Bazy danych

Baza danych (database) – magazyn danych – informacji powiązanych tematycznie, umożliwiający ich wyszukiwanie według zadanych kryteriów Baza danych składa się z jednej lub wielu tabel Tabela (table) – dwuwymiarowa struktura przechowująca dane dotyczące określonego tematu kolumny – atrybuty (pola), określony typ danych wiersze – rekordy

Funkcje zależne od użytkownika: tworzenie baz danych i tabel wyszukiwanie danych dodawanie i usuwanie danych czynności administracyjne Funkcje zależne od oprogramowania: zarządzanie fizycznymi zbiorami danych wykonywanie poleceń użytkownika prezentacja wyników operacji

Najczęściej spotykane typy baz danych Proste bazy danych o pojedynczej tabeli (np. Excel) Jednostanowiskowa baza biurowa (np. MS Access) Baza typu „klient-serer” – dostęp z wielu stanowisk (np. Oracle) Internetowa baza danych – dostęp z dowolnego komputera podłączonego do Internetu (np. mySQL) Bazy rozproszone

Baza typu „płaskiego” (flat file) – wszystkie dane w pojedynczej tabeli. Dane są umieszczane w rekordach o określonej strukturze, z polami o z góry określonej długości i typie Każdy rekord ma tą samą długość Rekordy nie muszą być posortowane Trudne wyszukiwanie – aby odszukać rekord trzeba przeszukać cały plik (struktura nieoptymalna)

Relacyjna baza danych - zbiór danych zawartych w wielu tabelach połączonych ze sobą relacjami (związkami) – jedna tabela dla każdego typu informacji optymalizacja dla dużej ilości danych szybsze wyszukiwanie

Zaleta systemu obsługi relacyjnych baz danych polega na zdolności do szybkiego wyszukiwania i kojarzenia informacji przechowywanych w odrębnych tabelach. Realizacja tego celu wymaga obecności w tabeli pola lub ich zestawu jednoznacznie identyfikującego każdy rekord zapisany w tabeli. Pole to lub ich zestaw nosi nazwę klucza podstawowego tabeli (primary key). Po zdefiniowaniu w tabeli klucza podstawowego, nie będzie można w jego pole wprowadzić wartości już istniejącej w tabeli ani wartości Null (pustej).

Najważniejsze typy klucza podstawowego: klucze podstawowe jednopolowe klucze podstawowe wielopolowe – gdy żadne z pól nie gwarantuje, że wartości w nim zawartych będą unikatowe klucze typu „autonumeracja” – licznik zwiększany automatycznie przy dodawaniu nowego rekordu

Pole indeksowane – przyspiesza wyszukiwanie i sortowanie tabeli wg. indeksowanego pola klucz podstawowy jest zawsze indeksowany niektóre pola nie mogą być indeksowane z uwagi na typ pola indeksy przyspieszają wyszukiwanie, ale mogą też powodować spowolnienie aktualizacji dużych rekordów nie należy stosować indeksu, jeśli indeksowane pola nie są używane do wyszukiwania, sortowania lub sprzężenia usunięcie indeksu nie powoduje usunięcia pola ani danych wprowadzonych w polu

Pola unikatowe (unique): system bazy danych sprawdza, czy zawartość pola nie pokrywa się z już istniejącymi rekordami niemożliwe jest wprowadzenie dwóch rekordów o identycznej zawartości pola unikatowego klucz podstawowy jest z definicji polem unikatowym Pola niepuste (not null) system bazy danych sprawdza, czy pole posiada zawartość, zapobiega wprowadzeniu rekordu z polem pustym, jeżeli pole to ma atrybut not null klucz podstawowy jest z definicji polem niepustym

Relacje opisują sposób powiązania informacji zawartych w wielu tabelach. Relacja – związek ustanowiony pomiędzy wspólnymi polami (kolumnami) w dwóch tabelach Relacja działa poprzez dopasowanie danych w polach kluczowych — zwykle są to pola o tej samej nazwie w obu tabelach. W większości przypadków dopasowywane pola to klucz podstawowy z jednej tabeli, który dostarcza unikatowego identyfikatora dla każdego rekordu, oraz klucz obcy w drugiej tabeli.

Relacja pomiędzy tabelami „jeden do wielu” (one-to-many): rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli B, ale rekord w tabeli B ma tylko jeden dopasowany rekord w tabeli A najczęściej występujący typ relacji

Relacja pomiędzy tabelami „wiele do wielu” (many-to-many) o Rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli B i tak samo rekord w tabeli B może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli A. o Jest to możliwe tylko przez zdefiniowanie trzeciej tabeli (nazywanej tabelą łącza), której klucz podstawowy składa się z dwóch pól — kluczy obcych z tabel A i B. o Relacja wiele-do-wielu jest w istocie dwiema relacjami jeden-do-wielu z trzecią tabelą.

Relacja pomiędzy tabelami „jeden do jednego” (one-to-one) o W relacji jeden-do-jednego każdy rekord w tabeli A może mieć tylko jeden dopasowany rekord z tabeli B, i tak samo każdy rekord w tabeli B może mieć tylko jeden dopasowany rekord z tabeli A. o Ten typ relacji spotyka się rzadko, ponieważ większość informacji powiązanych w ten sposób byłoby zawartych w jednej tabeli. Relacji jeden-do-jednego można używać do podziału tabeli z wieloma polami, do odizolowania długiej tabeli ze względów bezpieczeństwa, albo do przechowania informacji odnoszącej się tylko do podzbioru tabeli głównej.

Etap 1 – Określenie celu, jakiemu ma służyć baza danych: o jakich informacji ma dostarczyć baza danych o jakie zagadnienia będą analizowane w bazie (tabele) o jakie informacje mają określać każde zagadnienie (pola w tabelach) o konsultacja z przyszłymi użytkownikami bazy danych o naszkicować wzory raportów, które powinna wytwarzać o zgromadzić formularze do wpisywania danych, które są używane obecnie o zapoznać się z działaniem dobrze zaprojektowanych baz danych, podobnych do tej, która ma być utworzona

Etap 2 –Określenie tabel, które są potrzebne w bazie danych: o tabela nie powinna zawierać powtarzających się informacji, a informacje nie powinny powtarzać się w różnych tabelach – dane wystarczy aktualizować w jednym miejscu o każda tabela powinna zawierać informacje tylko na jeden temat – dane na temat jednego zagadnienia można przetwarzać niezależnie od danych dotyczących innych zagadnień

Etap 3 – Określenie pól, które są potrzebne w tabelach: o należy powiązać każde pole bezpośrednio z zagadnieniem, którego dotyczy tabela o nie należy wprowadzać danych pośrednich lub obliczonych (danych, które są wynikiem wyrażenia) o należy uwzględnić wszystkie potrzebne informacje o informacje należy przechowywać w możliwie najmniejszych jednostkach logicznych (na przykład Imię oraz Nazwisko, a nie Dane personalne)

Etap 4 – Przypisanie polom jednoznacznych wartości w każdym rekordzie Aby program bazy danych mógł powiązać informacje przechowywane w różnych tabelach, każda tabela w bazie danych musi zawierać pole lub zbiór pól, które jednoznacznie określają każdy rekord. Takie pole lub zbiór pól nazywany jest kluczem podstawowym. Klucz podstawowy (primary key) – jedno lub więcej pól, których wartości w sposób jednoznaczny identyfikują dany rekord w tabeli. Klucz podstawowy nie może być pusty (NULL) i zawsze musi mieć indeks unikatowy

Etap 5 – Określenie relacji między tabelami o Po podzieleniu danych na tabele i zdefiniowaniu pól kluczy podstawowych trzeba określić sposób poprawnego łączenia powiązanych danych w logiczną całość. o W tym celu definiuje się relacje między tabelami w bazie danych.

Etap 6 – Wprowadzenie danych i utworzenie innych obiektów bazy danych Zakończenie etapu projektowego: o sprawdzenie projektu i wykrycie ewentualnych usterek Po zakończeniu etapu projektowego należy: o utworzyć bazę danych i tabele o wprowadzić dane do bazy o utworzyć potrzebne formularze, strony dostępu do danych, skrypty i moduły

Etap 7 – Testowanie i udoskonalanie bazy danych o praktyczna weryfikacja projektu o sprawdzenie poprawności wyników zapytań o testowanie szybkości działania bazy o optymalizacja i reorganizacja bazy, ew. poprawa projektu i utworzenie bazy od nowa o testowanie z udziałem użytkowników bazy – serwis

Optymalizacja tabel pod kątem ich wydajności o Należy projektować tabele bez danych nadmiarowych o Należy wybierać odpowiednie typy danych dla każdego z pól. Podczas definiowania danego pola, należy wybrać typ danych wymagający możliwie najmniej pamięci i odpowiedni dla danych przechowywanych w polu o Należy tworzyć indeksy dla pól, które są sortowane, sprzęgane lub dla których ustawiane są kryteria o Zbyt duża liczba indeksów spowalnia działanie bazy

Przy podejmowaniu decyzji, jakiego typu danych użyć w polu tabeli, należy uwzględnić następujące czynniki: o Jakie wartości będą dozwolone dla pola? o Ile miejsca będą mogły zajmować dane przechowywane w polu? o Jakie operacje będą wykonywane na wartościach w polu? o Czy wartości w polu będą sortowane lub indeksowane? o Czy pole będzie używane do grupowania rekordów w kwerendach lub raportach? o W jaki sposób wartości pola będą sortowane?

Scena – baza danych na której należy precyzyjnie określić role aktorów o zespół projektantów o zespół lub zespoły programistów aplikacji bazodanowych o administrator systemu – zapewnia niezawodne środowisko dla pracy aplikacji bazodanowych o administrator bazy danych – dba o bezpieczeństwo baz danych, odtwarza bazy danych po awarii, nadaje uprawnienia użytkownikom o użytkownicy baz danych (działy: księgowości, marketingu, spraw kadrowych i zatrudnienia, płac, sprzedaży, produkcji, transportu itp.)