Bazy danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

2 / 48

Bazy danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

4 / 48

Systemy kartotekowe

Cechy bazy kartotekowej:

dost

p mo

liwy tylko z jednego miejsca

obsługa (wprowadzanie, aktualizacja, selekcja, usuwanie danych) jest

czasochłonna,

niemo

liwy jednoczesny dost

p wielu u

ytkowników do tych samych

danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

5 / 48

Baza danych

jest to zbiór danych powi

zanych mi

dzy sob

pewnymi

zale

ciami.

Baza

danych

składa

danych

oraz

programu

komputerowego

wyspecjalizowanego do gromadzenia i przetwarzania tych danych.

Program taki lub zestaw programów nazywany jest

„

ystemem

arz

dzania

anych

”

→

SZBD

(ang. „

ata

ase

anagement

ystem

”,

→

DBMS

)

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

6 / 48

System zarz

dzania baz

danych

System zarz

dzania baz

danych

(

SZBD

) to oprogramowanie b

system

informatyczny słu

Ŝą

cy do zarz

dzania komputerowymi bazami danych.

Wyró

niamy:

SZBD działaj

ce w architekturze

klient-serwer

Bezserwerowe

SZBD

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

7 / 48

SZBD działaj

ce w architekturze klient-serwer

kszo

ść

obecnie spotykanych systemów działa w trybie

klient-serwer

, gdzie

baza danych jest udost

pniana

klientom

przez SZBD b

serwerem

. Serwer

baz danych mo

e udost

pnia

dane klientom bezpo

rednio lub przez inny serwer

rednicz

cy (np.

serwer WWW

lub

serwer aplikacji

Systemy bazy danych w architekturze klient-serwer to m.in.:

DB2

Informix Dynamic Server

Firebird

Microsoft SQL Server

MySQL

Oracle

PostgreSQL

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

8 / 48

Bezserwerowe SZBD

Czasem jednak stosowanie serwera nie jest konieczne. Istniej

bazy danych, które

nie musz

współdzielone przez wielu u

ytkowników w tym samym czasie.

Do takich zastosowa

ywane s

bezserwerowe

bazy danych takie jak:

Microsoft Access

(cz

ęść

pakietu Microsoft Office)

OpenOffice.org Base (cz

ęść

pakietu Open Office)

Kexi

(cz

ęść

pakietu KOffice działaj

cego

rodowisku KDE)

UWAGA:

Obecna wersje powy

szych programów mog

równie

współpracowa

z bazami

danych typu klient-serwer

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

9 / 48

Baza danych

Podstawowe funkcje bazy danych to:

projektowanie rekordów

nazwa pola,

długo

ść

pola.

rodzaj pola (tekstowe, liczbowe, logiczne)

edycja danych

dopisywanie,

poprawianie,

usuwanie rekordów,

sortowanie

wyszukiwanie i selekcja danych

tworzenie zapyta

tworzenie raportów

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

10 / 48

Rodzaje elektronicznych baz danych

Bazy danych mo

na podzieli

według struktur danych, których u

ywaj

bazy

proste

–

da tablica danych jest samodzielnym dokumentem i nie

e współpracowa

z innymi tablicami,

bazy

relacyjne

–

wiele tablic danych mo

e współpracowa

ze sob

dzy sob

powi

zane za pomoc

relacji),

bazy

obiektowe

–

dane przechowywane s

w strukturach obiektowych

zdefiniowanych jako klasy,

bazy relacyjno–obiektowe

–

relacyjna baza danych zapisanych

w strukturach obiektowych,

strumieniowe bazy danych

–

dane s

przedstawione w postaci zbioru

strumieni danych

temporalne bazy danych

–

odmiana bazy relacyjnej, w której ka

rekord posiada stempel czasowy, okre

laj

cy czas w jakim warto

ść

jest

prawdziwa.

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

11 / 48

Proste bazy danych

W prostych bazach ka

da tablica danych jest samodzielnym dokumentem i nie

e współpracowa

z innymi tablicami.

Bazy proste znajduj

zastosowanie w jednym wybranym celu.

Z baz tego typu korzystaj

liczne programy typu: ksi

ąŜ

ka telefoniczna, ksi

ąŜ

kucharska, spisy ksi

ąŜ

ek, kaset i inne.

Nazwisko

Imi

Miasto

E-mail

Kowalski

Jan

Warszawa

kowalski@warszawa.pl

niewska

Anna

Kraków

wisniewska@krakow.pl

Zieli

ski

Henryk

Wrocław

zielinski@wroclaw.pl

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

12 / 48

Proste bazy danych

Dane w prostych bazach mo

na:

sortowa

przeszukiwa

stosowa

w nich

filtry

ograniczaj

ce zakres wy

wietlanych informacji.

Proste bazy danych mo

na tworzy

w dowolnym

programie zarz

dzaj

cym bazami danych

arkuszach kalkulacyjnych

w prostych

edytorach tekstów

(pliki z warto

ciami oddzielanymi

przecinkami lub tabulatorami TSV).

Dedykowane programy do tworzenia prostych baz danych umo

liwiaj

tworzenie

bazy

(tzn. tabeli z danymi),

tworzenie

graficznego interfejsu u

ytkownika

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

13 / 48

Relacyjne bazy danych

W bazach relacyjnych wiele tablic danych mo

e współpracowa

ze sob

Bazy relacyjne posiadaj

wewn

trzne j

zyki programowania, (zwykle SQL ) do

operowania na danych,

Relacyjne bazy danych oparte s

na nast

puj

cych zasadach:

wszystkie warto

ci danych oparte s

typach prostych

wszystkie dane przedstawiane s

w formie

dwuwymiarowych tabel

wiersz

składa si

z jednakowych

kolumn

wypełnionych warto

ciami,

liwe jest

porównywanie warto

z ró

nych kolumn i tabel oraz

scalanie wierszy

, gdy pochodz

ce z nich warto

ci s

zgodne.

wiersze w relacyjnej bazie danych przechowywane s

dowolnym

porz

dku

- nie musi on odzwierciedla

ani kolejno

ci ich wprowadzania,

ani kolejno

ci ich przechowywania.

tabela

powinna

zawiera

przynajmniej

jedn

kolumn

o niepowtarzalnych warto

ciach (tzw. „

klucz podstawowy tabeli

”).

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

17 / 48

Relacyjne bazy danych

Typy relacji:

↔

np. jednej osobie odpowiada jeden PESEL,

↔

np. jeden autor mo

e by

autorem wielu ksi

ąŜ

ek,

↔

np. wielu autorów i wiele ksi

ąŜ

(zło

enie relacji

↔

- jeden autor dla wielu ksi

ąŜ

oraz relacji

↔

- jedna ksi

ąŜ

ka ma wielu autorów).

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

18 / 48

Bazy proste

↔

Bazy relacyjne

Bazy proste:

równoczesny dost

p do danych

sprawia kolizje

Sekwencyjny dost

p do danych –

plik musi by

czytany od pocz

tku

do ko

System

nadawania

uprawnie

jedynie na poziomie systemu
operacyjnego,

wraz ze wzrostem liczby rekordów

znacznie

maleje

szybko

ść

wykonywania operacji,

wyszukiwanie informacji w pliku

prostym jest stosunkowo trudne

Bazy relacyjne:

wbudowany mechanizm wielo-

dost

swobodny (niesekwencyjny dost

do danych

wbudowany system nadawania

uprawnie

szybki dost

p do danych oparty

o kryteria

zdefiniowane

przez

ytkownika,

obsługa wspólnych standardów

przez wiele baz danych.

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

19 / 48

Bazy danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

20 / 48

Proste bazy danych w Excelu

W programie Excel

baz

danych

jest grupa danych umieszczona w skoroszycie,

której pierwszy wiersz zawiera nagłówki okre

laj

ce znaczenie poszczególnych

kolumn danych.

W Excelu dost

pne s

mechanizmy obsługi prostych baz danych,

zwanych równie

listami

liwe jest tworzenie specjalnych

formularzy do wprowadzania danych

wyszukiwanie

filtrowanie

sortowanie

rekordów.

Dost

pne s

specjalne funkcje ułatwiaj

ce operowanie na tej strukturze

(

funkcje bazy danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

22 / 48

Proste bazy danych w Excelu

Elementami składowymi ka

dej bazy danych s

poszczególne

pola

pogrupowane

rekordy

Pole

jest to kategoria informacji. (Pola to m.in. miejsce zamieszkania, stanowisko

pracy, zarobki, itp.)

Rekord

jest to zbiór poszczególnych pól opisuj

cy jeden element danych

–

jest to jeden wiersz

(pocz

wszy od drugiego) w naszej li

cie.

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

23 / 48

Proste bazy danych w Excelu

- tworzenie tabeli

By stworzy

własn

baz

danych, nale

y w pierwszym wierszu arkusza roboczego

wprowadzi

własne, jednoznaczne nagłówki kolumn (nazwy pól). Nast

pnie

zaczynaj

c od drugiego wiersza wprowadzi

dane zgodne z odpowiednimi

nagłówkami.

Przykład: Pierwszy wiersz arkusza roboczego z nagłówkami kolumn (nazwy pól).

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

24 / 48

Proste bazy danych w Excelu

- autouzupełnianie

wprowadzeniu

kilku

wierszu

skorzysta

mechanizmu

autouzupełnienia

. Je

eli w danej kolumnie wyst

puje tylko kilka warto

i wprowadzimy kilka pierwszych liter nowej warto

ci, które odpowiada jakiej

wprowadzonej warto

ci, Excel podpowie warto

ść

pola, które wystarczy

zaakceptowa

klawiszem Enter. Je

eli podpowiadana warto

ść

nie jest poprawna,

wystarczy kontynuowa

wprowadzenie danych.

Podpowied

systemo-

wa przy wypełnianiu
bazy danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

25 / 48

Proste bazy danych w Excelu

- wprowadzanie danych

Menu główne: Dane

→

Formularz …

Wygodnym sposobem wprowadzania

danych jest

formularz

. Jest to

okienko dialogowe, tworzone na

podstawie nagłówków pól danych.

By go

uruchomi

zaznaczamy

dowoln

komórk

w obr

bie bazy

danych i z menu Dane wybieramy

polecenie Formularz…

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

26 / 48

Proste bazy danych w Excelu

- autofiltr

Menu główne: Dane

→

Filtr

→

Autofiltr

Wygodne narz

dzie wyszukiwania rekordów dostarcza nam polecenie

Autofiltr

liwe s

nast

puj

kryteria filtrowania

(wszystkie)

(10 pierwszych …)

(niestandardowe)

da z aktualnie wprowadzonych warto

ci w tym polu.

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

29 / 48

Proste bazy danych w Excelu

- autofiltr

Przykład:

Szukamy niebieskookich blondynek

Trzy warunki:

Kolor włosów:

→

blond

Kolor oczu:

→

niebieskie

Płe

→

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

30 / 48

Proste bazy danych w Excelu

- autofiltr

Przykład:

Szukamy niebieskookich blondynek

Wynik filtracji:

Menu główne: Dane

→

Filtr

→

Autofiltr

niebieskie strzałki

wskazuj

aktywne kryteria

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

33 / 48

Bazy danych

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

34 / 48

Relacyjna baza danych w Accessie

- podstawowe poj

cia

Program Microsoft Access umo

liwia tworzenie relacyjnych baz danych zło

onych

z wielu powi

zanych relacjami tabel.

Tabela

- wydzielony logicznie zbiór danych, zorganizowany w formie tabeli

składaj

cej si

z wierszy dzielonych na kolumny.

Rekord

- pojedynczy wiersz tabeli, który stanowi najcz

ęś

ciej zbiór danych o

pojedynczym obiekcie. Rekord składa si

z wielu pól okre

lonego typu.

Pole danych

– pojedyncza zmienna opisuj

ca wybrany atrybut obiektu. Pole ma

okre

lony typ danych.

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

35 / 48

Relacyjna baza danych w Accessie

- ograniczenia programu

Program Microsoft Access 2003 ma nast

puj

ce ograniczenia:

maksymalny rozmiar bazy danych to 2 GB (w tej przestrzeni musz

równie

zmie

obiekty systemowe, np. indeksy),

maksymalna liczba obiektów w bazie: 32 768,

maksymalna liczba jednoczesnych u

ytkowników: 255 (w praktyce du

mniej),

maksymalna liczba pól w tabeli: 255,

maksymalny rozmiar tabeli: 2 GB (wraz z obiektami systemowymi)

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

36 / 48

Relacyjna baza danych w Accessie

- projektowanie tabeli

Przy projektowaniu tabel nale

y stosowa

nast

puj

ce zasady:

Ta sama informacja nie powinna by

wielokrotnie wprowadzana do

jednej lub wielu tabel.

da tabela powinna zawiera

informacje tylko na jeden temat.

Trzeba uwzgl

dni

wszystkie potrzebne informacje

Nie nale

y wprowadza

danych po

rednich lub obliczeniowych

(wyników wyra

)

Informacje

nale

przechowywa

liwie

najmniejszych

jednostkach logicznych

Nale

y ustali

pola kluczowe tabeli

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

38 / 48

Relacyjna baza danych w Accessie

- okre

lanie relacji mi

dzy tabelami

Klucz podstawowy

– pole tabeli, które zawiera unikatowe,

nie powtarzaj

ce si

dane.

Klucz obcy

– pole tabeli, które zawiera warto

ci klucza podstawowego innej tabeli

Relacja

– powi

zanie pary tabel bazy danych za pomoc

pola klucza podstawo-

wego jednej tabeli i odpowiadaj

cego mu pola klucza obcego w drugiej

tabeli.

zy integralno

– reguły zapewniaj

ce poprawno

ść

zwi

zków mi

dzy

rekordemi powi

zanych tabel

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

41 / 48

Relacyjna baza danych w Accessie

- inne obiekty bazy danych

Zapytanie

(

kwerenda

) – obiekt bazy danych który pobiera informacj

z jednej lub

wielu tabel b

innych zapyta

Formularz

– obiekt systemu zarz

dzania baz

danych, który w przyst

pny sposób

umo

liwia przegl

danie, wprowadzanie, modyfikowanie i usuwanie danych.

Raport

– 0biekt którego zadaniem jest pobieranie danych z bazy (tabeli lub

kwerendy), w celu ich wydrukowania na drukarce lub wy

wietlenia na

ekranie. Raport mo

e jedynie pobiera

dane z bazy (nie mo

e ich

modyfikowa

)

Technologie informacyjne – bazy danych

Autor: Paweł Rogali

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

44 / 48

Relacyjna baza danych w Accessie

- filtracja i sortowanie danych

W celu filtracji i /lub sortowania danych mo

na utworzy

kwerend

zło

kryterium filtracji

kryterium sortowania