dr inż. Michna Michał, Politechnika Gdańska 2012/2013 · Z systemem bazy danych współpracują...

Podstawowe informacje

o bazach danych

Technologie Informacyjne

dr inż. Michna Michał, Politechnika Gdańska 2012/2013

Przykłady systemów baz danych

2

Książka telefoniczna, książka kucharska

Zarządzanie magazynem/hurtownią

Systemy bankowe, ubezpieczeniowe

Systemy rezerwacji miejsc

Systemy obsługi administracji (ZUS, NFZ)

Powszechny Elektroniczny System Ewidencji

Ludności PESEL(od 1979)

dr inż. Michał Michna PG, WEiA, 2012/13

Przykłady systemów baz danych

3

Systemy wspomagania projektowania CAD/CAM

Magazyny (hurtownie) danych

Systemy wspomagania inżynierii oprogramowania

CASE

Systemy z bazami wiedzy

Systemy medyczne

Systemy kartograficzne GIS

dr inż. Michał Michna

http://www.ncddc.noaa.gov/technology/gis/view

PG, WEiA, 2012/13

Systemy

wspomagania

projektowania CAx

STEP

STandard for the

Exchange of Product

data (1995)

ISO 10303

Określa zasady

modelowania produktu

i procesów jego

wytwarzania

za pomocą technik CAx

PG, WEiA, 2012/13 dr inż. Michał Michna 4

STEP

CAD

CAE

CAQ

PPC

CAM

CAP

Systemy wspomagania projektowania

CAD/CAM

dr inż. Michał Michna 5 PG, WEiA, 2012/13

Typy systemów baz danych

6

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych

Złożone typy danych

1960


Bazy sekwencyjne

flat files – płaski plik

• pliki nie są ze sobą

połączone

• dane przechowywane w

sposób liniowy

• znalezienie danych

wymaga przeglądania

pliku od początu

• nośnik danych – taśma

magnetyczna

PG, WEiA, 2012/13


7

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


BDAM - Basic Direct

Access Method

Metoda ta, w

przeciwieństwie do plików

sekwencyjnych,

wykorzystuje algorytm

mieszający (ang. hashing

algorithm) w celu określenia

adresu konkretnego rekordu

na dysku

PG, WEiA, 2012/13


8

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


ISAM (Indexed Sequential

Access Method)

Działanie tej metody opiera

się na istnieniu pliku z

indeksami.

W najprostszej postaci

indeks składa się z dwóch

pól.

• pierwsze pole jest

symbolicznym kluczem,

natomiast

• drugie pole zawiera adres

dyskowy powiązanego z

tym kluczem rekordu

PG, WEiA, 2012/13


9

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


wady

• dostęp do danych przez

kilka aplikacji

• duplikowanie informacji

• zmiana struktury plików

wymaga aktualizacji

wszystkich programów

• brak mechanizmów

zabezpieczających

• brak jednolitego formatu

przechowywania danych

PG, WEiA, 2012/13


10

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


1960 IBM wprowadza

prototyp komputerowej IMS

(Information Management

System – System

Zarządzania Informacją)

PG, WEiA, 2012/13


11

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


zalety

• łatwość zastosowania

modelu hierarchicznego,

• bardzo duża szybkość

działania,

• są to systemy, które

okazały się na tyle dobre,

że są nadal

wykorzystywane.

PG, WEiA, 2012/13


12

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


wady

• ścisłe reguły dotyczące

relacji,

• wstawianie i kasowanie

danych może okazać się

bardzo skomplikowane,

• dostęp do niższych

warstw jest możliwy tylko

poprzez warstwy

nadrzędne,

• trudności w modelowaniu

relacji typu wiele-do-wielu

PG, WEiA, 2012/13


13

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


CODASYL (Conference On

Data Systems Languages)

sieciowy system

zarządzania bazą danych

• język kontroli urządzeń

DMCL (Device Media

Control Language)

• język manipulacji danymi

DML (Data Manipulation

Language)

• języka definiowania

danych DDL (Data

Definition Language)

Struktura danych tworzy

graf, czyli sieć

PG, WEiA, 2012/13


14

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


relacyjny model danych

1970 dr Edgar Ted Codd

(IBM)

• dane przechowywane w

tabelach - relacje

• język SQL w celu

ułatwienia dostępu do

danych i ich modyfikacji

• niezależność danych

• klucz główny

• prostota

PG, WEiA, 2012/13


15

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


Manifesty baz danych

• dwanaście reguł

prawdziwego systemu

relacyjnego

• 1989 „The Object-Oriented

Database System

Manifesto”

Obiektowa baza danych jest

zbiorem obiektów, których

zachowanie się i stan oraz

związki są określone

zgodnie z obiektowym

modelem danych

PG, WEiA, 2012/13


16

Kartotekowe

Hierarchiczne

Sieciowe

Relacyjne

Obiektowe

Relacyjno-obiektowe

Strumieniowe

Temporalne

1970

1980

1990

Proste typy danych


1960


bazy relacyjno–obiektowe

relacyjna baza danych

zapisanych w strukturach

obiektowych,

strumieniowe bazy

danych dane są

przedstawione w postaci

zbioru strumieni danych,

temporalne bazy danych

odmiana bazy relacyjnej, w

której każdy rekord posiada

stempel czasowy,

określający czas w jakim

wartość jest prawdziwa.

PG, WEiA, 2012/13

Bazy danych

dr inż. Michał Michna 17

Zbiór danych opisujący pewien wybrany fragment

rzeczywistości

odzwierciedlają rzeczywistość w sposób z nią zgodny

(prawidłowy)

są zorganizowane w specyficzny sposób, zgodnie z tzw.

modelem danych

Baza danych jest zarządzana przez tzw. system

zarządzania bazą danych

Z systemem bazy danych współpracują programy

przetwarzające dane

PG, WEiA, 2012/13

Systemy baz danych (SBD)

18

System informatyczny wyspecjalizowany w kierunku

wprowadzania

przechowywania

przetwarzania

udostępniania

Baza danych – zbiór informacji zapisanych w ściśle

określony sposób (DataBase)

System zarządzania bazą danych – program do

przetwarzania, zarządzania bazą danych

(DataBase Management System)


Cechy funkcjonalne SBD

19

gwarantowanie trwałości i spójności danych w bazie

danych

zapewnienie współbieżnego dostępu do danych

autoryzacja dostępu do bazy danych

efektywny dostęp do danych w środowisku

scentralizowanym i rozproszonym


Architektura baz danych

Architektura klient-serwer dwuwarstwowa

Serwer bazy danych – wykonujący np. wyrażenia SQL

Klient – wysyłających żądania do serwera

Architektura trzywarstwowa

interfejs użytkownika

logika przetwarzania

baza danych

20 20 dr inż. Michał Michna PG, WEiA, 2012/13

Architektura baz danych

21 21 dr inż. Michał Michna

odpowiedź

Internet

Klient

Przeglądarka WWW

Serwer WWW

Apache

Serwer baz danych

MySQL

zapytanie

odpowiedź

Dokument

HTMLSkrypt PHP wykonajpodaj dane

PG, WEiA, 2012/13

Relacyjne bazy danych

Podstawy, model danych , przykłady

22 dr inż. Michał Michna PG, WEiA, 2012/13

Relacyjne bazy danych

23

Relacje - podstawowa struktura danych

przedstawiana w postaci tabeli

PESEL Imię Nazwisko Wykształcenie

72030400264 Adam Kowalski Podstawowe

65083104569 Marcin Kowalski Średnie

71123108664 Marcin Dąbrowski Wyższe

85041406333 Anna Kowalska Podstawowe

46111006545 Anna Dąbrowska Wyższe

krotka

rekord

(wiersz)

atrybut (kolumna)

pole

wartość


Relacyjne bazy danych - wiersze

24

Wiersze są unikalne

Każdy wiersz posiada te same atrybuty

Nie ma znaczenia kolejność wierszy

Wiersze są dynamiczne – mogą być dopisywane,

usuwane, modyfikowane

Wiersze powinny być identyfikowane przez pola

kluczowe (klucz podstawowy)

72030400264 Adam Kowalski P


Relacyjne bazy danych - kolumy

25

Kolumny są unikalne

Każdej kolumnie przypisany jest typ

danych (liczba, data, godzina, ciąg

znaków, znak)

Nie ma znaczenia kolejność kolumn

Wartości pól są atomowe

Każda kolumna ma swoją nazwę

Rzadko dodaje się lub kasuje kolumny

PESEL

72030400264

65083104569

71123108664

85041406333

46111006545


Relacyjne bazy danych – klucz podstawowy

26

Klucze wykorzystuje się do tworzenia powiązań

(relacji) pomiędzy kilkoma oddzielnymi tabelami

klucz podstawowy

atrybut lub zbiór atrybutów, którego wartość

jednoznacznie identyfikuje krotkę relacji

Z definicji, wartość atrybutu, który zdefiniowano jako

klucz podstawowy jest unikalna w obrębie całej

relacji i jest niepusta

Przykłady: NIP, PESEL, nr dowodu, nr paszportu


Relacyjne bazy danych - klucze

dr inż. Michał Michna 27

KlientID Imię Nazwisko Adres

101 Joanna Kowalska Wierzbowa 25

103 Anna Kowalska Narcyzowa 1

104 Anna Dąbrowska Fiołkowa 11

ZamowienieID KlientID Wartość Data

302 101 255,2 2006-01-12

303 103 1651,1 2006-01-12

304 101 12,25 2006-01-14

305 101 1321,1 2006-01-14

Klienci

Zamowienia

Klucz podstawowy

PG, WEiA, 2012/13

Relacyjne bazy danych – klucz obcy

28

Klucze wykorzystuje się do tworzenia powiązań

(relacji) pomiędzy kilkoma oddzielnymi tabelami

klucz obcy

jest atrybutem lub zbiorem atrybutów, który wskazuje

na klucz podstawowy w innej relacji

służy do reprezentowania powiązań między danymi

(łączenia relacji)


Relacyjne bazy danych - klucze

29



103 Anna Kowalska Narcyzowa 1

104 Anna Dąbrowska Fiołkowa 11

ZamowienieID KlientID Wartość Data

302 101 255,2 2006-01-12

303 103 1651,1 2006-01-12

304 101 12,25 2006-01-14

305 101 1321,1 2006-01-14

Klienci

Zamowienia Klucz podstawowy Klucz obcy


Relacyjne bazy danych - relacje

30

Jeden-do-Jednego każdy wiersz w tabeli A może mieć tylko jeden dopasowany wiersz z tabeli B, i tak samo każdy wiersz w tabeli B może mieć tylko jeden dopasowany wiersz z tabeli A

KlientID Imię Nazwisko

101 Joanna Kowalska

103 Anna Kowalska

104 Anna Dąbrowska

Klienci

KlientID Ulica Miasto

101 Wierzbowa 25 Gdynia

103 Narcyzowa 1 Sopot

104 Fiołkowa 11 Gdynia

Adresy



31

Jeden-do-Wielu wiersz w tabeli A może mieć wiele dopasowanych wierszy z tabeli B, lecz wiersz w tabeli B może mieć tylko jeden dopasowany wiersz z tabeli A



ZamowienieID KlientID Wartosc Data

302 101 255,2 2006-01-12

304 101 12,25 2006-01-14

305 101 1321,1 2006-01-14

Klienci

Zamowienia



32

Wiele-do-Wielu każdy wiersz w tabeli A może mieć wiele dopasowanych wierszy z tabeli B, i tak samo każdy wiersz w tabeli B może mieć wiele dopasowanych wierszy z tabeli A

ZamID KlientID

302 101

304 101

305 101

Zamowienia

ZamID ProduktID

302 202

302 204

302 205

305 204

305 205

304 204

OpisZamowienia

ProuktID Nazwa Cena jedn

202 Chleb 1,60

204 Mleko 1,80

205 Masło 3,50

Produkty


Język zapytań SQL

Podstawy, przykłady zastosowań

33 dr inż. Michał Michna PG, WEiA, 2012/13

SQL Structured Query Language

34

Wykorzystywany w bazach:

IBM (DB2),

Oracle, MySQL, Inter-Base, Paradox, dBase, Caché, Firebird, First SQL, HSQL, Ingres, Informix, MaxDB, Microsoft Access, Microsoft Jet, Microsoft SQL Server, Mimer SQL, mSQL, OpenLink Virtuoso, PostgreSQL, SQL/DS, SQLite, Sybase

Składnia SQL:

DDL (Data Definition Language)

DML (Data Manipulation Language)

DCL (Data Control Language)


DDL – podstawowe komendy

35

CREATE (DATABASE, TABLE, INDEX...) – utworzenie

ALTER (DATABASE, TABLE...) – zmiana struktury

DROP (DATABASE, TABLE, INDEX...) – usunięcie

RENAME (DATABASE, TABLE) – zmiana nazwy

CREATE TABLE klienci (

klientID int NOT NULL AUTO_INCREMENT,

imie varchar(50),

nazwisko varchar(100),

adres varchar(255)

PRIMARY KEY (klientID )

);

ALTER TABLE klienci

ADD COLUMN oddzial varchar(255);


DML - podstawowe komendy

36

SELECT – pobranie danych z tabel

UPDATE – uaktualnianie danych w tabeli

DELETE – usunięcie danych w tabeli

INSERT – dodanie danych do tabeli

INSERT

INTO klienci (imie, nazwisko, adres)

VALUES ('Jan', 'Kowalski', ‘Sporna 1’);

SELECT *

FROM zamowienia

WHERE wartosc > 200

ORDER BY data DESC;


DCL - podstawowe komendy

37

GRANT – przyznanie praw

REVOKE -odebranie wszystkich praw do tabeli

użytkownikowi

DENY.

GRANT ALL

PRIVILEGES ON EMPLOYEE

TO PIOTR

WITH GRANT OPTION


Literatura

38

R. Gawron, P. Ostrowski, T. Baniak Microsoft Access

- jako narzędzie konstrukcji baz danych

http://web.pertus.com.pl/~stanley/access_pigulka/Spi

s_tresci.htm

Bazy danych (materiały dydaktyczne MIMUW na

studia informatyczne I stopnia)

http://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=Bazy_d

anych


http://web.pertus.com.pl/~stanley/access_pigulka/Spis_tresci.htm

http://web.pertus.com.pl/~stanley/access_pigulka/Spis_tresci.htm

http://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=Bazy_danych



dr inż. Michna Michał, Politechnika Gdańska 2012/2013 · Z systemem bazy danych współpracują...

Documents

Transcript of dr inż. Michna Michał, Politechnika Gdańska 2012/2013 · Z systemem bazy danych współpracują...