Bazy danych

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 zlogicznie powiązanych danych oraz oprogramowania wyspecjalizowanego do ich gromadzenia iprzetwarzania. 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 Elementy systemów baz danych: • dane, • infrastruktura techniczna (sprzęt komputerowy w tym elementy sieci komputerowej), • oprogramowanie (realizujące funkcje SZBD ioprogramowanie użytkowe), • procedury pracy z bazą danych, • człowiek. Bazy danych

6. Relacyjny model danych (RDBMS): • Wszystkie dane w bazie relacyjnej przedstawiane są wformie 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 wporządku zupełnie dowolnym – nie musi on odzwierciedlać ani kolejności ich wprowadzania, anikolejności 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, arekord 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 wtabeli 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 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 65 536 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 64 000 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 wramach 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 winnych tabelach. • Obcy – Jedno lub większa liczba atrybutów tabeli (kolumn), które odwołują się do kolumny lub kolumn klucza podstawowego winnej 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 zkolumnami typu Liczba całkowita długa). • Obie tabele należą do jednej bazy danych programu Microsoft Access. Bazy danych

22. Więzy integralności • 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. Przy stosowaniu więzów integralności obowiązują następujące reguły: 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