Bazy danych.

Prezentacja na temat: "Bazy danych."— Zapis prezentacji:

1 Bazy danych

2 Agenda Baza danych Systemem zarządzania bazą danych
Przetwarzanie danych Elementy systemów baz danych Relacyjny model danych (RDBMS) Związki między wartościami tabel Atrybuty relacji Reguły poprawności Klucze Więzy integralności Normalizacja Bazy danych

3 Baza danych Baza danych – zbiór informacji, który składa się z logicznie powiązanych danych oraz oprogramowania wyspecjalizowanego do ich gromadzenia i przetwarzania. Oprogramowanie to nazywane jest „Systemem zarządzania bazą danych” SZDB (DBMS – Database management system). Bazy danych

4 Systemem zarządzania bazą danych
SZBD (DBMS) zapewnia metody dostępu do danych. Pozwala on na definiowanie struktury bazy i działania na danych. Do zadań SZBD należą: operacje na danych (wprowadzanie, usuwanie, aktualizacja, wyszukiwanie, prezentacja i inne), kontrola spójności informacji (integralności danych), kontrola dostępu (w tym mechanizmy pracy w sieci), implementacja mechanizmów zabezpieczania danych (w tym kopie zapasowe i odtwarzanie). Bazy danych

5 Elementy systemów baz danych
dane, infrastruktura techniczna (sprzęt komputerowy w tym elementy sieci komputerowej), oprogramowanie (realizujące funkcje SZBD i oprogramowanie użytkowe), procedury pracy z bazą danych, człowiek. Bazy danych

6 Relacyjny model danych (RDBMS):
Wszystkie dane w bazie relacyjnej przedstawiane są w formie dwuwymiarowych tabel. Każda tabela zawiera zero lub więcej wierszy i jedną lub więcej kolumn. Kolumny nazywane są atrybutami relacji, a ich liczba jest stała i określa stopień relacji. Wiersze nazywane są krotkami, a ich liczba jest zmienna i określa liczebność relacji. Na każdy wiersz składają się jednakowo ułożone kolumny wypełnione wartościami, które z kolei w każdym wierszu mogą być inne. Bazy danych

7 Relacyjny model danych (RDBMS):
Wszystkie wartości danych oparte są na prostych typach danych. Wszystkie wartości w kolumnie muszą być tego samego typu. Dane w tabelach są skalarne (niepodzielne). Po wprowadzeniu danych do bazy możliwe jest porównywanie wartości z różnych kolumn, zazwyczaj również z różnych tabel, i scalanie wierszy, gdy pochodzące z nich wartości są zgodne. Umożliwia to wiązanie danych. Związki między tabelami są określane przez wartości. Bazy danych

8 Relacyjny model danych (RDBMS):
Wynikiem operacji na danych jest tabela. Wszystkie operacje wykonywane są w oparciu o logikę, bez względu na położenie wiersza tabeli. Wiersze w relacyjnej bazie danych przechowywane są w porządku zupełnie dowolnym – nie musi on odzwierciedlać ani kolejności ich wprowadzania, ani kolejności ich przechowywania. Kolejność kolumn w relacji nie jest istotna. Bazy danych

9 Relacyjny model danych (RDBMS):
Relacja nie może zawierać powtarzających się wierszy. Z braku możliwości identyfikacji wiersza przez jego pozycję pojawia się potrzeba obecności jednej lub więcej kolumn niepowtarzalnych w granicach całej tabeli, pozwalających odnaleźć konkretny wiersz. Kolumny te określa się jako "klucz podstawowy" (primary key) tabeli. Bazy danych

10 Związki między wartościami tabel
1:N — najbardziej powszechnym typem związku jest relacja jeden-do-wielu. W związku jeden-do-wielu 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. Bazy danych

11 Związki między wartościami tabel
1:1 — w związku jeden-do-jednego każdy rekord w tabeli A może mieć tylko jeden pasujący rekord w tabeli B, a rekord w tabeli B może mieć tylko jeden pasujący rekord w tabeli A. Związek tego typu jest rzadko spotykany, ponieważ większość informacji tak powiązanych znajdowałaby się w jednej tabeli. Bazy danych

12 Związki między wartościami tabel
M:N — w związku wiele-do-wielu rekord w tabeli A może mieć wiele pasujących rekordów w tabeli B, a rekord w tabeli B może mieć wiele pasujących rekordów w tabeli A. Realizacja tego typu związku możliwa jest tylko przez zdefiniowanie trzeciej tabeli (nazywanej tabelą sprzęgającą), której klucz podstawowy składa się z dwóch pól — kluczy obcych z obydwu tabel, A oraz B. Związek wiele-do-wielu to w rzeczywistości dwie relacje jeden-do-wielu z trzecią tabelą. Bazy danych

13 Przykłady diagramów E/R (Encji/Relacji)
Bazy danych

14 Terminologia Określenie formalne Określenie potoczne relacja lub encja
tabela krotka rekord lub wiersz atrybut kolumna stopień tabeli liczba kolumn liczebność tabeli liczba wierszy dziedzina zbiór dopuszczalnych wartości pola Bazy danych

15 Terminologia Bazy danych

16 Atrybuty relacji Typy danych
Typ danych pola – cecha pola, która określa, jaki rodzaj danych może być w nim przechowywany Tekst Tekst lub kombinacja tekstu i liczb, na przykład w adresie. Również liczby, na których nie są przeprowadzane obliczenia, takie jak numery telefonów, numery katalogowe i kody pocztowe. Przechowuje do 255 znaków. Właściwość FieldSize określa maksymalną liczbę znaków, które można wprowadzić. Nota Długie teksty i liczby, na przykład notatki i opisy. Przechowuje do znaków. Liczba Dane liczbowe, na których są przeprowadzane obliczenia matematyczne, z wyjątkiem obliczeń walutowych (należy użyć typu Waluta). Przechowuje 1 bajt, 2 bajty, 4 bajty lub 8 bajtów. Konkretny rodzaj typu Liczba jest definiowany przez właściwość FieldSize. Data/Godzina Stosowany dla dat i godzin. Przechowuje 8 bajtów. Bazy danych

17 Atrybuty relacji Waluta
Stosowany dla wartości walut i w celu zapobiegania zaokrąglaniu podczas obliczeń. Przechowuje 8 bajtów. Autonumerowanie Unikatowe sekwencje (o przyroście równym 1) lub liczby losowe wstawiane automatycznie podczas dodawania rekordu. Przechowuje 4 bajty Tak/Nie Pola zawierające tylko jedną z dwóch możliwych wartości, na przykład Tak/Nie, Prawda/Fałsz, Wł/Wył. Wartości Null nie są dozwolone. Przechowuje 1 bit. Obiekt OLE Stosowany dla obiektów OLE (na przykład dokumentów Microsoft Word, arkuszy kalkulacyjnych Microsoft Excel, obrazów, dźwięków lub innych danych binarnych) utworzonych w innych programach przy pomocy protokołu OLE. Maksymalnie 1 gigabajt (ograniczeniem jest też miejsce na dysku). Hiperłącze Stosowany dla hiperłączy. Przechowuje do znaków. Bazy danych

18 Reguły poprawności Pozwalają zdefiniować regułę ograniczającą zakres akceptowanych wartości. Są one stosowane przy każdym dodawaniu lub edycji danych. Można zdefiniować dwa rodzaje reguł sprawdzania poprawności: reguły sprawdzania poprawności pola i reguły sprawdzania poprawności rekordu. Reguła sprawdzania poprawności pola jest używana do sprawdzania wartości wprowadzonej do pola w momencie opuszczania pola przez użytkownika. Można na przykład jako regułę sprawdzania poprawności dla pola Liczba zdefiniować kryterium ">=10 i <=100", aby dopuścić wprowadzanie wartości tylko z zakresu od 10 do 100. Bazy danych

19 Reguły poprawności Reguła sprawdzania rekordu kontroluje możliwość zapisania całego rekordu. W odróżnieniu od reguł sprawdzania pola reguły sprawdzania rekordów mogą się odwoływać do innych pól w tej samej tabeli. Jest to przydatne, kiedy trzeba porównać wartości w różnych polach. Na przykład: można zdefiniować kryterium "[DataDostawy]<=[DataZamówienia]+30" jako regułę sprawdzania poprawności dla tabeli Zamówienia. Ta reguła gwarantowałaby, że data wprowadzona do pola DataDostawy mieści się w przedziale 30 dni od daty w polu DataZamówienia. Bazy danych

20 Klucze Kandydujący – zbiór atrybutów (kolumn) tabeli, spełniający dwie cechy: kombinacja wartości w tych kolumnach jest unikalna w ramach całej tabeli oraz spośród kolumn klucza kandydującego nie można wybrać podzbioru kolumn, który również zapewnia unikatowość wierszy w tabeli (jak czyni to pełny zestaw kolumn). Główny (podstawowy) – jedno lub większa liczba atrybutów (kolumn), których wartości jednoznacznie identyfikują każdy rekord w tabeli. Klucz podstawowy nie dopuszcza wartości Null. Klucz podstawowy służy do wiązania tabeli z kluczami obcymi w innych tabelach. Obcy – Jedno lub większa liczba atrybutów tabeli (kolumn), które odwołują się do kolumny lub kolumn klucza podstawowego w innej tabeli. Klucz obcy wskazuje, w jaki sposób tabele są powiązane. Bazy danych

21 Więzy integralności System reguł zapewniający poprawność związków między rekordami tabel powiązanych uniemożliwiający przypadkowe usunięcie lub zmianę powiązanych danych. Więzy integralności wymagają spełnienia poniższych warunków: Pole w tabeli podstawowej jest kluczem podstawowym lub ma indeks unikatowy. Powiązane pola mają ten sam typ danych. (Wyjątkowo, kolumny typu Autonumerowanie mogą być powiązane z kolumnami typu Liczba całkowita długa). Obie tabele należą do jednej bazy danych programu Microsoft Access. Bazy danych

22 Więzy integralności Przy stosowaniu więzów integralności obowiązują następujące reguły: W kolumnie klucza obcego w tabeli sprzężonej nie można wprowadzać wartości nieistniejących w polu klucza podstawowego tabeli podstawowej. W tabeli podstawowej nie można usunąć rekordu, jeśli istnieją powiązane z nim rekordy w tabeli sprzężonej. W tabeli podstawowej nie można zmienić wartości klucza podstawowego, jeśli istnieją powiązane z nim rekordy. Bazy danych

23 Normalizacja Podstawowe wymagania wobec struktury danych:
Brak redundancji. Brak anomalii istnienia, modyfikacji, wstawiania i usuwania. Warunki te osiąga się poprzez podział na tabele tak, by spełnić wymagania trzeciej postaci normalnej. Pierwsza postać normalna – każdy element tabeli musi być niepodzielny (jednego z prostych typów, np. nie tablica wartości, nie wskaźnik). Druga postać normalna – każda kolumna zależy funkcyjnie od całego klucza głównego (a nie np. od części klucza). Trzecia postać normalna – kolumny są w zależności funkcyjnej jedynie od klucza głównego, nie ma takiej zależności między innymi kolumnami. Bazy danych