1

TEORIA BAZ DANYCH

•Baza danych - zintegrowana grupa ogólnie dostępnych zbiorów danych. Podstawową formą
organizacji danych w bazie jest relacja (tabela).

•SZBD (Systemy zarządzania bazami danych) to pakiety programowe służące do
zarządzania danymi. Podstawowymi elementami tych systemów są:

• język manipulacji danymi
• język definicji danych
• język zapytań (SQL)
• generator raportów

•SZBD umożliwiają oddzielenie aplikacji od bazy.

Typy baz danych
•operacyjne bazy danych – znajdują zastosowanie w codziennym funkcjonowaniu
organizacji, instytucji i firm. Baza taka przechowuje dane dynamiczne, czyli takie, które
ulegają ciągłym zmianom i odzwierciedlają aktualny stan obiektu.
•analityczne bazy danych – wykorzystywane są do przechowywania danych historycznych i
informacji związanych z pewnymi wydarzeniami. Przechowywane tutaj dane są statyczne,
bardzo rzadko ulegają zmianom i zawsze odzwierciedlają stan obiektów z pewnego
ustalonego momentu.


•Cele systemów z bazą danych:

• elastyczny dostęp do danych (język SQL),
• integralność danych (prawidłowe, spójne i aktualne)
• bezpieczeństwo danych (Ochrona danych prze nieupoważnionym dostępem i

przypadkowym uszkodzeniem)

• obniżenie redundancji (Informacja powinna być przechowywana tylko w jednym

miejscu w bazie)

• niezależność danych od aplikacji (Fizyczna i logiczna organizacja danych jest

oddzielona od aplikacji)

• współdzielenie danych (Umożliwienie różnym użytkownikom korzystania z tych

samych danych)

• standaryzacja opisu (Jednolite definicje danych dotyczące ich nazw i formatu, tzw.

słowniki danych)

•Relacyjny model danych jest obecnie najbardziej popularnym modelem używanym w
systemach baz danych. Podstawą tego modelu stała się praca opublikowana przez E.F. Codda
w latach ’70 ubiegłego wieku. Zauważył on, że zastosowanie struktur i procesów
matematycznych w zarządzaniu danymi mogłoby rozwiązać wiele problemów trapiących
ówczesne modele. W swej pracy „Relacyjny model logiczny dla dużych banków danych”
Codd zaprezentował założenia relacyjnego modelu baz danych, model ten oparł na teorii
mnogości i rachunku predykatów pierwszego rzędu.

Podstawowe pojęcia
•W modelu relacyjnym pojedynczy zbiór danych (tabelę) nazywamy relacją, rekord
(wiersz) – krotką, a kolumnę – atrybutem. Całość przypomina arkusz kalkulacyjny.

2

Związek (Relacja w MS Access)
•Związek pomiędzy parą tabel istnieje wtedy, gdy dwie tabele są połączone przez klucz
podstawowy i klucz obcy. Każdy związek jest opisywana przez typ związku istniejący między
dwoma tabelami, typ uczestnictwa, jaki obie tabele mają w związku oraz stopień uczestnictwa
tych tabel.

Typy związku
•jeden-do-jednego (jeżeli pojedynczemu rekordowi z pierwszej tabeli przyporządkowany jest
najwyżej jeden rekord z drugiej tabeli i na odwrót),
•jeden-do-wielu (jeżeli pojedynczemu rekordowi z pierwszej tabeli może odpowiadać jeden
lub więcej rekordów z drugiej, ale pojedynczemu rekordowi z drugiej tabeli odpowiada
najwyżej jeden rekord z tabeli pierwszej),
•wiele-do-wielu (jeżeli pojedynczemu rekordowi z pierwszej tabeli może odpowiadać jeden
lub więcej rekordów z drugiej i na odwrót).


Teoria postaci normalnych
Relacja jest w pierwszej postaci normalnej, jeśli każda wartość atrybutu w każdej krotce tej
relacji jest wartością elementarną, czyli nierozkładalną.

lub

Relacja jest w pierwszej postaci normalnej, jeśli nie ma powtarzających się grup.

Zamówienia

Nr
zamó
wienia

Data

Nazwa
dostawcy

Adres

NIP

Nazwa towaru

Symbol
PKWiU

Ilość

Cena

22/04

01-07-
2004

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-
234

Komputer 3,0 GHz

8822

5

2500

22/04

01-07-
2004

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-
234

Monitor LG 17”

2712

5

900

22/04

01-07-
2004

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-
234

Drukarka HP LJ

18442

2

1500

23/04

11-07-
2004

M-Soft

Przemyśl
Dworskiego

679-28-02-
229

Windows XP

7985

5

600

23/04

11-07-
2004

M-Soft

Przemyśl
Dworskiego

679-28-02-
229

MS Excel

7983

3

900

Zależność funkcyjna
Podczas projektowania schematu bazy danych podstawowym pojęciem jest zależność danych.


Klucz
Kluczem relacji nazywamy taki zbiór atrybutów tej relacji, których kombinacje wartości
jednoznacznie identyfikują każdą krotkę tej relacji a żaden podzbiór tego zbioru nie posiada
tej własności. W kluczu nie może zawierać się wartość Null.

Wyróżniamy klucze proste i złożone. Klucz jest kluczem prostym, jeżeli powyżej opisany
zbiór jest jednoelementowy - w przeciwnym razie mówimy o kluczu złożonym. W ogólności,
w relacji można wyróżnić wiele kluczy, które nazywamy kluczami potencjalnymi. Wybrany
klucz spośród kluczy potencjalnych nazywamy kluczem głównym.

3

Klucz sztuczny
Klucz stworzony wyłącznie dla potrzeb relacji w celu zastąpienia złożonego klucza
głównego.

Zamówienia

(nadal I postać normalna – klucz sztuczny)

Nr zamó-
wienia

Data

ID
dostawcy

Nazwa
dostawcy

Adres

NIP

22/04

01-07-
2004

01

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-234

22/04

01-07-
2004

01

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-234

22/04

01-07-
2004

01

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-234

23/04

11-07-
2004

02

M-Soft

Przemyśl
Dworskiego

679-28-02-229

23/04

11-07-
2004

02

M-Soft

Przemyśl
Dworskiego

679-28-02-229

Szczegóły zamówień

(klucz sztuczny)

Nr
zamó
wienia

ID towaru Nazwa towaru

Symbol
PKWiU

Ilość

Cena

22/04

11

Komputer 3,0 GHz

8822

5

2500

22/04

12

Monitor LG 17”

2712

5

900

22/04

13

Drukarka HP LJ

18442

2

1500

23/04

21

Windows XP

7985

5

600

23/04

22

MS Excel

7983

3

900

Relacja jest w drugiej postaci normalnej, jeśli każdy atrybut tej relacji nie wchodzący w
skład żadnego klucza potencjalnego jest w pełni funkcyjnie zależny wyłącznie od wszystkich
podrelacji kluczy.

Zamówienia

Nr zamó-
wienia

Data

ID
dostawcy

Nazwa
dostawcy

Adres

NIP

22/04

01-07-2004 01

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-234

23/04

11-07-2004 02

M-Soft

Przemyśl
Dworskiego

679-28-02-229

Szczegóły zamówień

Nr
zamó
wienia

ID towaru Ilość

22/04

11

5

22/04

12

5

22/04

13

2

23/04

21

5

23/04

22

3

4

Towary

ID towaru Nazwa towaru

Symbol
PKWiU

Cena

11

Komputer 3,0 GHz

8822

2500

12

Monitor LG 17”

2712

900

13

Drukarka HP LJ

18442

1500

21

Windows XP

7985

600

22

MS Excel

7983

900

Relacja jest w trzeciej postaci normalnej, jeżeli jest w drugiej postaci normalnej i każdy jej
atrybut nie wchodzący w skład żadnego klucza potencjalnego nie jest przechodnio
funkcjonalnie zależny od żadnego klucza potencjalnego tej relacji.


Zamówienia

Nr zamó-
wienia

Data

ID dostawcy

22/04

01-07-2004

01

23/04

11-07-2004

02

Szczegóły zamówień

Nr zamó-
wienia

ID towaru Ilość

22/04

11

5

22/04

12

5

22/04

13

2

23/04

21

5

23/04

22

3

Towary

ID towaru Nazwa towaru

Symbol
PKWiU

Cena

11

Komputer 3,0 GHz

8822

2500

12

Monitor LG 17”

2712

900

13

Drukarka HP LJ

18442

1500

21

Windows XP

7985

600

22

MS Excel

7983

900

Dostawcy

ID
dostawcy

Nazwa
dostawcy

Adres

NIP

01

E-Komp

Kraków
Piłsudzkiego

525-01-52-
234

02

M-Soft

Przemyśl
Dworskiego

679-28-02-
229

5

Przysięga normalizacji

Bez powtórzeń
Pola zależą od klucza
Cały klucz
I tylko klucz
Tak mi dopomóż Codd.

6

Zależności wielowartościowe

Języki

ID pra

cownika

Nazwisko

Imię

Język

programowania

Język obcy

34

Kowalczyk

Zbigniew C#

angielski

34

Kowalczyk

Zbigniew C#

niemiecki

12

Janowski

Jan

C++

angielski

5

Malinowski

Antoni

Fortran

angielski

5

Malinowski

Antoni

C++

angielski

5

Malinowski

Antoni

Fortran

francuski

5

Malinowski

Antoni

C++

francuski

…

…

…

…

…

Umieszczenie w bazie danych Języki informacji o znajomości języka programowania C# i
języka obcego niemieckiego przez Malinowskiego wymagałoby dopisania aż sześciu
rekordów.



Relacja jest w czwartej formie normalnej wtedy i tylko wtedy, gdy jest w trzeciej postaci
normalnej i nie zawiera wielowartościowej zależności atrybutów.

Pracownicy

ID pra

cownika

Nazwisko

Imię

34

Kowalczyk

Zbigniew

12

Janowski

Jan

5

Malinowski

Antoni

…

…

…

Języki programowania

Języki obce

ID pra

cownika

Język

programowania

ID pra

cownika

Język obcy

34

C#

34

angielski

12

C++

34

niemiecki

5

Fortran

12

angielski

5

C++

5

angielski

…

…

5

francuski

…

…

…

…