Wykłady z baz danych (podstawy baz danych)

Wykład 3: 2007/08

Wyk

ad z baz danych

Podstawy baz danych

Dr Mariusz Baran

Katedra System

w Informatycznych

WZiKS

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Podstawowa terminologia baz danych

Model logiczny DBMS

Procesor zapytań

Modyfikacje schematu

(metadane)

Zapytania

Aktualizacje

(dane)

Moduł

zarządzania

transakcjami

Moduł

zarządzania

pamięcią

Dane

Metadane

(słownik danych)

(optymalizacja
wykonania zapytań)

(ACID)

(zarządzanie plikami
i buforami)

Przykład:

MetaStudio

–

narzędzie zarządzania słownikami

DBMS = Baza danych + J

dro + Interfejs + Narz

dzia

DBMS = serwer bazy danych

dro systemu

umożliwia: zdefiniowanie bazy, utrzymywanie bazy, zachowanie

integralności danych oraz współbieżny dostęp do bazy.
Jądro systemu komunikuje się

z otoczeniem przy pomocy interfejsu.

Językiem tej komunikacji w

przypadku

systemów relacyjnych jest obecnie

najczęściej dialekt języka SQL

(np. PL/SQL -

Oracle, PL/pgSQL

PostgreSQL).

Warstwa narzędzi

systemu zarządzania przeznaczona jest głównie dla

projektantów i programistów implementujących konkretną

aplikację

opartą

bazie danych (np. designer, developer, forms, reports, itd.).

Jądro systemu zarządzania użyte do obsługi konkretnej bazy danych nazywamy

motorem bazy danych

(ang. DB engine). Dodatkowo w ramach jednej bazy

danych można użyć

wielu mechanizmów składowania (ang. storage engine) np.

MyISAM, innoDB.

Jeden DBMS może:

•

obsługiwać

wiele baz danych (= wiele aplikacji), wielu użytkowników

•

działać

sieciowo lub lokalnie w większości w architekturze klient-serwer

System informacyjny z bazą

danych

składa się

z trzech elementów:

bazy danych, jej motoru oraz aplikacji bazodanowej (stanowiącej przyjazny
interfejs między motorem bazy a

użytkownikami

bazy)

Podstawowa terminologia baz danych

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Podstawowa terminologia baz danych

Dost

pne na rynku realizacje DBMS

ORACLE

— Krajowe Centrum Informacji Kryminalnej KCIK, Komenda Główna Policji
— Główny Urząd Statystyczny: hurtownia danych z Narodowego Spisu

Powszechnego i Powszechnego Spisu Rolnego

DB2 (IBM)

— publiczna telewizja szwedzka Sveriges Television (zawiera m.in.150.000

wideoklipów o objętości 80 TB)

MS SQL Server

— system zarządzania projektami wydawniczymi Wydawca 2001 SQL

(kalkulacje, plany wydawnicze, scenariusze sprzedaży, koszty produkcji,
cash-flow

, zarządzanie prawami autorskimi, itd.).

Sybase

— TUiR

Warta: system wspomagania pracy agentów w zakresie taryfikacji

produktów finansowych (rozwiązanie mobilne, replikacja danych)

MS Access –

zwykle małe aplikacje biurowe, rozwiązanie bezserwerowe, obsługa

pojedynczego użytkownika, oparte o Microsoft Jet

DB engine

Rozwiązania open source (licencja GPL -

General Public License

— PostgreSQL

, MySQL, Firebird (lub komercyjny: InterBase)

— SAP DB (

niem.

Systemanalyse und Programmentwicklung)

— mSQL

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Dost

pne na rynku realizacje DBMS

Worldwide

Vendor

Revenue

Estimates

from

RDBMS Software, Based

on Total

Software

Revenue, 2006 (Millions

Dollars)

Company

2006

2006 Market Share

(%)

2005

2005 Market Share

(%)

2005-2006 Growth

(%)

Oracle

7,168.0

47.1

6,238.2

46.8

14.9

IBM

3,204.1

21.1

2,945.7

22.1

8.8

Microsoft

2,654.4

17.4

2,073.2

15.6

28.0

Teradata

494.2

3.2

467.6

3.5

5.7

Sybase

486.7

3.2

449.9

3.4

8.2

Other

Vendors

1,206.3

7.9

1,149.0

8.6

5.0

Total

15,213.7

100.0

13,323.5

100.0

14.2

Source: Gartner

Dataquest

(June

2007)

Podstawowa terminologia baz danych

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Podstawowa terminologia baz danych

System informacyjny z bazą

danych (SI) = BD + DBMS + Aplikacja

Uczestnicy procesu budowy systemu:

•

analitycy systemowi (+ użytkownicy kluczowi)

•

projektanci

•

programiści baz danych

•

administratorzy baz danych

•

administratorzy aplikacji

•

użytkownicy końcowi

Zastosowanie DBMS pozwala uzyskać:

•

niezależność

między danymi a programami (np. program może używać

różnych

DBMS)

•

ukrywanie szczegółów dotyczących sposobu przechowywania danych w

pamięci fizycznej

•

przechowywanie metadanych

•

dostarczanie wielu widoków (perspektyw) danych dla różnych grup

użytkowników

•

zapewnienie integralności danych (więzy integralności danych)

•

współdzielenie danych i współbieżne transakcje wielu użytkowników

•

wysoka niezawodność

i bezpieczeństwo

Budowa aplikacji bazodanowych

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

System powstaje jako opis fragmentu świata, fragment ten określany jest jako

obszar analizy

np. księgowość, kontroling, magazyny, kasa, itd.

Systemy informacyjne można budować

w sposób:

•

przyrostowy, ewolucyjny –

dla każdego obszaru analizy osobna aplikacja z

bazą

danych, potem próba łączenia wada –

brak globalnej wizji

(redundancja, niespójność)

•

całościowy, zintegrowany –

kompleksowo z góry zaprojektowany system

(strategia informatyzacji organizacji, rola kluczowa: architekt rozwiązania)

Rozwój organizacji wymusza często scenariusz przyrostowy, z koniecznością

integracji heterogenicznych rozwiązań. Dla usprawnienia komunikacji
międzysystemowej powstają

obecnie

platformy integracyjne

–

ukierunkowane

na redukcj

ilo

ci interfejs

w mi

dzysystemowych (n

> n)

> n).

Projektując rozwiązanie należy uwzględnić:

•

jeden system (model) reprezentacji danych np. model relacyjny

•

współbieżny dostęp do bazy przez wielu użytkowników (blokady, transakcje)

•

ochronę

danych (system praw dostępu)

•

niezależność

(zależność) określonych danych (więzy integralności danych)

Budowa aplikacji bazodanowych

Podstawowa terminologia baz danych

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Operacje na danych z wykorzystaniem DBMS:

•

definiowanie i modyfikacja struktur danych

(DDL)

•

wyszukiwanie danych

•

raportowanie (filtry i kwerendy), formatowanie, sortowanie

•

wprowadzanie, usuwanie, modyfikacja danych (DML)

•

ograniczanie dostępu (DCL)

Ramowe etapy budowy aplikacji:

•

analiza problemu: specyfikacja wymagań

użytkowników (ang. URA –

User

Requirements Analyse

)

•

określenie modelu systemowego (w tym: modelowanie struktury

organizacyjnej, procesów gospodarczych, funkcji i struktur danych w
ramach opisu aspektu behawioralnego i strukturalnego

aplikacji)

•

implementacja oprogramowania

Analiza i projektowanie bazy ~ 80% czasu tworzenia
Implementacja bazy ~ 20% czasu tworzenia

Podstawowa terminologia baz danych

Budowa aplikacji bazodanowych

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Podstawowa terminologia baz danych

Source: Gartner

Research

(May 2005)

Magic

Quadrant

for

Extraction, Transformation

and

Loading, 1H05

11 May 2005

Dane rynkowe: Zagadnienie integracji danych (ETL)

Magic

Quadrant

1Q07 dla systemów BI

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Zagadnienia projektowania oprogramowania

Etapy budowy aplikacji

Etapy budowy aplikacji:

Analiza systemowa (ang. URA –

User Requirements Analyse

SRA –

System Requirements Analyse

)

Modelowanie (wymiaru: behawioralnego –

aspekt dynamiczny

struktur danych –

aspekt statyczny)

Projektowanie (organizacja kodu)

Implementacja (kodowanie)

Testy (modułowe, międzymodułowe, obciążeniowe)

Wdrożenie (szkolenia użytkowników)

Uruchomienie produkcyjne

Przebieg powyższych etapów może być

różny w zależności od rodzaju

budowanego systemu:

system na zamówienie np.: specjalizowane oprogramowanie

rozkroju blachy

system konfigurowalny np.: system klasy ERP (ang. Enterprise Resource

Planning

) wspomagający

zarządzanie przedsiębiorstwem

system z półki np.: narzędzia biurowe

Często występują

dedykowane metodyki wdrożeniowe przypisane do produktów

np. ASAP dla SAP (system klasy ERP wdrożony np. UJ).

Dr Mariusz Baran –

Wykład z baz danych –

2007/2008

Document Outline