA id_wypozyczenia id_czytelnika id_ksiazki data data_zwrotu CZYTELNIK id_czytelnika imie nazwisko ulica kod miasto telefon

39 P r z y k ł a d o w a b a z a d a n y c h WYPOZYCZENIA id_wypozyczenia id_czytelnika id_ksiazki data data_zwrotu

40 R e l a c j a w i e l e d o w i e l u Tabela nauczyciel nauczyciel_id nauczyciel_imie nauczyciel_nazwisko Tabela powiazanie nauczyciel_id szkola_id Tabela szkola szkola_id szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto

41 N o r m a l i z a c j a Tabela nauczyciel nauczyciel_imie nauczyciel_nazwisko szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto Adam Kowalski SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Adam Kowalski SP Nr 2 ul. Rydzowa Poznań Jan Kowalski SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Adam Nowak SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Tabela szkola szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań SP Nr 4 ul. Zielona Poznań SP Nr 5 ul. Niebieska Poznań SP Nr 6 ul. Reformatorska Poznań

42 N o r m a l i z a c j a Tabela nauczyciel nauczyciel_imie nauczyciel_nazwisko szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto Adam Kowalski SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Adam Kowalski SP Nr 2 ul. Rydzowa Poznań Jan Kowalski SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Adam Nowak SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Tabela szkola szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań SP Nr 4 ul. Zielona Poznań SP Nr 5 ul. Niebieska Poznań SP Nr 6 ul. Reformatorska Poznań Powielone dane

43 N o r m a l i z a c j a Autoinkrementowane pole klucza głównego Tabela nauczyciel nauczyciel_id nauczyciel_imie nauczyciel_nazwisko Tabela szkola Autoinkrementowane pole klucza głównego szkola_id szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto

44 N o r m a l i z a c j a Tabela nauczyciel n_id nauczyciel_imie nauczyciel_nazwisko 1 Adam Kowalski 2 Adam Kowalski 3 Jan Kowalski 4 Adam Nowak Tabela powiazanie nauczyciel_id szkola_id Tabela szkola s_id szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto 1 SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań 2 SP Nr 4 ul. Zielona Poznań 3 SP Nr 5 ul. Niebieska Poznań 4 SP Nr 6 ul. Reformatorska Poznań

45 W y s z u k i w a n i e d a n y c h Pokaż wszystkich nauczycieli i szkoły, w których pracują SELECT nauczyciel.*, szkola.* FROM nauczyciel JOIN powiazanie USING(nauczyciel_id) JOIN szkola USING(szkola_id); Widok (kwerenda) nauczyciel nauczyciel_imie nauczyciel_nazwisko szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto Adam Kowalski SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Jan Kowalski SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań Adam Nowak SP Nr 1 ul. Kwiatowa Poznań

46 W y s z u k i w a n i e d a n y c h Pokaż szkoły, dla których nie ma w bazie nauczyciela SELECT * FROM szkola_tmp WHERE szkola_tmp.szkola_id <> powiazanie.szkola_id; Tabela powiazanie nauczyciel_id szkola_id Kwerenda szkoly_bez_nauczycieli s_id szkola_nazwa szkola_ulica szkola_kod szkola_miasto 2 SP Nr 4 ul. Zielona Poznań 3 SP Nr 5 ul. Niebieska Poznań 4 SP Nr 6 ul. Reformatorska Poznań

47 J a k z a p r o j e k t o w a ć b a z ę d a n y c h Określić obiekty świata realnego, których model będzie wykonywany Unikać przechowywania redundantnych danych Zapisywać redundantne wartości kolumn Dobrać właściwe klucze Pomyśleć o wyciąganych danych Unikać tworzenia tabel z wieloma pustymi polami

48 Pytania?