1

Co zrobić z „informacją” ?

Człowiek wykazuje naturalne skłonności do

gromadzenia różnych rzeczy (informacji)

Po przekroczeniu pewnej liczby zgromadzonych

rzeczy nie jesteśmy w stanie zapanować nad

gromadzonymi rzeczami

BAŁAGAN

POWIELANIE INFORMACJI

TRUDNOŚCI Z ODNALEZIENIEM PRZEDMIOTÓW

2

Jak rozwiązać problem ?

Spis przedmiotów

●

Spis przedmiotów

●

Pozwala wykryć przedmioty które się powtarzają

●

Przykład: spis wszystkich przepisów kulinarnych

●

Każdy przepis otrzymuje inną nazwę

●

Co zrobić w przypadku podobnych przepisów ?

●

Wydłużyć nazwę

●

Po pewnym czasie nazwy będą tak długie, że zawierać będą
cały przepis

●

Każdy nowy przepis dodawany jest na końcu listy

●

Przed dodaniem należy przejrzeć cały spis czy przepis się nie
powtarza

●

Znalezienie konkretnego przepisu wymaga przeszukania prawie
całego spisu

3

Podział na kategorie

●

Kategorie pozwalają pogrupować zbiór na
podzbiory

●

Przepisy kulinarne

●

Kategoria: zupy

●

Kategoria: przystawki

●

Co się dzieje gdy przepis może być zaliczony do
kilku kategorii

●

Informacja o przepisie musi się pojawić w każdej

kategorii

●

Powielenie informacji

●

Dodanie nowego przepisu wymaga sprawdzenia
wszystkich kategorii

4

Katalog rzeczowy

●

Katalog rzeczowy pozwala znaleźć dany przepis
posługując się słowami kluczowymi

●

Odnalezienie wszystkich przepisów zawierających
jeden składnik nie jest trudne

●

Problemy pojawiają się gdy chcemy odnaleźć przepisy

zawierające kilka składników

●

Znalezienie przepisu zawierającego wybrany składnik i
jednocześnie niezawierający innego składnika jest

dużym wyzwaniem

●

Katalog rzeczowy musi być na bieżąco aktualizowany

5

Spis przedmiotów

Numer

Opis

Kategoria

Przepis

Składniki

1 Kotlet w

panierce

Drugie danie

......

......

2 Zupa

pomidorowa

Zupa

......

......

3 Koktajl

Napoje

......

......

4 Pasztet

Pieczenie

......

......

......

........

.......

......

......

Kategorie

Zupy Napoje Pieczenie ......

2

3

4

......

......

........

.......

......

Katalog rzeczowy

Numer

Nazwa

Przepis

1 Jajko

1,4

2 Pomidor

2

3 Maślanka

3

4 Schab

1

5 Śmietana

2

......

........

.......

6

Prosta baza danych – arkusz kalkulacyjny

●

Wszystkie informacje będziemy przechowywać w
arkuszach

●

Liczba arkuszy

–

Spis przepisów

–

Katalog rzeczowy

–

Po jednym arkuszu na każdą kategorię

–

Arkusze zawierające opisy

●

Opis każdego arkusza

●

Sposobu dodawania informacji

●

Sposobu w jaki usuwa się dane

7

Problemy z arkuszami

●

Dopisywanie informacji

–

Inna osoba nie wykona wszystkich kroków

●

Usuwanie informacji

–

Nie wszystkie informacje zostaną usunięte

–

Arkusze będą zawierały informacje niepowiązane

●

Dzielenie się informacjami

–

Dwie lub więcej osób wymienia się informacjami

–

Dodanie nowej porcji wymaga przepisania

wszystkich informacji

8

Zbiór danych

Jak rozumieć dane

Przez dane rozumiemy

znane i potwierdzone fakty

Czym jest BAZA DANYCH ?

Cechy danych

Musi istnieć sposób

zarejestrowania

faktów

Rejestrowane fakty

muszą mieć

konkretne znaczenie

Właściwości

Dane muszą

być ze sobą

logicznie

powiązane

Podstawowa cecha

Szybki

dostęp

do informacji

Baza danych reprezentuje

pewien wycinek

rzeczywistości

Dziedzina

Spójność danych

9

Czym jest baza danych ?

●

Duża kolekcja (zbiór) danych

–

Zorganizowana w celu szybkiego przeszukiwania i

dostępu do informacji

●

Przez dane rozumiemy znane fakty

–

Fakty muszą być rejestrowalne i sprawdzone

–

Muszą mieć konkretne znaczenie (odpowiadać

konkretnym sytuacjom, zdarzeniom lub stanom)

●

Między przechowywanymi danymi muszą
istnieć logiczne zależności

10

Własności

●

Baza danych reprezentuje wybrany aspekt
świata rzeczywistego

–

Przykład: Zbiór przepisów kulinarnych

–

Podając przepis kulinarny posługujemy się pewnym

skończonym zbiorem pojęć

●

Zbiór tych pojęć tworzy dziedzinę

●

W każdym przepisie mogą pojawić się pojęcia tylko

należące do dziedziny

●

Wszystkie dane znajdujące się w bazie muszą
być spójne z jakimś znaczeniem

11

System zarządzania bazą danych - SZBD

●

SZBD – jest zbiorem programów umożliwiających

–

Definiowanie bazy danych

●

Określenie typów i struktur danych oraz ograniczeń dla
przechowywanych informacji

–

Konstruowanie bazy danych

●

Proces umieszczania w bazie danych właściwych

informacji

–

Manipulowanie

●

Ogół czynności związanych z przetwarzaniem oraz

aktualizowaniem informacjami zawartymi w bazie

12

Jak zbudowana jest baza danych

Baza danych

Schemat

wewnętrzny

Perspektywa

Perspektywa

Fizyczna organizacja
bazy danych

Schemat

Konceptualny

Warstwa
wewnętrzna

Warstwa
konceptualna

Warstwa
zewnętrzna

13

Warstwa zewnętrzna

●

Opisuje sposób w jaki użytkownicy widzą bazę
danych i w jaki sposób uzyskują do niej dostęp

–

Podział użytkowników na grupy

–

Każda grupa użytkowników widzi dane zawarte w

bazie w inny sposób

–

Poszczególne grupy różnią się uprawnieniami

●

Zbiór reguł prezentujących dane użytkownikowi
zawarty jest w perspektywie

–

Różne perspektywy mogą prezentować te same

dane w odmienny sposób

14

Warstwa konceptualna

●

Zbiorowy sposób widzenia bazy danych

–

Opisuje jakie dane są przechowywane w bazie

–

Powiązania między danymi

–

Zakres dopuszczalnych wartości dla danych

●

Definicje wszystkich dziedzin

–

Sposób w jaki zorganizowane są dane

–

Nazwy wszystkich obiektów

●

Na podstawie tych informacji budowane są
perspektywy

15

Warstwa wewnętrzna i fizyczna

●

Fizyczna reprezentacja bazy danych w komputerze

–

Opisuje sposób przechowywania danych w bazie

●

Obejmuje struktury danych i organizację plików

używanych do przechowywania danych

–

Rozmieszczenie danych w pamięci fizycznej

–

Przydział pamięci

●

Warstwa fizyczna

–

Realizacja tych zadań następuje za pomocą systemu

operacyjnego

–

Zapis/odczyt danych w pamięci

16

Schematy

●

Całkowity opis bazy danych nazywany jest

schematem

bazy danych

–

Sposób prezentacji danych

–

Definicje danych (rodzaj przechowywanych informacji)

–

Powiązania między danymi

–

Ograniczenia nałożone na informacje (dziedziny danych)

–

Organizację danych

–

Przywileje i ograniczenia

●

Schemat bazy danych ulega zmianie tylko w momencie zmiany

przeznaczenia bazy (zmiana koncepcji projektu)

–

Zmianie ulegają jedynie przechowywane informacje

17

Niezależność danych

●

Zmiany dokonywane w niższych warstwach nie powinny
mieć wpływu na warstwy wyższe

–

Poszerzenie funkcjonalności bazy

–

Zawężenie funkcjonalności

●

Logiczna niezależność danych

–

Dodanie lub usunięcie informacji

–

Zmiana sposobu opisu informacji

●

Fizyczna niezależność danych

–

Wymiana

sprzętu,

systemu

plików,

systemu

operacyjnego

18

Języki baz danych

●

Zarządzanie bazą danych

–

Zbiór instrukcji (poleceń) służących do zarządzania SZBD

–

Dodawanie użytkowników, składowanie i odtwarzanie bazy

danych, itd...

●

Zarządzanie danymi (Język definicji danych)

–

Tworzenie struktur związanych z przechowywaniem danych

–

Opisywanie danych (nadawanie nazw, określanie dziedzin)

–

Modyfikacje istniejących struktur danych

–

Katalog systemowy (słownik danych, katalog danych)

●

Metadane – informacje o obiektach do przechowywania informacji
(schemat bazy danych)

●

Modyfikowanie danych (Język manipulacji danymi)

–

Dopisywanie nowych informacji, modyfikacja, wyszukiwanie

informacji, usuwanie informacji

19

Języki czwartej generacji (4GL)

●

Użytkownik zapisuje co ma być zrobione nie podając w jaki
sposób ma to być zrobione

–

Ograniczenie funkcjonalności do zawężonego problemu

●

Języki SQL, Query-By-Example (Access, OpenOffice Base)

●

Formularze

–

Interaktywne narzędzie służące do szybkiego tworzenia

formularzy wprowadzania danych

●

Raporty

–

Tworzenie zestawień z danych przechowywanych w bazie

●

Wykresy

–

Pobieranie i prezentacja danych w postaci wykresów

●

Aplikacje

–

Tworzenie programów współpracujących z bazą danych

20

Model danych

●

Opis schematu bazy danych zrozumiały dla różnych

użytkowników

●

Zestaw pojęć służący do opisu:

–

Danych

–

Związków między danymi

–

Sposobu manipulacji danymi oraz zależnościami
między nimi

–

Ograniczeń nałożonych na schemat bazy danych

●

Model danych jest abstrakcyjnym opisem fragmentu

rzeczywistości

●

Każda baza danych oparta jest na odrębnym modelu

danych

21

Elementy modelu danych

●

Reprezentacja struktury danych w taki sposób aby była
powszechnie rozumiana

●

Część strukturalna

–

Zbiór zasad zgodnie z którymi powinny być konstruowane
bazy danych

●

Część wykonawczą

–

Opisuje typy dopuszczalnych operacji na danych

–

Zakres operacji wykonywanych na strukturze danych

●

Zbiór zasad integralności

–

Ograniczenia nałożone na dane

22

Relacyjny model danych

●

Bazuje na matematycznym pojęciu relacji

●

Dane i relacje reprezentowane są za pomocą tabel

–

Każda tabela zawiera pewną liczbę kolumn o unikalnych
identyfikatorach

●

Relacja: (Spis przedmiotów)(Numer) <=> (Katalog rzeczowy)(Przepis)

Spis przedmiotów

Numer

Opis

Kategoria

Przepis

Składniki

1 Kotlet w

panierce

Drugie danie

......

......

2 Zupa

pomidorowa

Zupa

......

......

3 Koktajl

Napoje

......

......

4 Pasztet

Pieczenie

......

......

......

........

.......

......

......

Katalog rzeczowy

Numer

Nazwa

Przepis

1 Jajko

1,4

2 Pomidor

2

3 Maślanka

3

4 Schab

1

5 Śmietana

2

......

........

.......

23

Sieciowy model danych

●

Dane reprezentowane są jako kolekcje rekordów

●

Związki pomiędzy rekordami prezentowane są w postaci
zbiorów

●

Rekordy zorganizowane są w postaci grafów – rekordy są
węzłami, zbiory (relacje) – krawędzie grafu

1Kotlet w panierce Drugie danie

....... .......

4Pasztet

Pieczenie

....... .......

1Jajko

4Schab

2Zupa pomidorowa Zupy

....... .......

2Pomidor

5Śmietana

24

Hierarchiczny model danych

●

Ograniczony model sieciowy

–

Dane reprezentowane są jako rekordy

–

Związki między rekordami jako zbiory

●

W tym modelu węzeł może posiadać tylko jednego ojca

4Schab

1Jajko

2Pomidor

5Śmietana

1Kotlet w panierce Drugie danie

....... .......

4Pasztet

Pieczenie

....... .......

2Zupa pomidorowa Zupy

....... .......

25

Funkcje

Systemu Zarządzania

Bazą Danych

Zapis, odczyt

i

aktualizacja

danych

Udostępnianie

katalogu

dla

użytkowników

Obsługa

transakcji

Usługi

wspierające

niezależność

danych

Sterowanie

współbieżnością

Obsługa

odtwarzania

bazy

Obsługa

autoryzacji

Obsługa

transmisji

danych

Obsługa

integralności

danych

Programy

narzędziowe

26

Serwer plików

●

Terminale są niezdolne do
samodzielnego

przetwarzania danych

●

Komunikaty z terminali są

przesyłane do jednostki
centralnej

●

Jednostka centralna
przetwarza komunikat i

zwraca rezultat do
terminala

27

Serwer plików

●

Serwer plików służy do
przechowywania plików

bazy danych

●

Stacje robocze wykonują

aplikacje SZBD

●

Na żądanie stacji
roboczych dane są
przesyłane przez serwer

●

Nawet proste zapytania

wymagają przesłania
dużej ilości danych

28

Klient - Serwer

●

Klient

–

Obsługuje interfejs użytkownika

–

Wprowadzanie danych, sprawdzenie
składni

–

Sterowanie aplikacją

–

Tworzy zapytanie i przesyła do bazy
danych

–

Przekazuje odpowiedź do
użytkownika

●

Serwer

–

Przetwarza zapytania do bazy od
klientów

–

Sprawdza uprawnienia

–

Zapewnia nienaruszalność więzów

–

Realizuje przetwarzanie zapytań i
przekazuje odpowiedzi klientom

–

Konserwuje katalog systemowy

–

Obsługuje współbieżność

–

Realizuje odzyskiwanie po awarii