Ukládání dat aneb kam s nimi? souborová—databázová koncepce

1. Ukládání datanebkam s nimi?souborová—databázová koncepce

2. Souborová koncepce • Data jsou uložena v izolovaných souborech. • S každým souborem pracuje určitá aplikace • Možné operace: • Vytvořit, otevřít, zavřít, zrušit • Čtení souboru • Zápis do souboru, úpravy • Vytvoření kopií a verzí souboru

3. Souborová koncepce – výhody • Jednoduché pořízení (nahrajeme do adresáře) • Snadné naplnění (kopírování mezi složkami) • Pocit přehlednosti (při menší velikosti data přehlédneme, při větším počtu – viz nevýhody)

4. Souborová koncepce – nevýhody • Redundance(1 údaj obsažen 2× i víckrát) • Nekonzistence dat (2 kopie téhož nejsou stejné) • Obtížnost přístupu k datům (každý požadavek uživatele vyžaduje nový program) • Obtížné vyhledávání (pokud si myslíme, že si pamatujeme, kde co máme, není to pravda)

5. Souborová koncepce – nevýhody • Izolace dat (data jsou v různých izolovaných souborech různých formátů). • Problémy s více uživateli (aktualizace dat více uživateli vede k nekonzistenci). • Problémy s ochranou dat (je obtížné zajistit utajení dat před neoprávněným přístupem).

6. Souborová koncepce – nevýhody • Problémy s integritou dat (data nemají žádná pravidla – integritní omezení). • Nízké prostředky pro vytváření vazeb mezi záznamy souborů.

7. Databáze • Soubor informací, tvořený znaky, čísly, řetězci apod. • Struktura databáze umožňuje vyhledávání dat pomocí počítačových systémů • Data jsou centrálně strukturovaná • Data definována podle schématu • Existuje nezávisle na aplikačních programech

8. Databáze obsahuje • Datové prvky (záznam elementárních hodnot) • Vztahy mezi prvky (datové struktury) • Integritní omezení (podmínky) • Schéma (popis dat pro uživatele)

9. Databáze – výhody • Nezávislost na programech • Efektivní přístup k datům • Zkrácený vývoj aplikací • Zajištěna integrita dat

10. Databáze – výhody • Zajištěna ochrana dat • Řízená správa dat a transakcí s nimi • Možnost přístupu více uživatelů • Opravy chyb a zotavení

11. Databáze – výhody jinak • Perzistence – data nezávislá na programech • Sdílení– k datům může více uživatelů • Integrita – konzistence dat, integrita (podmínky) • Autorizace – řízení přístupových práv • Neredundance – údaje se v databázi zbytečně neopakují • Nezávislost – programy nejsou závislé na uložení dat

12. SŘBD • Systém řízení báze dat • Centrální správa databáze • Obecný sw systém pro řízení sdíleného přístupu k databázi • Zajišťuje bezpečnost • Zajišťuje integritu uložených dat

13. DataBázový Systém – DBS DataBáze + Systém Řízení Báze Dat DB + SŘDB = DBS SŘBD

14. Metadata • Údaje doplňující uložená data • „Data o datech“ • Příklad: • EXIF údaje o fotografii nebo grafice

15. Metadata – znak v tabulce • Příklad definice znaku áv tabulce Vyhledávání podle metadat (popis znaku) Vyhledávání podle pozice v tabulce (pořadové číslo)

16. Metadata – znak v tabulce Vyhledávání podle metadat (popis znaku) Vyhledávání podle pozice v tabulce (pořadové číslo)

17. Typy dat • Text, kombinace text + číslo bota č. 7 • Numerický 12345 • Datový 12. ledna • Logický ano–ne • Automatické číslo (počítadlo) 1,2,3… • Poznámka kouše • Objekt (např. tabulka z Excelu) *.xls • Hypertextovýodkaz www.bivs.cz

18. Data Položka

19. Záznam, věta JiriHasek 25 pozic 25 pozic

20. Druhy databázových systémů • Hierarchický model • Síťový model • Relační databázový systém • Objektově orientovaný • Multidimenzionální databáze OLAP • Datové sklady

21. Záznam • Student s osobním číslem složil v kurzu zkoušku dne a s výsledkem…

22. Hierarchický model • Seřazení podle názvu kurzu

23. Hierarchický model • Historicky nejstarší • Vychází z přirozeného uspořádání • Stromová struktura (rodokmen) • Vztah označen 1 : N • Rodiče mohou mít 0 až n dětí • Dítě může mít jen jedny rodiče • Nevýhoda – redundance dat

24. Síťový model

25. Síťový model • Zobecnění hierarchického modelu • Vztah 1 : N, navíc i M : N • Př.: Autor – Nakladatelství • Jeden autor vydává knihy ve více nakladatelstvích • Jedno nakladatelství vydává knihy více autorů • Nevýhoda: náročná realizace a aktualizace

26. Relační model Student Zkouška v kurzu Vztahy

27. Relační databáze • Nejpropracovanější • Základem jsou relace – dvourozměrné tabulky s pojmenovanými sloupci • Pořadí sloupců je libovolné • Nevýhoda • Větší počet přístupů do paměti – pomalejší • Výhoda • Snížení objemu dat, možnost deduplikace

28. Relační databáze • Ukládají data do oddělených tabulek • Zajišťuje to rychlost a flexibilitu. • Tabulky popisují nějakou část reálného světa

29. Relační databáze • Předměty zachycované tabulkami mohou být spolu v nějakém vztahu. • I jednotlivé vztahy mezi tabulkami jsou reprezentovány tabulkami • Na tabulky i na vztahy mezi nimi se dá pohlížet jako na relace.

30. Relační databáze • Výhoda v jednoduchostí – vše je uloženo v tabulkách, tabulky mají sloupce, v každém sloupci jsou data určitého typu • Jednoduchost relací je ve složitých aplikacích problém • Komplikované úlohy se pod relačními databázemi implementují velice těžko

31. Objektový model • Neodděluje data a funkce • Od konce 90. let • Vhodný pro data se složitou strukturou (text, text s odkazy, obrázky, video, zvukové záznamy) • Vyžaduje nový způsob ukládání dat a obsluhu transakcí* * Transakce je posloupnost akcí (čtení, zápis, výpočet) ,se kterou se zachází jako s jedním celkem. Např. dotaz v SQL

32. Objektový model – vlastnosti • Plná podpora objektů • Zapouzdření • Dědičnost • Polymorfizmus • Jednoznačná identifikace objektu • Reference mezi objekty

33. Zapouzdření • Zajišťuje, aby jeden objekt se nemohl dostat k vnitřnímu obsahu jiného objektu (pouzdro) • Zabraňuje tak nekonzistenci • Každý objekt zpřístupňuje rozhraní s nímž pracuje – jiná možnost není

34. Dědičnost • Objekty organizovány ve stromové struktuře • Možnost, aby jeden objekt byl potomkem jiného objektu • Dědí jeho schopnosti, k nimž přidává vlastní rozšíření • Implementace rozdělením objektů do tříd, každý objekt je instancí nějaké třídy • Každá třída může dědit od jiné třídy

35. Instance třídy • Instance třídy je konkrétní datový objekt v paměti odvozený z nějakého vzoru (třídy) • Objekt představuje základní stavební prvek objektově orientovaného programování. • Každý takový objekt má své vlastní atributy a metody podle vzoru (třídy). • Instance bývá obvykle vytvořena pomocí konstruktoru a klíčového slova new.

36. Polymorfizmus • Objekt se chová podle toho, jaké třídy je instancí • Chování se liší podle implementace • Různá struktura dat i metod

37. Integrita • Podmínka, kterou omezujeme možné hodnoty atributů, nebo možné manipulace se záznamy, které existují ve vazbě k záznamům jiné tabulky • Příklad: • V tabulce je uvedeno pohlaví. • Omezení určuje, že v položce je uvedenobuď muž nebo žena

38. StructuredQueryLanguage – SQL • Sada příkazů pro ovládání databází • První byl SEQUEL (StructuredEnglishQueryLanguage) – syntaktická tvorba příkazů co nejblíže angličtině • SQL součástí všech relačních databázových systémů (Progres, INFORMIX, SyBase, Oracle)

39. StructuredQueryLanguage – SQL V rámci tohoto standardu byly definovány následující podskupiny • DML – Data ManipulationLanguage(Příkazy pro manipulaci s daty) • DDL – Data DefinitionLanguage(Příkazy pro definici struktury databáze) • DCL – Data ControlLanguage(Příkazy pro řízení dat)

40. SQL příkazy • Příkazy pro manipulaci s daty (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, …) • Příkazy pro definici dat (CREATE, ALTER, DROP …) • Příkazy pro řízení přístupových práv (GRANT, REVOKE) • Příkazy pro řízení transakcí (START TRANSACTION, COMMIT, ROLLBACK) • Ostatní nebo speciální příkazy

41. Manipulace s daty • SELECT – výběr, seskupení, řazení dat • INSERT – vložení dat do tabulek databáze • UPDATE – změna dat tabulek databáze • DELETE – smázení dat tabulek databáze

42. Definice struktury databáze • CREATE – vytváří v databázi nový objekt, vazbu mezi tabulkami • ALTER – mění objekty databáze (strukturu databáze, schéma) • DROP – ruší objekty v databázi

43. Řízení přístupových práv • GRANT – přiřazuje konkrétnímu uživateli přístupová práva k datům • REVOKE – odebírá konkrétnímu uživateli přístupová práva

44. Řízení dat • START TRANSACTION– začátek transakce • COMMIT – potvrzení transakce • ROLLBACK – pokud během transakce vznikla chyba, příkaz vrátí databázi do stavu před spuštěním transakce

45. OLAP • Online AnalyticalProcessing • Vznik roku 1993, autorem E. F. Codd, otec relačních databází. • OLAP databáze – odpovědi na komplexní dotazy pracující s více dimenzemi • Umožňuje uspořádat velké objemy dat

46. OLAP • Základem je tvorba dotazů a sestav • Zpracovávají data z klasických databází • Vytváří vícerozměrné struktury („kostky“) • Nabízejí pohled na data z mnoha perspektiv: • Příklad: kolik jsme prodali praček v regionu západních Čech za poslední čtvrtletí?

47. OLAP • Vhodné pro analýzu komplexních vazeb mezi daty. • OLAPdatabáze jsou pro analýzu dat výhodnější než klasické relační databáze OTLP • Ukládají data tak, že předpočítávajíagregace (shlukují data)

48. OLAP • Obsahují dva základní typy dat: • Míra – čísla, hodnoty (náklady, výnosy, zisky, ztráty, prodeje, počty reklamací…) • Průměr a množství – používají se ke zpracování údajů (měr) • Zpracování obvykle pomocí Business Intelligence

49. ROLAP • Struktura s agregačními tabulkami přímo v relační databázi, • Mluvíme o tzv. ROLAPu (relationalOLAP)

50. MOLAP, HOLAP • MOLAP (multidimensionalOLAP). • Vytváří vlastní proprietární soubory, pak se jedná o MOLAP • HOLAP(hybrid OLAP) • „Střední cesta“, data zůstávají v relační databázi a zvlášť jsou uloženy agregace a metadata.