Opracowała: Emilia Jachna

III Rok ETI

Podstawowe pojęcia:



Baza danych – zbiór informacji opisujący

wybrany fragment rzeczywistości. Np. Dla

sklepu: dane dotyczące sprzedawanych

towarów w sklepie, klientów sklepu,

pracowników, zamówień



Schemat baz danych – określa w jaka powinna

być struktura danych oraz w jaki sposób dane

są powiązane



System zarządzania bazą danych (DBMS) –

zbiór narzędzi pozwalający na dostęp oraz na

zarządzanie jedną lub wieloma bazami danych



System baz danych – baza danych + DBMS



Model danych – zbiór ogólnych zasad

posługiwania się danymi

Model bazy danych

Jest to zbiór zasad (specyfikacji), opisujących
strukturę danych w bazie danych. Określane są
również dozwolone operacje. Definiuje się
strukturę danych poprzez specyfikację
reprezentacji dozwolonych w modelu obiektów
(encji - relacji) oraz ich związków. W informatyce
głównymi modelami baz danych są:



Modele historyczne (klasyczne):



hierarchiczny model danych,



grafowy (sieciowy) model danych,



relacyjny model danych,

Hierarchiczny model
danych



W modelu hierarchicznym dane są na

zasadzie rekordów nadrzędnych-podrzędnych,
tzn. rekordy przypominają strukturę drzewa.
Każdy rekord (za wyjątkiem głównego) jest
związany z dokładnie jednym rekordem
nadrzędnym.



Dane w takim modelu są znajdowanie na

zasadzie wyszukiwania rekordów podrzędnych
względem rekordu nadrzędnego.



Definicja danych



Dwie struktury danych: typy rekordów oraz związki
nadrzędny – podrzędny



Typ rekordu jest nazwaną strukturą danych złożoną ze
zbioru nazwanych pól np. Imię, Nazwisko. Dla każdego
pola przyporządkowany jest typ danych



Związki nadrzędny – podrzędny jest związkiem jeden do
wiele



Integralność danych



Dla każdego rekordu oprócz korzenia istnieje rekord
nadrzędny



Usunięcie rekordu nadrzędnego powoduje usunięcie
wszystkich rekordów podrzędnych



Rekord podrzędny może mieć tylko jeden rekord
nadrzędny

Relacyjny model danych
(RDBMS)



Relacyjny model baz danych został wymyślony przez

Edgara Franka Codda na przełomie lat 70. i 80.

zeszłego stulecia. Standard RDBMS (RDBMS ang.

Relational Database Management Systems) został

ostatecznie opracowany przez ANSI X3H2. Dane w

takim modelu przechowywane są w tabelach, z

których każda ma stałą ilość kolumn i dowolną ilość

wierszy. Każda tabela (relacja) ma zdefiniowany klucz

danych (key) - wyróżniony atrybut lub kilka takich

atrybutów, którego wartość jednoznacznie identyfikuje

dany wiersz. Wyszukiwanie danych odbywa się za

pomocą odwołania się programu do danego klucza i

identyfikacji danego wiersza za pomocą tegoż.

Baza danych jest zbiorem relacji, o następujących własnościach:



Każda relacja w bazie danych jest jednoznacznie określona przez swoją nazwę.



Każda kolumna w relacji ma jednoznaczną nazwę (w ramach tej relacji).



Kolumny relacji tworzą zbiór nieuporządkowany. Kolumny nazywane bywają

również atrybutami.



Wszystkie wartości w danej kolumnie muszą być tego samego typu. Zbiór

możliwych wartości elementów danej kolumny nazywany bywa też jej

dziedziną.



Również wiersze relacji tworzą nieuporządkowany zbiór; w szczególności, nie

ma powtarzających się wierszy. Wiersze relacji nazywa się też encjami.



Każde pole (przecięcie wiersza z kolumną) zawiera wartość atomową z

dziedziny określonej przez kolumnę. Brakowi wartosci odpowiada wartość

specjalna NULL, zgodna z każdym typem kolumny (chyba, że została jawnie

wykluczona przez definicję typu kolumny).



Każda relacja zawiera klucz główny -- kolumnę (lub kolumny), której wartości

jednoznacznie identyfikują wiersz (a więc w szczególności nie powtarzają się).

Wartością klucza głównego nie może być NULL.

Model relacyjny dostarcza dodatkowych, specyficznych dla siebie postaci reguł

integralności:



Integralność encji: każda tabela musi posiadać klucz główny, a wartości klucza

głównego muszą być w ramach tabeli unikalne i nie równe NULL. W szczególności,

zapobiega to wystąpieniu w tabeli powtórzeń wierszy.



Integralność referencyjna: każda wartość klucza obcego może być albo równa jakiejś

wartości klucza głównego występującej w tabeli powiązanej, lub (ewentualnie) NULL.

Pociąga to za sobą konieczność określenia reguły postępowania w wypadku usuwania

wiersza z tabeli powiązanej, co mogłoby unieważnić niektóre wartości kluczy obcych w

tabelach do niej się odnoszących. W grę wchodzą trzy postacie takiej reguły:



Restricted: usunięcie wiersza jest zabronione, dopóki nie zostaną usunięte lub

odpowiednio zmodyfikowane wiersze z innych tabel, których wartości kluczy obcych

stałyby się wskutek tej operacji nieważne;



Cascades: usunięcie wiersza powoduje automatyczne usunięcie z innych tabel wszystkich

wierszy, dla których wartości kluczy obcych stały się nieważne;



Nullifies: nieważne wartości kluczy obcych ulegają zastąpieniu przez NULL.



W praktyce zazwyczaj jest pożądane stosowanie dalszych warunków integralności

(integralność dodatkowa). Na ogół istnieją w DBMS mechanizmy narzucenia takich

warunków, sformułowanych w języku algebry relacyjnej lub zbliżonym.

Sieciowy model danych



Sieciowy model danych w ogólnym zarysie niewiele odbiega od

hierarchicznego. W miejsce związku nadrzędny-podrzędny

pomiędzy rekordami wprowadza się w nim tzw. typ kolekcji (set),

który jest złożonym typem danych pola zawierającym odniesienia

do innych rekordów określonego typu. Tzn. określenie typu

kolekcji polega na podaniu typu rekordu- ,,właściciela'' i typu

rekordów-elementów kolekcji (oraz ew. klucza porządkowania

elementów). Operowanie danymi ma też charakter proceduralny:

typowe operacje to wyszukiwanie rekordu na podstawie

zawartości pól i/lub przynależności do danego wystąpienia typu

kolekcji, i dokonywanie modyfikacji bieżącego rekordu.



Warunki integralności danych, poza oczywistymi już więzami

dotyczącymi zgodności zawartości pól rekordu z określeniem typu

rekordu i unikalności pól kluczowych, mogą być formułowane w

terminach wymogu przynależności rekordu do jakiegoś

wystąpienia określonego typu kolekcji.



Definicja danych



Dwie struktury danych: typy rekordów i typy

kolekcji



Pola rekordów mogą mieć typy złożone



Typy kolekcji – opis związku jeden do wiele

między typami rekordów - posiada typ rekordu
właściciela oraz typy rekordów członków