سيستم بانک اطلاعاتی Data Base System

1. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

2. سيستم بانک اطلاعاتیData Base System مدرس: حسن ، علی اکبر پور دانشکده فنی- دانشگاه آزاد اسلامی لاهيجان ٍE-Mail: HALIAKBARPOUR@GMAIL.COM مدرس : حسن ، علي اكبرپور

3. عناوين: • عناصر اصلی سيستم بانك اطلاعاتي • معماری سيستم بانك اطلاعاتي • نمودار ER • نمودار EER • مزايای سيستم بانک اطلاعاتی • ساختارهای داده ای • دستورات SQL • انواع جداول • جامعيت بانک اطلاعاتی • قانون جامعيت ارجاعی • تراکنش • نرمال سازی مدرس : حسن ، علي اكبرپور

4. مراجع درس :1- An Introduction to Database Systems , 8th Edition , by C. J. Date , 2004 Addison-Wesley2-مقدمه اي بر پايگاه داده ها- دكتر سيدمحمدتقي روحاني رانكوهي–ويرايش دوم 1383 3- بانك هاي اطلاعاتي – محمدرضا مقسمي4- بانك هاي اطلاعاتي از C.J. Date مترجم : جعفرنژاد قمي ويرايش هشتم5- Database System Concepts by Korth and Silbershatz 4th Edition 2002 مدرس : حسن ، علي اكبرپور

5. مقدمه:امروزه بيش از هر زمان بحث در مورد يك سازمان و تشكيلات، وابسته بهدانستن داده ها و اطلاعات، مديريت داده ها و تصميم گيری ها خواهد بود . بدون داشتن مديريت ، ارزش داده و اطلاعات نامفهوم می باشد . هدف ما در اين درس حفظ ارزشداده ها وگرفتن اطلاعات مفيد از داده ها می باشد . سيستم‌ ذخيره و بازيابي اطلاعات در معناي عام : هر سيستمي كه به كاربر برنامه‌ساز يا نابرنامه‌ساز ، امكان دهد تا اطلاعات خود را ذخيره، بازيابي و پردازش كند. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

6. تاريخچه و مفاهيم اوليه نسلهاي ذخيره و بازيابي اطلاعات • نسل اول نسل فايلهاي ساده ترتيبي در اين نسل رسانه خارجي معمولاً نوار بوده است. اين نسل را مي‌توان نسل بي‌نرم‌افزار واسط نيز ناميد. مشخصات كلي اين نسل عبارتند از : • 1ـ ساختار فايلها ترتيبي است. • 2ـ ساختار فيزيكي همان ساختار منطقي فايل است. • 3ـ تنها روش پردازش فايلها، پردازش يكجا يا دسته‌اي (Batch Processing) است. • 4ـ نرم‌افزار تنها عمليات ورودي/ خروجي را انجام مي‌دهد. نرم‌افزار واسطي براي مديريت پردازش فايلها وجود ندارد. • 5ـ طراحي ساختار فيزيكي فايلها هم، برعهده كاربر است. • 6ـ هرگونه تغيير در ساختار داده‌ها و يا رسانه‌هاي ذخيره‌سازي سبب بروز تغيير در برنامه و بازنويسي و كامپايل آن مي‌شود. • 7ـ داده‌ها براي كاربرد خاصي طراحي و سازماندهي مي‌شوند. • 8ـ اشتراك داده‌ها (Data Sharing) مطرح نيست. • 9ـ تكرار در ذخيره‌سازي داده‌ها در بالاترين حد است. • 10ـ براي انجام عمليات بهنگام‌سازي، الزاماً فايل ديگري ايجاد و تغييرات را در آن وارد كرده، نسخه قديمي را به عنوان «فايل پدر» نگهداري مي‌كنند و به اين دليل نسخه‌هاي متعددي از يك فايل نگهداري مي‌شوند. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

7. نسل دوم نسل شيوه‌هاي دستيابي ‌ • اين نسل را بايد نسل شيوه‌هاي دستيابي (Access Methods) ناميد. مهمترين ويژگي اين نسل را بايد پيدايش نرم‌افزارهاي موسوم به «شيوه‌هاي دستيابي» و همچنين ايجاد رسانه‌هاي با دستيابي مستقيم (يعني ديسك) دانست. • نرم‌افزار شيوه دستيابي، نرم‌افزاري است كه به جنبه‌هاي فيزيكي محيط ذخيره‌سازي و عمليات در اين محيط مي‌پردازد. به نحوي كه ديگر برنامه كاربر نيازي به پرداختن به اين جنبه‌ها را ندارد. • مشخصات اين نسل عبارتند از :‌ • 1ـ نرم‌افزار واسط براي ايجاد فايلها با ساختارهاي گوناگون بين برنامه‌هاي كاربردي و محيط ذخيره‌سازي وجود دارد. • 2ـ امكان دستيابي ترتيبي و مستقيم به ركوردها (نه فيلدها) وجود دارد. • 3ـ پردازش در محيط‌هاي بلادرنگ (Real Time) و برخط (On – Line) بسته به نوع سيستم عامل مي‌تواند انجام شود. • 4ـ ساختار فيزيكي و ساختار منطقي فايلها از يكديگر جدا هستند ولي نه تا حدي كه برنامه‌هاي كاربردي از محيط فيزيكي ذخيره‌سازي مستقل شوند. • 5ـ تغيير در رسانه‌هاي ذخيره‌سازي بر روي برنامه‌هاي كاربردي تاثير چندان ندارد. • 6ـ هنوز امكان بازيابي براساس چندين كليد وجود ندارد. • 7ـ ايمني و حفاظت داده‌ها مطرح بوده ولي روشهاي تامين امنيت و حفاظت ابتدايي هستند. • 8ـ داده‌ها همچنان براي كاربردهاي خاص طراحي و ذخيره‌سازي مي‌شوند. • 9ـ تكرار ذخيره‌سازي هنوز در حد نسبتاً بالايي وجود دارد. • 10ـ براي پياده‌سازي فايل با ارتباط خاصي بين انواع ركوردها (مثلاً ارتباط سلسله مراتبي) خود برنامه‌ساز بايد ارتباطات را در برنامه‌اش بسازد. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

8. نسل سوم سيستم مديريت داده‌ها • در اين نسل نرم‌افزاري كاملتر از نرم‌افزار دستيابي به عنوان واسط بين برنامه‌هاي كاربردي و فايلهاي محيط فيزيكي طراحي و ايجاد شد. در اين نسل دريافتند كه مي‌توان برنامه‌هاي كاربردي را در قبال رشد فايلها (File Growth) مثلاً افزودن يك فيلد به يك نوع ركورد از يك فايل مصون نگاه داشت. تا قبل از اين نسل برنامه‌هاي كاربردي فقط در قبال تغييرات سخت‌افزاري و رشد كمي فايلها (يعني افزايش حجم داده‌هاي فايل) مصون بودند. مشخصات كلي اين نسل عبارتند از :‌ • 1ـ نرم‌افزار نسبتاً پيچيده‌اي به نام سيستم مديريت داده‌ها واسط بين برنامه كاربردي و محيط فيزيكي ذخيره‌سازي است. • 2ـ فايلهاي منطقي متعددي مي‌توانند از داده‌هاي فيزيكي مشترك بهره‌برداري كنند و اين فايلها مي‌توانند به هم مرتبط باشند. • 3ـ ميزان تكرار ذخيره‌سازي كاهش يافته است. • 4ـ داده‌هاي مشترك در كاربردهاي متنوع به كار مي‌روند. • 5ـ صحت داده‌هاي ذخيره شده تا حدي تامين مي‌شود. • 6ـ نشاني‌دهي به داده‌ها در سطح فيلد يا گروهي از فيلدها امكان‌پذير است. • 7ـ تسهيلاتي براي پردازش فايلها پيش‌بيني شده است. • 8ـ بازيابي به كمك چند كليد (Multikey Retrieval) امكان‌پذير است. • 9ـ تركيبي از انواع ساختارهاي فايل به كار گرفته مي‌شود. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

9. نسل چهارم ـ نسل DBMS • اين نسل از اواخر دهه 60 آغاز شد و هم‌اكنون نيز ادامه دارد. مهمترين خصيصه اين نسل مستقل شدن برنامه‌هاي كاربردي (Application Program) از جنبه‌ها و خصوصيات محيط فيزيكي ذخيره‌سازي است 0 (استقلال داده اي) مدرس : حسن ، علي اكبرپور

10. برای ايجاد سيستم بانک اطلاعاتی دو شيوه عمومی وجود دارد : الف : شيوه سنتي يا مشي فايلينگ ب : شيوه (مشي) پايگاهي مدرس : حسن ، علي اكبرپور

11. شيوه فايلينگ چيست ؟ آيا به نظر شما بانك اطلاعات صرفا“ سيستمي است براي ذخيره داده‌ها و ايندكس‌گذاري روي ركوردها كه جستجو را تسهيل مي‌كند؟آيا بانك اطلاعات صرفا به داده‌هايي گفته مي‌شود كه به صورت منطقي در كنار هم و با ارتباطي خاص قرار گرفته‌اند؟ تا قبل از 1970 (دهه انقلاب بانك اطلاعات) ، سيستمهايي توسعه يافته تلقي ميشدند كه كارهاي بالا را به خوبي انجام دهند و در حقيقت يك سيستم فايلينگ قوي بودند0 مدرس : حسن ، علي اكبرپور

12. در سيستمهاي فايلينگ هر كاربر مي‌توانست روي كل پرونده مسلط شود و از اطلاعات آن استفاده كند. اين مساله مشکلات زير را به همراه داشت: 1- عدم اشتراک داده ها : در سيستمهاي چند كاربره، كاربران ديگري كه با يك پرونده كار داشتند بايست منتظر مي‌ماندند تا كاربر اول كار خود را تمام كند و پرونده را آزاد كند و اين بازده و سرعت را پايين مي‌آورد. 2-عدم وجود ضوابط ايمني كارا و مطمئن : تسلط كاربر بركل پرونده يعني قرباني شدن امنيت. 3- مصرف نابهينه امكانات سخت‌افزاري و نرم‌افزاري 4- حجم زياد برنامه‌سازي 5- وابستگي برنامه‌هاي كاربردي به محيط ذخيره‌سازي داده‌ها 6- عدم وجود محيط مجتمع ذخيره‌سازي اطلاعات و عدم وجود سيستم يكپارچه اين مشكلات و مشكلات ديگري مانند افزونگي بيش از حد داده‌ها و در نتيجه ناسازگاری داده ها باعث شدند تا سيستمهاي مديريت بانك اطلاعات (DBMS) ها و مفاهيم بانك اطلاعات به موازات آن رشد پيدا كنند. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

13. كاربران نمايش ساده‌شده مشي فايلينگ نابرنامه‌ساز برنامه‌ساز FILES OS U F I برنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايلها U1 اداره امور آموزش محيط ذخيره‌سازي اطلاعات خاص اداره ثبت نام: U1 FS يا DMS FILES OS U F I برنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايلها U2 اداره امور فارغ التحصيلان محيط ذخيره‌سازي اطلاعات خاص اداره فارغ‌التحصيلان: U2 FS يا DMS FILES OS U F I برنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايلها محيط ذخيره‌سازي اطلاعات خاص اداره امور رفاهي: U3 FS يا DMS U3 اداره امور رفاهي دانشجويان مدرس : حسن ، علي اكبرپور محيط فيزيكي ذخيره‌ و بازيابي اطلاعات محيط فايلينگ منطقي و يا مجازي

14. سيستم بانك اطلاعاتی چيست ؟ تعريف اول : سيستم بانك اطلاعاتی يا پايگاه داده ها به طور عمومی يك سيستم كامپيوتری نگهداری ركوردها با تضمين امنيت و جامعيت اطلاعات در محيط چند كاربره و ميتوان آنرا به عنوان نوعی قفسه بايگانی الكترونيكی پيشرفته به حساب آورد0 تعريف دوم:يك سيستم بانك اطلاعاتیوظيفه دريافت اطلاعات از کاربران و نگهداري آن به شكل داده های خام با چيدمان صحيح در سيستم و در اختيار قراردادن آن در زمان مناسب و به شكل قابل قبولبه کاربران مجاز جهت رويت و اضافهنمودن و تصحيح و حذف اطلاعات ميباشد. تعريف سوم :مجموعه‌اي است از داده‌هاي ذخيره شده و پايا، به صورت مجتمع(يكپارچه) (نه لزوما فيزيكي، بلكه حداقل به طور منطقي)، بهم مرتبط، با كمترين افزونگي، تحت مديريت يك سيستم كنترل متمركز، مورد استفاده يك يا چند كاربر از يك يا بيش از يك ”سيستم كاربردي“، به طور همزمان و اشتراكي مدرس : حسن ، علي اكبرپور

15. كاربران برنامه‌ساز نمايش ساده‌شده مشي پايگاهي نابرنامه‌ساز تيم بهره‌بردار تيم پياده‌ساز U F I تعريف داده‌ها و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها (AP1) OS فايلهاي ذخيره‌شده بهم مرتبط (FILES) D B M S پايگاه داده‌ها F S U F I تعريف داده‌ها و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها (AP2) تعريف و كنترل داده‌ها به طور جامع و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها U F I تعريف داده‌ها و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها (AP3) محيط واحد، مجتمع و اشتراكي ذخيره‌سازي كثرت و تنوع ديدها نسبت به داده‌هاي ذخيره‌شده مدرس : حسن ، علي اكبرپور محيط فرافايلي

16. مزايای سيستم بانك اطلاعاتی: 1ـ حجم كمتر 2ـ سرعت بيشتر 3ـ كاهش هزينه 4ـ امنيت بيشتر مدرس : حسن ، علي اكبرپور

17. عناصر محيط پايگاه داده‌ها 1- سخت‌افزار 2- نرم‌افزار 3- كاربر 4- داده كاربران سيستم عامل يكجا سيستم مديريت پايگاه داده‌ها پايگاه داده‌ها داده‌هاي ذخيره‌شده: مجموعه‌اي از فايلها پيوسته (برخط) سخت‌افزار ذخيره‌سازي مدرس : حسن ، علي اكبرپور

18. عناصراصلی محيط بانك اطلاعاتی: داده ها مديربانك اطلاعاتي کاربردی نرم افزار سيستمی مدير بانک اطلاعاتی(DBA) سيستم بانك اطلاعاتي کاربر برنامه نويس (DBP) کاربر نهايی (End User) سخت افزار ذخيره‌سازي داده‌ها پردازنده مركزي مدرس : حسن ، علي اكبرپور

19. عنصر اول يك سيستم بانك اطلاعاتي : 1- دا ده ها Data DATA BASE DATA Information اطلاعات ورودي Information گزارشات خروجي تعريف اول- نمايش ذخيره‌شده اشياء فيزيكي، چيزهاي مجرد، بوده‌ها، رويدادها يا چيزهاي قابل مشاهده كه در تصميم‌سازي بكار مي‌آيند. تعريف دوم- بوده‌هاي خام كه معناي اندكي دارند مگر اينكه به صورت منطقي سازمان‌دهي شده باشند تعريف سوم : داده عبارت است از مقادير صفحات خاصه انواع موجوديتها مدرس : حسن ، علي اكبرپور

20. به داده های پردازش شده ”اطلاعات“ و به اطلاعات خام ”داده“ می گويند. • اطلاع عبارت است از داده سازمان‌ يافته‌اي كه شناختي را منتقل مي‌كند • در يك سيستم بانك اطلاعاتی ، اطلاعات از كاربران اخذ و بشكل خلاصه و فشرده (داده) در DataBase ذخيره ميشود، كه در صورت نياز كاربران مجاز بشكل اطلاعات (گزارش) در اختيار آنها قرار گيرد. • در تبديل اطلاعات ورودي به داده هيچ اطلاعاتی نبايد از دست برود . مدرس : حسن ، علي اكبرپور

21. داده‌های عملياتی يا داده هاي پايدار داده‌هايياست ، در موردموجوديتهای مختلف محيط عملياتی و نيز ارتباط بين انواع موجوديتها ، كه می خواهيم ذخيره كنيم 0 • داده‌های عملياتی با داده‌های ورودی و خروجی تفاوت دارند. • داده‌های ورودی اطلاعاتی هستند كه نخستين بار وارد سيستم شده می توانندسبب ايجاد تغيير در داده‌های عملياتی شوند يا خود جزئي از داده‌های عملياتی محيط گردند. • داده‌های خروجی عبارتند از پيام‌ها، پاسخ‌ها و نتايجی كه سيستم پيرو درخواست كاربر به او می‌دهد. اين داده‌ها می‌توانند ازداده‌هایعملياتی استخراج شوند ولی خود بخشی از داده‌های عملياتی تلقی نمی‌شوند. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

22. سيستم هاي Single User , Multi User : به سيستمی كه در هر لحظه بيش از يك كاربر ميتواند با آن متصل شده و كاركند ، سيستم چند كاربره يا Multi Userو گرنه تك كاربره يا Single User گويند 0 مديريت سيستم های چندكاربره به علت اينكه در هر لحظه چند كاربرميتوانند به يك قلم داده ای دسترسی داشته و آنرا تغيير دهند مشكلتر و مهمتر ميباشد0 البته در حال حاضر اكثر سيستم هاي طراحي شده بانك اطلاعاتي چند كاربره هستند0 مدرس : حسن ، علي اكبرپور

23. در رابطه با داده ها بحث اجتماع و اشتراك داده ها مورد توجهقرار می گيرد : اجتماع داده ها :جمع آوری داده های مربوط به يك سازمان در يك محل باهرگونه تكرار را اجتماع داده می گويند0 بعنوان مثال سيستم فروش يك فروشگاه كه داراي چند ايستگاه كاري مجزاست و داده هاي آن مثلا طي ابتداي هر روزكاري بروز ميشود داراي عدم اطمينان و صحت اطلاعات طي روز ميباشد در نتيجه با استفاده از مبحث اجتماع داده ها بيائيم داده هاي كل سيستم فروش را در يك جا (مثلا روي يك كامپيوتر سرويس دهنده Server) جمع كرده تاكاربران مجاز ايستگاههاي كاري مختلف از داده هاي متمركز شده Server استفاده نمايندكه اين امرميتواند باعث يكپارچگي داده ها گردد0 اشتراك داده ها :جمع آوری داده های مختلف يك سازمان (مثلا سيستم فروش – سيستم انبار – سيستم حسابداري – سيستم كارگزيني – سيستم حقوق و دستمزد يك سازمان كه داراي نقاط مشترك اطلاعاتي مختلفي هستند) در يك جا با حداقل تكرار (نه بدون تكرار ) را اشتراك داده ها می گويند . به اشتراك داده ها را دسترسی همزمان نيز می گويند. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

24. عنصر دوم يك سيستم بانك اطلاعاتي : 2 - نرم افزار ها Sotware • نرم‌افزارهاي محيط بانكی را می‌توان به سه دسته تقسيم‌بندی كرد : • الف) نرم افزار بانك اطلاعاتی DBMS : • Data Base Management System ب ) نرم‌افزارهای كاربردی :‌نرم افزارهای كمكی در يك سيستم بانك اطلاعاتی وظيفه پشتيبانی و بازيابی را به عهده دارند. ج )نرم‌افزار سيستمی:از جمله نرم افزار سيستم عامل كه نرم افزارهای ديگر بروی آن نصب ميشوند. • در واقع DBMS برنامه اي است كه همه پرونده ها را در اختيار خود مي‌گيرد و همه كاربران بدون استثناء مي‌بايست براي دسترسي به داده‌ها درخواستهاي خود را از طريق DBMS بدهند و ايشان اگر صلاح ديدند به درخواستها پاسخ مثبت مي‌دهند. يعني وظيفه تعريف ، ذخيره و بازيابی داده ها را انجام ميدهد . حفظ تماميت و امنيت بانك اطلاعاتی بعهده اين نرم افزار است. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

25. كاربران يك سيستم بانك اطلاعاتی بترتيب اهميت و سطح دسترسی به سيستم بانك اطلاعاتي :الف)كاربر اداره كننده بانك Data Base Administrator (DBA)ب ) كاربر برنامه‌نويس يا DataBaseProgramer (DBP)ج) كاربر نهايي (End User) عنصر سوم يك سيستم بانك اطلاعاتي : 3 - كاربرانUsers در معناي عام ، هر استفاده‌كننده از پايگاه داده‌ها را كاربر گوييم. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

26. الف)Data Base Administrator (DBA) : يكی از مهمترين كاربران در سيستم بانك اطلاعاتی ، كه مسئول طراحي و تصميم گيري براي كليه موارد يك سيستم بانك اطلاعاتی است. اداره كننده بانك ، فرد يا گروهی از افرادهستند كه مسئوليت ايجاد، پياده‌سازی و نگهداری بانك را در محيط عملياتی بر عهده دارد. ب) كاربر برنامه‌نويس يا DataBaseProgramer (DBP): اين گروه افراد مسئول ساختن برنامه‌هايي هستند كه از يك طرف به بانك اطلاعات متصل است و از طرف ديگر به كاربر نهايي يا همان اپراتور، در واقع اين افراد تصميمات مدير را پياده سازي مي‌كنند.ج) كاربر نهايي (End User) :كاربران نهائي كساني هستند كه از طريق برنامه‌هاي تهيه شده داده‌ها را در حيطه نظارت DBMS دستكاري مي‌نمايند. تشريح انواع كاربر : مدرس : حسن ، علي اكبرپور

27. عنصر چهارم يك سيستم بانك اطلاعاتي : 4 –سخت افزار HardWare • سخت‌افزار محيط بانكي را مي‌توان به صورت زير تقسيم‌بندي كرد: • الف) سخت‌افزار ذخيره‌سازي داده‌ها • شامل رسانه هاي ذخيره سازي جهت نگهداشت و پشتيباني از اطلاعات • ب) سخت‌افزار پردازنده مركزي • انتخاب سرعت Server به نسبت داده هاي سيستم • ج ) سخت‌افزار ارتباطي • جهت اشتراك داده ها در سيستم هاي يكپارچه و ارتباط بين سازمانهاي مختلف با پراگندگي مختلف نياز به سخت افزارهاي ارتباطي شامل شبكه باسيم و بي سيم ميباشد0 مدرس : حسن ، علي اكبرپور

28. بانک اطلاعات علمی - کاربردی مدير بانک اطلاعاتیDBA نظام مديريت بانک اطلاعاتی کاربر 1 کاربر 2 بانک اطلاعات برنامه ساز بانک اطلاعاتیDBP کاربر n Data Base Management System - DBMS مدرس : حسن ، علي اكبرپور

29. جايگاه DBMS در يك سيستم كامپيوتري برنامه‌هاي كاربردي ابزارهاي توليد برنامه‌هاي كاربردي DBMS سيستم عامل سخت‌افزار مدرس : حسن ، علي اكبرپور

30. معماری سيستم بانك اطلاعاتیANSI /Sparc: بعد از سال‌ها بحث پيرامون اينكه ساختار بانك اطلاعات چيست، سرانجام كميته ANSI/SPARS معماري 3 لايه را ارائه داد كه بعدها يك لايه به آن افزودند و ما معماري 4 لايه را بررسي مي‌كنيم. اين معماري يك مدل نظري از بانك اطلاعاتي ست و به همين جهت قابل تطبيق روي انواع مدل‌هاي بانك اطلاعاتي است 0 مدرس : حسن ، علي اكبرپور

31. معماری سيستم بانك اطلاعاتیANSI /Sparc : ديد خارجی 1 External View ديد خارجی 2 External View 000000 ديد خارجی n External View ديد ادراکی خاص ديد ادراکی Conceptual View ديد ادراکی عام ديد داخلی Internal View مدرس : حسن ، علي اكبرپور

32. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

33. سطوح معماري در محيط ناپايگاهي و محيط پايگاهي و نقش DBMS در ايجاد، مديريت و پردازش فايلها محيط پايگاهي محيط ناپايگاهي شماي خارجي سطوح انتزاعي شماي ادراكي طراح و پياده‌ساز پايگاه داده‌ها شماي داخلي: دستورات تعريف و كنترل فايلها برنامه‌هاي پردازش فايلها برنامه‌هاي تعريف، كنترل و پردازش فايلها برنامه‌ساز فايل‌پرداز DBMS OS FS AM FS AM FILES داده‌هاي ذخيره‌شده در محيط فيزيكي FLIES داده‌هاي ذخيره‌شده در محيط فيزيكي DB مدرس : حسن ، علي اكبرپور

34. مفهوم ساختار داده‌اي در سطوح مختلف پايگاه داده‌ها در مدل ANSI/SPARC E.DS C.DS I/P.DS ساختار داده‌اي داخلي/فيزيكي ساختار داده‌اي ادراكي ساختار داده‌اي خارجي مدرس : حسن ، علي اكبرپور

35. ديد خارجي ، ديد خاص هر گروه ازكاربران است به داده‌های ذخيره شده در بانك اطلاعاتي 0 يعني اينكه هر كاربر چه قسمتهايي از بانك اطلاعات را اجازه دارد ببيند و چه كارهايي روي آن قسمتها مي‌تواند انجام دهد.(امنيت)اصل اول بانك اطلاعات اين اصل مي‌گويد به هر كس همان مقدار اطلاعات بده كه لازم دارد نه بيشترهر گروه ازكاربران ديد خاص خود را دارند و همچنين چند كاربر می‌توانند دارای ديد يكسانی باشند . ديد خارجی نزديك‌ترين سطح به كاربران نهائي است. 1- ديد خارجي يا External View مدرس : حسن ، علي اكبرپور

36. 2 – ديد ادراكي خاص Spec. Conceptual View اين ديد ، ديد يكپارچه طراح بانك از كل بانك اطلاعاتي و داده هاي ذخيره شده درآن است 0 يعنی داده‌های انواع موجوديتها و ارتباط بين آنها،‌آنگونه كه طراح می بيند.اين لايه ، تصوير ادراكي خاص يا همان مدل منطقي است. يعني اينكه داده‌ها به صورت منطقي چگونه كنار هم قرار مي‌گيرند. مدل‌هاي مرسوم جدول، درخت، گراف و مانند اين‌هاست.در سطح ادراكی ارتباط موجوديتها و صفات خاصه، امنيت و جامعيت داده‌ها مطرح می‌گردد. طراحي اين لايه به عهده مدير بانك ميباشد0فقط مدير بانك و برنامه نويس هستند كه اين لايه براي آنها قابل استفاده است مدرس : حسن ، علي اكبرپور

37. 3 – ديد ادراكي عام Public Conceptual View اين لايه ، ديد منطقي يكپارچه از كل بانك اطلاعاتي است 0لايه سوم لايه تصوير ادراكي عام است. تصوير ادراكي عام يعني طراحي بانك اطلاعات بدون وابستگي به مدل خاص و پياده سازي فيزيك خاص. اين لايه را كاربر نهايي نمي‌بيند.(بسيار مهم)طراحي اين لايه به عهده مدير بانك ميباشد0فقط مدير بانك است كه اين لايه براي او قابل استفاده است مدرس : حسن ، علي اكبرپور

38. در اين سطح يا ديد در واقع فايلهای محيط فيزيكی تعريف می‌شود , از نظر محتوا، ساختار و استراتژی دستيابی. در شمای داخلی، انواع ركوردها، فايلها، صفات خاصه شاخص (استراتژی دستيابی)، نحوه نمايش و تشريح ركوردهای ذخيره شده در فايل، توالی ركوردها، تخصيص فضای ذخيره‌سازی برای داده‌ها، محل ركورد،‌ فشردگی داده‌ای و تكنيكهای رمزگذاری داده‌ها تشريح می‌شوند. در يک سيستم بانک اطلاعاتی , کاربران اساسا به مسائل اين سطح نمی پردازند. سطح داخلی نزديكترين سطح به رسانه ذخيره‌سازی فيزيكی است 4 – ديد داخلي Internal View مدرس : حسن ، علي اكبرپور

39. اجزاء ديگر معماری سيستم بانك اطلاعاتیANSI/SPARC: الف) تبديلات بين سطوح Transformation)يا (Mappings ب ) زبان ميزبان يا (Host Language) HL ج ) زبان فرعی داده ها يا (Data Sub Language) DSL به علاوه در چنين سيستمی سه عنصر مهم ديگر نيز وجود دارند :‌ كاربر -DBMS - DBA مدرس : حسن ، علي اكبرپور

40. مدل پيشنهادیANSI (ارائه شده در سال 1975) برای معماری سيستم بانك اطلاعاتیبطور كاملبه شكل زير است : کاربر A1 کاربر A2 کاربر B1 کاربر B2 کاربر B3 HL+DSL HL+DSL HL+DSL HL+DSL HL+DSL ديد خارجی A ديد خارجیB تبديل خارجی / ادراکی نرم افزار DBMS مدير بانک DBA ديد ادراکی تبديل ادراکی / داخلی داده های ذخيره شده براساس ديد داخلی مدرس : حسن ، علي اكبرپور

41. الف ) تبديلات بين سطوح Transformation)يا (Mappings : • در شكل استاندارد ANSI دو تبديل وجود دارد :‌ • تبديل ادراكی/ داخلی : مثلاً اگر طراح بانك ، تعدادی جدول را طراحی كرده باشد، در تبديل ادراكی به داخل برای هر جدول می‌توان فايلی تعريف كرد بصورتی كه هر سطر جدول ركوردی از این فايل باشد. تغييرات در سطح داخلی بانك هميشه ممكن است بروز كند. اينگونه تغييرات نبايد در ديد اداركی تاثير داشته باشد. در تبديل ادراكی/داخلی از سيستم عامل نيز كمك گرفته می شود. تبديل خارجی/ادراكی :‌ اين تبديل مكانيسمی برای برقراری تناظر بين ديدهای خارجی مختلف و ديد واحد ادراكی است. يك ديد مشخص از يك كاربر خاص، بخشی است از ديد واحد ادراكی و از نظر انواع موجوديتها،‌ صفات خاصه هر موجوديت، نوع صفت و...لزوماً همان نيست كه در ديد ادراكی از نظر طراح وجود دارد. داخلی ادراکی خارجی ادراکی مدرس : حسن ، علي اكبرپور

42. تبديلات : 1ـ تبديل داده‌ها ‌ يعنی تبديل داده‌های تعريف شده در سطح خارجی به داده‌های تعريف شده سطح ادراكی و بالاخره به داده‌های تعريف شده در سطح داخلی و نيز مسير برعكس. 2ـ تبديل احكام :‌ يعنی تبديل حكم عمل كننده در سطح خارجی به حكم عمل كننده در سطح ادراكی و بالاخره به حكم يا احكامی در سطح داخلی . 3ـ تبديل ساختار : يعنی تبديل ساختار سطح خارجی به ساختار سطح ادراكی. مثلاً اگرساختارداده يي درسطح ادراكی سلسله مراتبی و در سطح خارجی جدولی باشد می‌بايست تبديل ساختار sلسله مراتبی به جدولی و برعكس را داشته باشيم به اين سيستم‌ها دو ساختاری می گويند . مدرس : حسن ، علي اكبرپور

43. ب ) زبان ميزبان (HL) : منظور از زبان ميزبان يكی از زبانهای سطح بالای برنامه‌سازی مثل كوبول، C,PL/1،‌ پاسكال، بيسيك، Delphi، Visual C، Visual Basic، Java می باشد. كاهش هزينه سازمان افزايش تعداد زبانهاي ميزبان مورد پذيرش DBMS انعطاف‌پذيري بيشتر تنوع كاربر مدرس : حسن ، علي اكبرپور تنوع كاربرد

44. ج) زبان فرعی داده يی(DSL) : زبان DSL زبانی است از سطح بالاتر كه ميهمان يك زبان سطح بالا مثل Visual C می شود هر مدل داده‌ی خاص (مثل سلسله مراتبی، شبكه‌ای، رابطه‌ای) زبان فرعی خاص خود را دارد. تعداد احكام اين زبانها معمولاً كم است. برای هر سطح از معماری دستوراتی وجود دارد موسوم به : زبان فرعی داده يي خارجی، زبان فرعی داده يي ادراكی و زبان فرعی داده‌ يي داخلی. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

45. احكام زبان DSL را می‌توان به سه دسته زير تقسيم كرد : • 1ـ احكام تعريف داده‌ها (Data Definition Language = DDL) • 2ـ احكام كار با داده‌ها (Data Manipulation Language = DML) • 3ـ احكام كنترلی (Data Control Language = DCL) • به طور كلی دو دسته زبان داده يي وجود دارد : • يكی زبان داده يي نامستقل يا ادغام شده (Embedded) • ديگری زبان داده يي مستقل. • در نوع نامستقل DSL حتماً بايد ميهمان يك زبان سطح بالا باشد مثل SQL كه در دلفیيا ويژوال بيسيك استفاده می‌شود يا Btrieve كه زبان فرعی داده‌ای برای Cيا پاسكال است. در نوع مستقل DSL نيازی به زبان ميزبان ندارد مثلاً Access و Foxpro نيازی به زبان ميزبان ندارند. • SQL هم به صورت مستقل و هم به صورت نامستقل وجود دارد. مدرس : حسن ، علي اكبرپور

46. كاربر نابرنامه‌ساز كاربر موردي برنامه‌ساز APها مدير پايگاه داده‌ها ساختار يك سيستم پايگاهي UFI واسط APها واسط DML CLI DDL فرمانهاي زبان پايگاهي DBMS واحد پردازشگر پرسشها . . . . . . . واحد مديريت داده‌هاي ذخيره‌شده مدير فايلينگ منطق مدير تراكنشها و قفلها مدير بافر مدير ترميم كامپايلر DDL مدير فضاي ديسك . . . . . . فايل ثبت تراكنشها شاخصها متاداده‌ها داده‌هاي ذخيره‌شده مدرس : حسن ، علي اكبرپور

47. معماري سيستم پايگاه داده‌ها منظور، چندي و چوني اجزاء تشكيل‌دهنده سيستم و نيز پيكربندي يا طرز تركيب اجزاء سيستم و چگونگي تعامل اجزاء با يكديگر است. در اين معماري حداقل يك پايگاه داده‌ها، يك سيستم مديريت پايگاه داده‌ها، يك سيستم عامل، يك كامپيوتر با دستگاههاي جانبي و تعدادي برنامه كاربردي و كاربر وجود دارند. معماري متمركز انواع معماري معماري مشتري-خدمتگزار معماري توزيع‌شده معماري چندپايگاهي معماري نامتمركز معماري با پردازش موازي مدرس : حسن ، علي اكبرپور معماري موبايل

48. معماري متمركز در اين معماري يک پايگاه داده روي يک سيستم کامپيوتري و بدون ارتباط با سيستم ديگر ايجادمي شود . كاربران پايانه‌اي نزديك كاربران پايانه‌اي دور كامپيوتر بزرگ كنترولر ديسك . . . . . . كنترولر چاپگر كنترولر نوار پايگاه داده‌هاي متمركز مدرس : حسن ، علي اكبرپور . . .

49. معماري مشتري – خدمتگزار Client / Server هر معماري که در آن قسمتي از پردازش را يک برنامه، سيستم يا ماشين انجام دهد و انجام قسمت ديگري از پردازش را از برنامه ، سيستم يا ماشين ديگر بخواهد معماري مشتري خدمتگزار ناميده مي شود OS D B M S DBMS AP . . . . DB OS ماشين خدمتگزار ماشين مشتري مدرس : حسن ، علي اكبرپور

50. طرحهاي معماري مشتري – خدمتگزار از نظر پيكربندي سخت‌افزاري در شبكه مشتري PCi . . . . . . PC2 PC1 شبكه Files DB خدمتگزاران PCi PCk PCn Printer مدرس : حسن ، علي اكبرپور