Wprowadzenie do projektowania baz danych na

przykładzie bazy ms-mot

(wprowadzenie do baz danych na przykładzie języka

SQL, normalizacja bazy danych, definicja i

modyfikacja: tabel, typów danych, kluczy, relacji)

Prezentacja do ćwiczenia 2

RDBMS - System Zarządzania Relacyjną Bazą Danych

Zalety płynące z korzystania z RDBMS:

•

RDBMS pozwala na szybszy dostęp do danych niż w przypadku

plików

•

RDBMS można zadawać zapytania o dane spełniające konkretne

kryteria

•

RDBMS pozwala na swobodny dostęp do danych

•

RDBMS posiada wbudowany system uprawnień i kontroli

dostępu do danych

Wielką zaletą jest zazwyczaj zgodność RDBMS ze standardem SQL

Dlaczego RDBMS (Baza Danych) ?

Wprowadzenie do relacyjnych baz danych

Relational Database Management System - System Zarządzania Relacyjną

Bazą Danych

Relacyjny model został opracowany przez Edgara Franka Codd’a na

przełomie lat 70 i 80. Od tamtego czasu jest postawą tworzenia

Relacyjnych Systemów Baz Danych

Idea relacyjnych baz danych:

Wszystkie wartości danych oparte są na prostych typach danych

Wszystkie dane w bazie relacyjnej przedstawiane są w formie

dwuwymiarowych tabel (w matematyce relacja)

Każda tabela zawiera zero lub więcej wierszy i jedną lub więcej kolumn

Na każdy wiersz składają się jednakowo ułożone kolumny wypełnione

wartościami, które z kolei w każdym wierszu mogą być inne

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

Wszystkie operacje wykonywane są w oparciu o algebrę relacji

W celu jednoznacznej identyfikacji wiersza pojawia się potrzeba obecności

jednej lub więcej kolumn niepowtarzalnych w granicach całej tabeli,

pozwalających odnaleźć konkretny wiersz. Kolumny takie określa się jako

"klucz podstawowy" (PRIMARY KEY)

SQL – definicje, podział

•

SQL - strukturalny język zapytań używany do tworzenia,
modyfikowania baz danych oraz do umieszczania i pobierania
danych z baz danych opracowany w latach 70 przez firmę IBM. Do
dziś standard komunikacji z serwerami baz danych.

•

Podział języka SQL (Warstwy języka SQL)

• DML (Data Manipulation Language) – SELECT, INSERT, UPDATE,

DELETE [Manipulacja danymi]

• DDL (Data Definition Language) - CREATE, DROP, ALTER

[Definicja danych]

• DCL (Data Control Language) – GRANT, REVOKE, DENY

[Kontrola nad danymi]

Popularne systemy baz danych wykorzystujące SQL to: DB2,

Firebird, Ingres, MS Acces, MS SQL Server, MySQL, Oracle,

PostgreSQL, SQL Lite, Sybase

•

Relacyjna baza danych składa się relacji, zwanych zazwyczaj

tabelami. Tabela jest dokładnie tym co oznacza – tabelą danych

(analogia - arkusze kalkulacyjne)

•

Każda kolumna posiada wyróżniającą ją nazwę i zawiera inny

rodzaj danych (Tabela przechowuje dane różnych typów: napis,

liczba itp., a kolumna jednego typu.

•

Każdy wiersz odpowiada innemu klientowi, format tabelaryczny

powoduje, że każdy wiersz (ang. row) ma te same atrybuty,

nazywane również polami (ang. field).

•

Wiersz to inaczej rekord lub krotka

Tabela, wiersz, kolumna

Podstawowe typy danych w MS SQL:

•

Dane tekstowe:

•

char, varchar, nchar, ntest, nvarchar

•

Liczbowe:

•

int, smallint, bigint, tinyint, float, real, decimal, numeric

•

Data i czas

•

datetime, smalldatetime

•

Binarne

•

binary, varbinary

•

Waluta

•

mony, smallmony

•

Specjalne

•

text, image, bit

Typy danych (MS SQL)

Dodatkowe opcje dla typów danych

Opcje dotyczące wszystkich typów



PRIMARY KEY: określa daną kolumnę jako klucz główny tabeli. Tabela może

posiadać tylko jeden klucz główny, jego wartości nie mogą się powtarzać

oraz muszą by różne od NULL



DEFAULT wartość domyślna: określa wartość domyślną kolumny dla nowo

wprowadzanych wierszy w przypadku, gdy instrukcja tworząca nowy

wiersz nie zadaje tej wartości. Jeśli w definicji kolumny pominięto opcję

DEFAULT (oraz nie podano opcji NOT NULL), to w takich wypadkach

wartością domyślną jest NULL. Jeżeli natomiat kolumna bez opcji DEFAULT

została zadeklarowana jako NOT NULL, to w miejsce brakującej wartości

zostanie automatycznie wprowadzona przez RDBMS wartość domyślna

zależna od typu.



NOT NULL | NULL: określa, czy NULL jest dopuszczalną wartością w tej

kolumnie. Domyślnie wartość NULL jest dopuszczalna, za wyjątkiem kluczy



REFERENCES: opcja ta służy do deklarowania kluczy obcych i wymaga

podania jako argumentu nazwy tabeli powiązanej, ew. kluczy powiązanych.



IDENTITY: podobne do typu danych auto-numeracji w bazach danych

Microsoft Access oraz auto increment w MySQL. W każdej z tablic

dozwolona jest jedna kolumna z własnością IDENTITY musi być ona także

typu całkowitego lub zgodna z typem całkowitym.

np.: identity (1,1) oznacza numerowanie od 1 co 1.

Przykłady:

•

integer not null Primary Key;

•

Alter table wyp_s add foreign key(id_skuter) references skuter (id_skuter)

Tworzenie tabel (MS SQL)

Przykład utworzenie tablicy „klient”:

create table klient

(

id_klienta int identity (1,1) not null,

imie varchar(50) not null,

nazwisko varchar(50) not null,

ulica varchar(10) not null,

numer varchar(10) not null,

miejscowosc varchar(50) not null,

kod_pocz varchar(10) not null,

nr_tel varchar(20) not null,

Primary Key (id_klienta)

)

Modyfikacja struktury tabel



ADD [COLUMN] definicja_kolumny [AFTER kolumna | FIRST]:

stworzenie nowej kolumny, według definicji o składni analogicznej jak w

instrukcji CREATE TABLE. Opcje pozwalają zażądać, by nowa kolumna

została stworzona w określonej pozycji (rozszerzenie MySQL) --

domyślnie umieszczana jest jako ostatnia.



ALTER [COLUMN] nazwa_kolumny { SET DEFAULT wartość |

DROP DEFAULT }:

zmiana (lub usunięcie) wartości domyślnej z definicji istniejącej

kolumny.



ADD INDEX [nazwa_indeksu]

(nazwa_kolumny_indeksowej, ...):

składnia analogiczna jak w deklaracji indeksu w instrukcji CREATE

TABLE.



ADD UNIQUE [nazwa_indeksu]

(nazwa_kolumny_indeksowej, ...):

operacja analogiczna do ADD INDEX.



RENAME [AS] nowa_nazwa_tabeli:

zmiana nazwy tabeli.



CREATE

[

UNIQUE

]

INDEX

nazwa

tabela (pole[

ASC

DESC

],...):

służy do tworzenia nowego indeksu w istniejącej tabeli.

Instrukcja DROP

Drop jest poleceniem do usuwania obiektów w RDBMS.

Składnia polecenia:



Usunięcie tabeli

•

DROP TABLE [nazwa obiektu] {RESTRICT | CASCADE}



Usuwanie kolumn:

•

DROP [COLUMN] nazwa_kolumny;



Usuwanie kluczy głównych:

•

DROP PRIMARY KEY: usuwa klucz główny a w przypadku jego

braku klucza głównego w tabeli, usuwa pierwszy w kolejności

indeks typu UNIQUE



Usuwanie indeksów

•

DROP INDEX nazwa_indeksu;



Usuwanie widoków

•

DROP VIEW nazwa_widoku;



Usunięcie bazy danych

•

DROP DATABASE nazwa_bazy;

Klucz główny – Klucz podstawowy – Primary

Key (PK)

Problem:

Konieczny jest sposób jednoznacznej identyfikacji klienta

•

Nazwisko może się powtórzyć

•

Adres także...

Rozwiązanie:

•

Wprowadzenie dodatkowej kolumny - id klienta

•

Id klienta liczba całkowita np. numer 6543 jednoznacznie go

identyfikuje

Kolumna lub zbiór kolumn jednoznacznie identyfikujący poszczególny

rekord (wiersz) w tabeli nazywane są kluczem głównym bądź

podstawowym (Primary Key)

Definicja Kluczy głównych (MS SQL)

Sposób 1:

create table [klient]

(

id_klienta int Identity (1,1) NOT

NULL,

imie Varchar(50) NOT NULL,

nazwisko Varchar(50) NOT NULL,

ulica Varchar(10) NOT NULL,

numer Varchar(10) NOT NULL,

miejscowosc Varchar(50) NOT NULL,

kod_pocz Varchar(10) NOT NULL,

nr_tel Varchar(20) NOT NULL,

Primary Key (id_klienta)

)

Sposób 2:

create table klient

(

id_klienta int Identity (1,1) NOT

NULL,

Primary Key

imie varchar(50) null,

nazwisko varchar(50) null,

ulica varchar(10) null,

numer varchar(10) null,

miejscowosc varchar(50) null,

kod_pocz varchar(10) null,

nr_tel varchar(20) null,

)

Klucz obcy

Klucz obcy jest kolumną lub zbiorem kolumn, który jest

kluczem głównym w innej tabeli.

Uogólniając: klucz obcy jest kopią klucza głównego z innej tabeli, zawiera wartości występujące w

innej tabeli kolumnie klucza głównego.

Relacja tworzona pomiędzy tabelami tworzona jest poprzez wzajemne

powiązanie klucza głównego z jednej tabeli z kluczem obcym w innej

tabeli.

Wartość klucza obcego nie może istnieć bez powiązania z kluczem

głównym.

Przykład definicji klucza obcego:

Alter table wypozyczenie add FOREIGN KEY(id) references

klient(id_klienta)

Podczas tworzenia klucza obcego, sprawdzane jest, czy kolumna w tabeli, do której odwołuje się

klucz obcy jest zadeklarowany w sposób gwarantujący unikatowość. Najczęściej kolumna do

której odwołuje się klucz obcy jest kluczem głównym tabeli.

Relacje

Bazy Danych wykorzystują klucze podstawowe i obce do określenia

relacji między danymi z odrębnych tabel, podczas wykonywania

zapytania i nie tylko.

W relacyjnych bazach danych uwzględnia się istnienie trzech typów

relacji. Są one klasyfikowane zależnie od liczby wartości, które

mogą wystąpić po każdej stronie relacji. Wyróżnia się więc relacje:

•

„

Jeden do jednego” (np. klient - adres)

•

„

Jeden do wielu” (klient - wypożyczenia)

•

„

Wiele do wielu” (książka – autor, autor – książka, książka może

mieć wiele autorów, autor mógł napisać wiele książek)

Typy relacji

•

„

Jeden do jeden”:

•

„

Jeden do wielu”:

•

„

Wiele do

wielu”:

Tabela pośrednia

Normalizacja bazy danych, postacie normalne

Normalizacja - proces projektowania bazy danych tak, aby utworzyć zbiór tabel

o odpowiedniej strukturze jest nazywany normalizacją lub sprowadzaniem do

postaci normalnej. Normalizacja polega na kolejnych podziałach tabel na

mniejsze tabele, które są z kolei łączone w zapytaniach. Stopień normalizacji

jest wynikiem wypośrodkowania między teorią i praktyką normalizacji.

Postacie normalne:

•

Pierwsza postać normalna (1NF) – postać najsłabsza, wymaga jedynie, aby

dziedziny atrybutów były elementarne (nierozkładalne, atomowe), czyli np.

liczby całkowite, daty, łańcuchy, a nie np. listy liczb lub zbiory dat.

• w poszczególnych tabelach eliminujemy powtarzające się grupy

• dla każdego zestawu danych pokrewnych, tworzymy oddzielne wiersze

• dla każdego zestawu danych pokrewnych określamy klucz podstawowy

•

Druga postać normalna (2NF) – wymaga, aby w wierszu nie było danych

zależnych od fragmentu klucza głównego.

•

Trzecia postać normalna (3NF) – gdy nie istnieją żadne zależności

przechodnie (nietrywialne).

• Eliminacja

pól, które nie zależą od klucza.

Postacie normalne

Cel normalizacji:

•

uniknięcie redundancji (tj. powtarzania się pól z identycznymi
wartościami w różnych tabelach)

•

wyeliminowanie niewygodnych relacji wieloznacznych

•

uniknięcie anomalii przy aktualizacji: modyfikacji, wstawianiu i
usuwaniu

•

uniknięcie niespójności

Koszt:



Mnożenie liczby tabel



Wydłużenie czasu dostępu do danych

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18

Prezentacja do cwiczenia 2

Document Outline