Bazy Danych

Spis treści



Bazy danych wstęp



Geneza relacyjnych baz danych



Podstawy relacyjnych baz danych



Podstawy-SQL-1



Podstawy-SQL-2



Podstawy-SQL-3



Operacje na danych



Transakcje i blokady



Normalizacja

Programowanie z wykorzystaniem danych



Niemal wszystkie bardziej złożone aplikacje
komputerowe przetwarzają duże ilości danych



Większość z nich została stworzona aby
przetwarzać dane a nie wykonywać obliczenia



80% wykonywanych przez programistów prac
wiąże się ze strukturami przechowywanymi w
bazie danych



Bazy stanowią ważną podstawę wielu aplikacji

Programowanie z wykorzystaniem danych



Dane mogą przybierać dowolne formy i
rozmiary



Sposób w jaki się z nimi obchodzimy zależy od
ich natury



Dane stałe (dane nie ulegające zmianie w
programie np. liczba pi itp..)



Dane zmienne (dane zmieniające się w czasie
np. kursy walut)

Programowanie z wykorzystaniem danych



Piszemy program przeliczający waluty krajów
członkowskich Eurolandu na EURO



Kursy wymiany są stałe (6 miejsc po przecinku
z dnia wymiany)



Lista krajów ulegać będzie zmianie ponieważ
dochodzić będą nowe kraje



W związku z tym przy każdym nowym kraju
trzeba będzie kompilować program

Plik danych waluta => EURO



Dużo lepszą metodą będzie skorzystanie przez
aplikację z pliku zawierającego:



Nazwę waluty



Jej symbol



Kurs wymiany

Francja FRF 6.55

Niemcy DEM 1.95

Włochy ITL 1936.27

Belgia BEF 40.33

Kartotekowe bazy danych



Pliki jednorodne lub kartoteki bardzo pożyteczne
do zapamiętywania danych w programach.
Wygodne w użyciu jeśli nie są przesadnie
rozbudowane.



Mogą służyć do przechowywania haseł i danych
sterujących.



Plik jednorodny składa się z kilku elementów
informacji (atrybutów). Razem tworzących
strukturę, która stanowi rekord.



Każdy wiersz reprezentuje pojedynczy rekord



Rolą całego pliku jest przechowywanie
powiązanych ze sobą rekordów.

Kartotekowe bazy danych



Rozszerzamy naszą aplikację tak aby zawierała
informację o języku, liczbie ludności i obszarze.



W pliku jednorodnym w każdym wierszu
znajduje się jeden rekord.



Wszystkie rekordy są zestawami pewnej liczby
atrybutów.



Każdy pojedynczy atrybut zawsze znajduje się w
tym samym miejscu (np. symbol waluty zawsze
będzie drugim atrybutem).



Dane możemy przeszukiwać wg. kolumn, gdy
kolumny zawierają informacje tego samego typu.

Kartotekowe bazy danych



Aby dodać język używany w określonym kraju musimy dodać
nową kolumnę.



Pojawia się problem, gdy w kraju jest więcej niż jeden oficjalny
język.

Francja FRF 6.55
francuski

Niemcy DEM 1.95
niemiecki

Włochy ITL 1936.27
włoski

Belgia BEF
40.33 ???

Kartotekowe bazy danych



Problem ten określa się terminem
powtarzających się grup.



Poprawny element w rekordzie powtarza się
(Belgia – języki flamandzki i francuski)



Pliki jednorodne nie umożliwiają rozwiązania
tego problemu, ponieważ niemożliwe jest
określenie gdzie kończą się zapisy o językach i
zaczyna się reszta rekordu.



Jedynym sposobem jest dodanie struktury do
pliku ale to już nie będzie plik jednorodny.

Strukturalne pliki tekstowe



Zbudujemy aplikację opisującą filmy: rok
produkcji, reżyser, gatunek oraz obsada

[2001: Odyseja kosmiczna]

Rok=1968

Reżyser=Stanley Kubrick

Gatunek=fantastyka

Obsada=Keir Dullea

Obsada=Leonard Rossister

[Władca Pierścieni]

Strukturalne pliki tekstowe



Rozwiązaliśmy problem powtarzających się
grup przez wprowadzenie pewnych
znaczników wskazujących typ każdego
elementu w rekordzie.



Dalsze problemy z tym zapisem danych



Jak sprawdzać poprawność danych?



Jak posortować listę wg. filmów danego
reżysera?



Jak rozszerzać funkcjonalność bazy: np. Kto
pożyczył dany film z wypożyczalni?



Ile filmów wyprodukowano w 1968 r.

Co to jest baza danych?



Baza danych jest to jest to duży zbiór danych
o określonej strukturze, która umożliwia ich
szybkie wyszukiwanie i wydobywanie. (

www.m-w.com

- słownik online Merriama

Webstera)

Co to jest DBMS?



System zarządzania bazą danych
(DBMS – Data Base Management System) to:



zbiór bibliotek



aplikacji



narzędzi

Zwalniają one programistę aplikacji z
konieczności pamiętania o szczegółach
przechowywania i zarządzania danymi.
Dostarczają funkcji wyszukiwania i aktualizacji
rekordów.

Rodzaje baz danych



Sieciowy model baz danych



Hierarchiczny model baz danych



Relacyjny model baz danych

W latach 60–tych i 70-tych opracowywano bazy
danych, rozwiązujące problem powtarzających
się grup na kilka różnych sposobów. Efektem
tych metod było opracowanie mechanizmu, który
można określić terminem modelu baz danych.
Badania firmy IBM zaowocowały opracowaniem
podstaw tych modeli.

Sieciowy model bazy danych

W sieciowym modelu baz danych wykorzystano
pomysł wskaźników wewnątrz bazy danych.
Rekordy mogą zawierać odwołania do innych
rekordów.
Nazwa kraju Symbol

Kurs

Wskaźnik

Język n

Język n+1

nil

Sieciowy model bazy danych

Belgia

BEF

40.33

francuski

flamandzki

nil



Mamy więc metodę wprowadzenia
dowolnej ilości języków obowiązujących
w danym państwie.

Sieciowy model bazy danych

Włochy

ITL

1936.27

Francja

FRF

6.55

Niemcy

DEM

1.95

Belgia

BEF

40.33

francuski

włoski

flamandzki

nil

Tablica

krajów

Tablica

języków

nil

Sieciowy model bazy danych



Wskaźniki wewnątrz bazy danych czyli
rekordy mogą odwoływać się do innych
rekordów



Dwa typy rekordów każdy przechowywany w
innej tablicy



Słowniki do przechowywania często
powtarzających się nazw.



Odnośniki – tzw. Klucze.



Pojęcie „nil” lub „puste” oznaczające koniec
listy

Sieciowy model bazy danych



Zalety

– wszystkie rekordy jednego typu,

powiązane z określonym rekordem innego
typu, można znaleźć bardzo szybko idąc
według wskaźników od rekordu
początkowego.



Wady

- bardzo ciężko wydobyć informację typu

w jakich krajach mówi się po francusku?

Sieciowy model bazy danych



Tego typu operację można przyspieszyć
poprzez stosowanie innych powiązanych list.



Powoduje to powstanie nadmiernie złożonej
struktury.



Pisanie aplikacji dla tego typu baz danych jest
bardzo złożone.

Hierarchiczny model baz danych

W systemie IMS firmy IBM z końca
lat 60-tych przedstawiono
hierarchiczny model bazy danych. W
modelu tym rozwiązanie problemu
powtarzalnych grup opiera się na
stosowaniu rekordów danych, które
są złożone z kolekcji innych
rekordów.

Hierarchiczny model baz danych



Model ten można porównać do zestawienia
materiałowego, (BOM – ang. Bill of Material),
które zastosowano w celu pokazania
złożoności produktu.



Samochód składa się z: nadwozia, podwozia,
silnika i czterech kół.



Silnik jest złożony z: cylindrów, głowicy i wału
korbowego



Itd.

Hierarchiczny model baz danych

Głowica

Wał korb.

Cylindry

Silnik

Nadwozie

Samochód

Podwozie

4 Koła

Hierarchiczny model baz danych



Hierarchiczny model bazy danych
wykorzystuje się do dziś.



Stosując ten model można zoptymalizować
przechowywanie danych i uczynić operację
poszukiwania odpowiedzi jeszcze bardziej
wydajną.



Np. pytając jaki samochód zawiera określoną
część?

Pytania do wykładu 1



Dlaczego bazy danych stanowią najważniejszą część

składową większości aplikacji?



Podaj przykład 3 programów zawierających bazy

danych.



Co to są dane stałe – podaj przykład?



Co to są dane zmienne – podaj przykład?



Co to jest kartotekowa baza danych?



Zaprojektuj przykładową kartotekową bazę danych?



Co to są powtarzające się grupy?



Czy problem powtarzających się grup można

rozwiązać za pomocą kartotekowych baz danych?



Co to jest strukturalny plik tekstowy – podaj przykład?



Jakie wady posiada strukturalny plik tekstowy?

Document Outline