PowerPoint Presentation

Plan wykładu

1. System Zarządzania Bazą Danych
2. Właściwości baz danych
3.  Zarządzanie danymi
4.  Architektura baz danych
5.  Etapy rozwoju baz danych
6.  Podział i charakterystyka baz danych
7. Funkcje SZBD (Systemu Zarządzania Bazami Danych)
8.  Modele baz danych
9.  Definicja danych

10.

Operowanie danymi

11.

Integralność danych

12.

Sieciowy model danych

13.

Relacyjny model danych

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Bibliografia:



Źródło: Hector Garcia-Molina, Jeffrey D.

Ullman, Jennifer Widom, Implementacja

systemów baz danych, WNT, 2003.



Źródło: www.pl.wikipedia.org, System

zarządzania bazą danych



Źródło: www.wyklady.org, Właściwości baz

danych, Architektura baz danych,



Źródło: www.riad.pk.edu.pl, Systemy baz

danych w zarządzaniu przedsiębiorstwem



Źródło: www.wkuwanko.pl, Funkcje Systemu

Zarządzania Bazami Danych

Proces zarządzania danymi obejmuje

czynności:

• gromadzenie danych (ich klasyfikacja wg

poziomu ważności)

• przechowywanie danych
• zarządzanie danymi (wszelkiego rodzaju analizy)
Systemy informatyczne służące w/w celom to tzw.
Systemy Baz Danych (SBD)
Zaleta: prostota przeszukiwania np. od

kluczaEdytor tekstu czy skomp

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

System informacyjny zarządzania pełni wobec

przedsiębiorstwa następujące

funkcje:

 stanowi główne źródło informacji, które pozwalają na

 podjęcie decyzji kształtujących bieżącą sytuację

 przedsiębiorstwa i jego dalszy rozwój;

 zapewnia interakcję między systemami zarządzania a

 systemem wykonawczym;

 wpływa na poziom kosztów ponoszonych przez

 przedsiębiorstwo (przez stworzenie możliwości

 podejmowania działań korygujących wcześniej podjęte decyzje
czy poprzez zapewnienie komunikacji między

 nadawcami i odbiorcami informacji);

 przyczynia się do rozwoju konkurencyjnych produktów i usług;

 pozwalają na znalezienie nowych, nieznanych wcześniej zasobów
materialnych (surowców, materiałów, energii).

System Zarządzania Bazą
Danych,



System Zarządzania Bazą Danych, SZBD (ang. Data

Base Management System, DBMS) nazywany też

serwerem baz danych lub systemem baz danych, SBD to

oprogramowanie bądź system informatyczny służący do

zarządzania komputerowymi bazami danych. Systemy baz

danych mogą być sieciowymi serwerami baz danych lub

udostępniać bazę danych lokalnie.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Właściwości baz
danych



Tworzenie struktur

bazodanowych



Dopisywanie,

aktualizacja, edycja



Zapytania, wybory,

selekcje



Raporty i zestawienia



Administrowanie baza

danych

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Zarządzanie danymi obejmuje
czynności:



gromadzenie danych

(ich klasyfikacja wg
poziomu ważności)



przechowywanie

danych



zarządzanie danymi

(wszelkiego rodzaju
analizy)

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Architektura baz
danych

1. Jednowarstwowe bazy danych to takie, które

wykonują natychmiast wszelkiego rodzaje zmiany,

zaś program, który udostępnia użytkownikowi

zawartość bazy ma z nim bezpośredni kontakt.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Architektura baz
danych

2. Dwuwarstwowe bazy danych –

klient porozumiewa się z

serwerem za pomocą

specjalnych sterowników. Jeśli

chodzi o samo połączenie to

jest ono zależne od samego

serwera, natomiast

kontrolowanie poprawności

danych zależy od klienta.

Rozwiązanie takie wiąże się ze

sporym obciążeniem programu

klientckiego.

Większość lokalnych baz

danych opiera się na

jednowarstwowym modelu

natomiast bazy typu klient-

serwer na dwu lub

wielowarstwowym modelu

architektury baz danych.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Etapy rozwoju baz
danych



Etap 1 - zwany tradycyjnym – poszczególne programy

użytkowe miały niezależne dane, procedury i modele. Obok

siebie istniały dane, sposób ich przetwarzania oraz opisy

obiektu, itd. Tradycyjne systemy baz danych – mała

elastyczność i niezbyt duże możliwości, niewątpliwie

związane z ograniczeniami sprzętowymi

(jednostanowiskowe)

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Etapy rozwoju baz
danych



Etap 2 – systemy baz danych z oprogramowaniem do

zarządzania danymi – możliwość współużytkowania danych

przez wielu użytkowników, systemy drugiej generacji.

Współużytkowanie dzięki dostępowi bezpośredniemu do

PAO. Zbiory danych oddzielone od programu który nimi

zarządza. Informacje w oddzielnych plikach.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Etapy rozwoju baz
danych



Etap 3 – w obrębie jednego systemu może istnieć

wiele baz danych pod warunkiem, że zawartości

poszczególnych baz będą rozdzielone i nie

powiązane ze sobą. Zestaw baz danych – system

baz danych obsługiwanych przez System

Zarządzania Bazami Danych

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Podział i charakterystyka baz
danych

Bazy danych różnią się pomiędzy sobą w

wielu aspektach. Praktycznie każda baza

tworzy swoją własną kategorię i trudno je

zaszufladkować. Różnice te są bardzo

widoczne w przypadku baz relacyjnych i

baz obiektowych.

Cechy charakterystyczne dla danej grupy

a) model danych (data model)

b) język zapytań (query language),

c) model obliczeniowy (computational

model).

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Funkcje SZBD (Systemu
Zarządzania Bazami Danych)



optymalizacja zapytań - takie przekształcanie zapytań

kierowanych do bazy przez jej użytkowników aby czas

oczekiwania na odpowiedź był możliwie najkrótszy,



zapewnienie integralności danych - uniemożliwienie

przejścia bazy do stanu, który nie istnieje w modelowanej

rzeczywistości,



zarządzanie współbieżnym dostępem wielu użytkowników w

taki sposób aby każdy z nich był niewidoczny

(„przeźroczysty”) dla innych użytkowników; każdy z

użytkowników musi być przekonany o tym, że jest

wyłącznym właścicielem danych,



odporność na awarie (niezawodność bazy danych) -

możliwość odtworzenia poprawnego stanu bazy danych

sprzed awarii,



ochrona danych - uniemożliwienie dostępu nieuprawnionych

użytkowników do poufnych danych innych użytkowników.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Funkcje administratora
SZBD.



Pełni on ważną funkcję podczas tworzenia i użytkowania baz danych. Jest

odpowiedzialny za:



skonstruowanie schematu pojęciowego i zewnętrznego;



określenie praw dostępu użytkowników do danych;



określenie organizacji fizycznej danych i metod dostępu do danych;



definiowanie procedur zapewniających dobry poziom niezawodności systemu.



Administrator musi mieć swobodę zmiany struktury pamięci lub strategii dostępu bez

konieczności modyfikowania programów użytkowych. Jest on także odpowiedzialny za

następujące sprawy:



decyduje o tym jakie informacje będą utrzymywane w bazie danych;



ustala, jakie dane powinny być reprezentowane w bazie danych i określa cechy tej

reprezentacji oraz odpowiednie odwzorowanie między strukturą pamięci a schematem

pojęciowym;



utrzymuje kontakt z użytkownikiem w celu zapewnienia dostępu do danych;



definiuje procedury badania legalności i poprawności;



definiuje i realizuje odpowiednią strategię odtwarzania;



musi zapewnić wydajność najlepszą dla zakładu oraz odpowiednie dostosowanie

systemu do zmieniających się wymagań.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Modele bazy danych.

Wyróżnia się trzy główne typy

(lub generacje) modeli

danych:

1. Proste modele

danych. Dane

zorganizowane są w

strukturę rekordów

zgrupowanych w plikach.

Głównymi dostępnymi

operacjami są operacje na

rekordach (ewentualnie na

ich poszczególnych polach).

Z tego rodzaju modelem

danych mieliśmy do

czynienia dotąd na

ćwiczeniach.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Modele bazy danych.

3. Semantyczne modele

danych. Semantyka to

inaczej znaczenie.

Klasyczne modele danych

nie dostarczają łatwego

sposobu odczytania

informacji o semantyce

danych, stąd podejmuje się

próby stworzenia innych

modeli, uzupełniających ten

brak. Przykładem

częściowej realizacji tego

programu są obiektowe

modele danych.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Hierarchiczny model danych

Hierarchiczny model danych jest pewnym rozszerzeniem

modelu prostego, opartego na rekordach składających się z

pól i zgrupowanych w plikach. W schemacie hierarchicznym

wprowadza się typy rekordów i związki nadrzędny-podrzędny

pomiędzy nimi

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Rys. Hierarchiczny model bazy danych.

Definicja danych



Typ rekordu to nazwana struktura danych, złożona ze

zbioru nazwanych pól; każde pole służy do zapisu

pojedynczego atrybutu obiektu opisywanego przez rekord, i

charakteryzuje się określonym typem danych, np. liczba

całkowita, napis, data, itp. Na ogół jedno z pól danego typu

rekordu wyróżnia się jako klucz, tj. unikalny identyfikator

rekordu wśród rekordów danego typu (często przydzielany

dość arbitralnie, podobnie jak np. nr albumu studenta lub nr

PESEL w ewidencji ludności) oraz zakłada się

uporządkowanie rekordów wg. wartości jednego z pól

(zwykle klucza, choć niekoniecznie).



Relacja nadrzędny-podrzędny: typy rekordów tworzą

strukturę drzewa, tj. każdy typ rekordu (z wyjątkiem

najwyższego w hierarchii, tzw. korzenia -- root) związany jest

z dokładnie jednym typem nadrzędnym. Zarazem każdy

określony rekord typu podrzędnego jest związany z

określonym rekordem właściwego typu nadrzędnego.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Operowanie danymi



Typowe operacje na danych w tym modelu to wyszukiwanie

rekordów określonego typu, podrzędnych względem danego

rekordu, i spełniających warunki dotyczące zawartości

określonych pól; usuwanie lub dodawanie rekordów i edycja

ich pól. Realizowane są poprzez funkcje lub procedury

pisane w językach programowania o charakterze zazwyczaj

proceduralnym, np. C.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Integralność danych



Podstawowe warunki integralności wynikają z samej definicji

struktury danych modelu:



Każdy rekord (z wyjątkiem korzenia) musi być powiązany z

rekordem nadrzędnym właściwego typu; a więc np.

usunięcie rekordu nadrzędnego wiąże się z usunięciem

wszystkich względem niego podrzędnych. Nie można

wstawić rekordu bez powiązania go z rekordem

nadrzędnym.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Integralność danych



Zawartość każdego

pola rekordu musi

odpowiadać typowi

danych z definicji

danego typu

rekordu. itp.



Widać, że model

hierarchiczny ma

wiele wspólnego ze

strukturą systemu

plików.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Sieciowy model danych



Sieciowy model danych w ogólnym zarysie niewiele odbiega od

hierarchicznego. W miejsce związku nadrzędny-podrzędny pomiędzy

rekordami wprowadza się w nim tzw. typ kolekcji (set), który jest złożonym

typem danych pola zawierającym odniesienia do innych rekordów

określonego typu.



Warunki integralności danych, poza oczywistymi już więzami dotyczącymi

zgodności zawartości pól rekordu z określeniem typu rekordu i unikalności

pól kluczowych, mogą być formułowane w terminach wymogu

przynależności rekordu do jakiegoś wystąpienia określonego typu kolekcji.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Relacyjny model danych

Relacyjny model danych został opracowany przez

E. F. Codda w latach 70-80, i od mniej więcej

połowy lat 80 stał się podstawą architektury

większości popularnych SZBD. Naszkicuję tu dość

pobieżnie teoretyczne zasady modelu. Należy przy

tym pamiętać, że w realnych implementacjach

teoria ta bywa traktowana dość luźno tzn. jej

zasady niekoniecznie są w pełni przestrzegane czy

implementowane. Stąd omówienie to będzie raczej

powierzchowne, ze względów praktycznych

skupimy się w dalszym ciągu wykładu raczej na

realnych implementacjach modelu poprzez język

SQL.

UWM Wydział Nauk Ekonomicznych

Document Outline