WT PW  rok 2008/9 IS(U)  semestr 2  Wykład 3
Wykład 3. Bazy danych;
I.1.1 Geneza i rozwój systemów baz danych
systemy wspomagające zarządzanie
Powstanie systemów baz danych (lata 60/70)
I. Systemy baz danych
rosnąca objętość gromadzonych informacji
1. Definicje i podstawowe pojęcia
postęp środków technicznych informatyki
2. Modele danych i schematy baz danych
(w tym pamięci masowych na taśmach i dyskach)
znaczenie informacji w zarządzaniu
3. Charakterystyka SZBD
potrzeba sprawniejszych metod przetwarzania
4. Języki systemów baz danych
Czynniki wyznaczające rozwój technologii baz danych
5. Nowsze rodzaje systemów baz danych
sieci komputerowe rozproszone bazy danych
II. Systemy wspomagające zarządzanie trendy w inżynierii oprogramowania bazy obiektowe
postęp w technikach multimediów bazy multimedialne
" Rozwój systemów informatycznych zarządzania
potrzeby biznesu hurtownie danych, systemy zarządzania
" Klasyfikacje SIZ
rozwój Internetu i WWW zastosowania, technologie
I.1.3 Inne definicje i klasyfikacja
I.1.2 Definicja i przykład bazy danych
systemów baz danych
Baza danych
Baza danych to zorganizowany zbiór wzajemnie
 zbiór jednostek danych różnych typów z opisem występujących między
powiązanych danych (zapisów informacji)
nimi związków
o określonej strukturze i regułach spójności (integralności)
 zbiór danych operacyjnych wykorzystywanych przez systemy użytkowe
trwale przechowywanych na fizycznych nośnikach danych, organizacji (C.J.Date)
np. w masowych pamięciach systemów komputerowych
System zarządzania bazą danych
 złożony system oprogramowania, organizujący duże zasoby danych
Przykład: system z bazą danych obsługujący bibliotekę
w sposób zapewniający ich aktualność, dostępność, spójność
i bezpieczeństwo.
Program Program Program kon-
&
rezerwacji wypożyczeń troli zwrotów System
Rodzaje systemów baz danych
zarządzania
 ze względu na logiczny model (schemat) bazy danych: hierarchiczne,
bazą danych
sieciowe, relacyjne (obecnie ok.. 70%), obiektowe
Baza ang.
Rezerwacje Czytelnicy
danych database
 ze względu na lokalizację: lokalne, centralne i rozproszone
SZBD
ang. management
Wypożyczenia Książki  ze względu na rodzaj przechowywanych danych: konwencjonalne
database system
(dane tekstowe i liczbowe), multimedialne (+ obraz, dz
więk...)
skrót: DB skrót: DBMS
I.2.1 Trzy aspekty struktury bazy danych I.2.2 Składowe elementy
pojęciowych modeli danych
i odpowiadające im modele danych
Encje i atrybuty
- obiekty świata rzeczywistego i ich cechy
Zewnętrzne
Struktura Nazwy
modele danych
funkcjonalna - identyfikatory encji i atrybutów
Dziedziny
Pojęciowy
Struktura
model danych - zbiory wartości atrybutów
logiczna
Związki informacyjne między encjami
Struktura
Wewnętrzny
- mogą mieć różną krotność: jeden do jednego (1:1),
fizyczna
model danych
jeden do wielu (1:n), wiele do wielu (m:n)
- mogą być obligatoryjne lub nie
- opisywane przez diagramy związków encji
WT PW  rok 2008/9 IS(U)  semestr 2  Wykład 3
I.2.3 Przykładowy diagram związków encji I.2.4 Modele (schematy) baz danych
Projektowanie bazy danych:
Graficzne oznaczenia
STATUS
związków:
odwzorowanie pojęciowego modelu danych na model (schemat)
UPRAWNIEC

bazy danych, czyli logiczną strukturę danych właściwą dla SZBD
Krotność
jest dotyczy
zamawiana
? Model sieciowy, oparty na konstrukcji  kolekcji
POZYCJA
1:1
grupa DBTG organizacji CODASYL 1965...
KATALOGU
zamawia
CZYTELNIK
1:n
ma Model hierarchiczny
m:n
egzemplarz
REZERWACJA wypożycza zawężona postać modelu sieciowego, IMS 1968&
Model relacyjny
Obligatoryjność
Codd 1970& , oparty na pojęciach zbioru i relacji
TAK WYPOŻY-
KSI
ŻKA
CZENIE
jest
NIE
Model obiektowy
wypożyczana
T/N informacja reprezentowana w postaci  obiektów
Object Data Manegement Group (ODMG) 1991
I.2.6 Przykład odwzorowania pojęciowego
I.2.5 Relacyjny schemat bazy danych
modelu danych na relacje
Relacja = Nazwa + zbiór atrybutów POZYCJA-KATALOGU
np.
(Isbn, Wydawca, Autor, Tytuł, Rok, Kategoria)
POZYCJA-KATALOGU
CZYTELNIK
(Isbn, Wydawca, Autor, Tytuł, Rok, Kategoria)
(Czytelnik#, Nazwisko, Adres, Status)
KSI
ŻKA
KSI
ŻKA
(Numer, Isbn, Półka, Czytelnik, Zwrot) # oznacza automatyczną
(Książka#, Półka, Isbn)
numerację przez system
zbiory atrybutów opisujących encje to rekordy
WYPOŻYCZENIE
klucz pierwotny identyfikuje rekordy
(Data-zwrotu, Książka, Czytelnik)
klucz obcy reprezentuje związek z inną relacją
REZERWACJA
Odwzorowanie modelu pojęciowego na schemat relacyjny (Data-rezerwacji, Isbn, Czytelnik)
utworzenie relacji dla encji i związków
STATUS-UPRAWNIEC

uzupełnienie kluczy pierwotnych, normalizacja
(Status, Okres-wypożyczenia, Maks-liczba-książek)
I.3.1 Tworzenie i utrzymanie bazy danych I.3.2 Architektura systemu baz danych
Analiza danych Ramowy słownik danych
zależność
APLIKACJE
informacyjna
Modelowanie Ogólny model pojęciowy
danych i zewnętrzne modele danych
ZEWN
TRZNE - FUNKCJONALNE
Projektowanie Specyficzne dla SZBD: SCHEMATY DANYCH
bazy danych schemat logiczny
OGÓLNY - LOGICZNY
SZBD
i schematy zewnętrzne
SCHEMAT BAZY DANYCH
Implementacja Schemat wewnętrzny
WEWN
TRZNY - FIZYCZNY
bazy danych & założenie bazy danych
SCHEMAT BAZY DANYCH
Monitorowanie Zoptymalizowana
dane
i dostrajanie struktura bazy danych
BAZA DANYCH
schematy
WT PW  rok 2008/9 IS(U)  semestr 2  Wykład 3
I.3.3 Funkcje użytkowania SZBD I.3.4 Funkcje zarządzania SZBD
Ochrona bazy danych
Definiowanie struktur danych
rekordy, tabele, relacje - schematy, podschematy... hasła i reguły uprawnień
reguły walidacji danych
Manipulacja danymi: wprowadzanie, aktualizowanie
blokowanie, reguły równoczesnego dostępu
i usuwanie danych
programowa i interakcyjna kopie zapasowe, rejestry transakcji
Wyszukiwanie danych
Administracja bazą danych
programowe, interakcyjne i wizualne
zintegrowane słowniki danych
Prezentacja danych
monitorowanie wykorzystania danych
arkusze, raporty, grafika
fizyczna organizacja dostępu do danych
indeksowanie, haszowanie, sortowanie ...
I.3.5 Silne i słabe strony I.3.6 ... cd. Silne i słabe strony
systemów baz danych ...
systemów baz danych
+ Scentralizowana kontrola spójności danych gwarantuje
Zalety:
jednoznaczność i sensowność danych, jednokrotną aktualizacja
+ Mechanizmy strukturalizacji danych służą reprezentacji
danych i zachowanie warunków ograniczających
tzw.  dziedziny przedmiotowej - obiektów świata rzeczywistego
+ Scentralizowana ochrona niezawodności systemu zapewnia
i występujących między nimi związków
bezpieczeństwo danych
+ Niezależność danych od programów sprzyja dostosowania
do zachodzących zmian i tworzeniu różnych  widoków danych
Wady:
+ Zaawansowane języki manipulacji danymi ułatwiają tworzenie
- Złożoność
aplikacji bazodanowych
- Koszt
+ Standardowe języki zapytań pozwalają uzyskać żądane
- Nieefektywność przetwarzania
przekroje informacji zawartych w bazie danych
- Sztywność formatów danych
I.4.2 Przykład:
relacyjny schemat bazy danych
I.4.1 Języki systemów baz danych
w języku opisu danych (DDL)
CREATE TABLE POZYCJA-KATALOGU
Język opisu danych
(Isbn CHAR(13) NONULL,
DDL (Data Description Language)
Wydawca CHAR(50) VAR,
opis rekordów tabel, kluczy, indeksów, warunków spójności
Autor CHAR(50) VAR NONULL,
tworzenie i usuwanie tabel bazy danych
Tytuł CHAR(100) VAR NONULL,
Język manipulacji danymi
Rok CHAR(4),
DML (Database Manipulation Langauge) Kategoria CHAR(20) NONULL)
...
wprowadzanie danych do tabel
CREATE TABLE KSI
ŻKA
usuwanie danych z tabel
(Książka# CHAR(5) NONULL,
aktualizacja danych ...
Półka SMALLINT,
Język zapytań (query language)  standard SQL
Isbn CHAR(13) )
...
wybiórczy dostęp do informacji zawartej w bazie danych
WT PW  rok 2008/9 IS(U)  semestr 2  Wykład 3
I.4.3 Języki manipulacji danymi (DML)
I.4.4 Języki zapytań
Modyfikacja danych SQL (Structured Query Language (+ DML + DDL + DCL)
Standardy ANSI 1989, 1992, 1999, 2003
UPDATE KSI
ŻKA SET Półka=8 WHERE Półka=4
SELECT Tytuł, Autor
UPDATE KSI
ŻKA K
FROM POZYCJE-KATALOGU,
INNER JOIN POZYCJE_KATALOGU P ON K.Isbn=P.Isbn
KSI
ŻKA, WYPOŻYCZENIA
SET K.Półka=8
WHERE K.Półka=4 AND P.Kategoria= Informatyka WHERE POZYCJE-KATALOGU.Isbn = KSI
ŻKA.Isbn
AND KSI
ŻKA.Książka =WYPOŻYCZENIA.Książka
Usuwanie danych z tabeli
AND Data-zwrotu <  5.03.2008
DELETE FROM POZYCJE_KATALOGU
Inne
WHERE Kategoria= Beletrystyka
formalne: Quel, Prolog
Dołączanie danych do tabeli (INSERT...)
graficzne: Query-By-Example, Cupid
np. dopisywanie rekordów wybranych z innych tabel
języki naturalne
I.5.1 Rozproszone bazy danych I.5.2 Cechy rozproszonych baz danych
DDBS: Distributed DataBase Systems Dane rozproszone w wielu odległych węzłach
Połączenie dwóch głównych technologii fragmentaryzacja
technologia baz danych replikacja
technologia transmisji danych
uzyskanie żądanej informacji może wymagać
złożenia danych z różnych lokalizacji
Trzy scenariusze współużytkowania baz danych
w rozproszonych geograficznie lokalizacjach
Zasady przezroczystości
centralna baza danych, kopie danych
przezroczystość geograficzna:
dla węzłów lokalnych
użytkownicy nie wiedzą, skąd pobierają dane
zdecentralizowane bazy w węzłach lokalnych,
przezroczystość fragmentaryzacji:
zdalne zapytania, transmisja wyników
użytkownicy nie wiedzą o podziale danych
rozproszona baza danych ze wspólnym
przezroczystość replikacji:
modelem pojęciowym danych
użytkownicy nie wiedzą istnieniu kopii danych
I.5.3
I.5.4 Obiektowe bazy danych
Centralne a rozproszone bazy danych
Zalety scentralizowanego podejścia Obiektowy model danych, powrót do struktury sieciowej
klasy i typy, hierarchia klas, dziedziczenie
mniejsze koszty: sprzęt, programy, utrzymanie
klasa: atrybuty i metody przetwarzania
scentralizowana kontrola dostępu
obiekty: instancje klas; obiekty złożone
jeden wspólny schemat bazy danych...
powiązania wskaz
nikowe między obiektam
Zalety rozproszonego podejścia
Pracownik ... Pracuje w
Firma ....
odporność na awarię węzła bazy danych
Prezes
oraz uszkodzenia łączy transmisji danych
Pracownik ... Pracuje w
Zatrudnia
zmniejszenie objętości transmisji danych
Zatrudnia
przyspieszenie przetwarzania
Pracownik ... Pracuje w
Zatrudnia
elastyczność konfiguracji sprzętowej
W praktyce powszechne rozwiązania relacyjno-obiektowe
heterogeniczne oprogramowanie...
WT PW  rok 2008/9 IS(U)  semestr 2  Wykład 3
I.5.5 Multimedialne bazy danych I.5.6 Hurtownie danych
Różne potrzeby przedsiębiorstw i organizacji związane
Różne rodzaje danych, definiowane przez normę
z wykorzystaniem zasobów danych
ISO/IEC 13249: Information technology -- Data-base
operacyjne: SZBD (+ nowe technologie)
languages -- SQL -- Multimedia and Application Pack
analityczne, decyzyjne: hurtownie danych
Tekst, Dane przestrzenne, Grafika, Animacja, (+ systemy ekspertowe, bazy wiedzy)
Obrazy, Wideo, Dz
więki, Dane sejsmiczne,
Przykłady zapytań analitycznych
Muzyka, Formuły matematyczne które produkty przynoszą najwięcej zysku?
którzy dostawcy są najmniej pewni?
Dane o dużej objętości, specyfikacje typów danych:
Baza danych analitycznych: zintegrowana, tematyczna,
Binary Large Object (BLOB),
nieulotna, wielowersyjna:
Character Large Object (CLOB)
specyfika: wielkie zasoby danych, duży nakład obliczeń
Model relacyjny lub obiektowy
metody: agregacje, podział na partycje
złożone i dynamiczne związki danych
II.1 Rozwój technicznych środków realizacji
II.2 Ogólna struktura SIZ
systemów informacyjnych zarządzania
Oprogramowanie
Sprzęt komputerowy :
SYSTEM INFORMATYCZNY ZARZ
DZANIA
szybkość przetwarzania  języki i środowiska
OPROGRAMOWANIE
pojemność pamięci programowania
KONFIGURACJA ZASOBY
urządzenia zewnętrzne  narzędzia CASE SYSTEMOWE
SPRZ
TOWA INFORMACJI
Computer Aided System/
Systemy baz danych: UŻYTKOWE
Software Engineering
Transmisja danych
Sieci komputerowe:
 protokoły komunikacji
ORGANIZACJA SYSTEMU
 rozległość
 postać i format danych
 otwartość
 specyficzne technologie:
 przepustowość
U Ż Y T K O W N I C Y
teletekst, telefax, EDI...
 technologie internetu
II.3 Generacje systemów informacyjnych
zarządzania (SIZ)
II.4 Ewolucja SIZ
Systemy ewidencyjno-transakcyjne SET
1
Transaction Processing Systems TPS
stopień
Systemy informacyjno-decyzyjne SID
2
integracji
Management Information Systems MIS
ZSI
3 Systemy wspomagania decyzji SWD
SSI
Decision Support Systems DSS
Systemy eksperckie SE SIK
4
Expert Systems ES
SE
Systemy informowania kierownictwa SIK SWD
5
Executive Information Systems EIS
SID
SET
Systemy sztucznej inteligencji SSI
6
Artificial Intelligence Systems AIS
Zintegrowane systemy informatyczne ZSI
7 lata
1960 1970 1980 1990 2000
Integrated Management Information Systems IMIS
WT PW  rok 2008/9 IS(U)  semestr 2  Wykład 3
II.5 Trzy wymiary informacji w zarządzaniu
II.6 SIZ dla różnych szczebli zarządzania
Charakter
Typ
Kadra
wspomagania
systemu
Informacje specyficzne dla
X
Naczelne Podejmowanie decyzji SWD...
różnych działów organizacji
kierownictwo strategicznych
Różne funkcje zarządzania:
S
Konsultanci, Doradztwo, plany SWD
 planowanie
analitycy strategiczne
SE
 organizowanie
Y
 przewodzenie Kierownictwo Podejmowanie decyzji SIK
T
 kontrolowanie średniego szczebla taktycznych
Kierownictwo Bieżąca kontrola SID
Podejmowanie decyzji na różnych szczeblach:
średniego i podejmowanie decyzji SET
strategiczny (S)
O
i niższego szczebla operacyjnych
taktyczny (T)
operacyjny (O) Pracownicy Realizacja prac, SET
Z
W
komunikacja
wykonawczy (W)
SAPB
II.7 Klasy współcześnie oferowanych II.8 Systemy informatyczne wspomagające
systemów informatycznych zarządzania planowanie zasobów gospodarczych
Symbol Nazwa polska / angielska Funkcje (narzędzia)
Systemy Zarządzania Procesami / Definiowanie i zarządzanie wymianą informacji
BMP
MRP: Planowanie zapotrzebowań materiałowych
Business Process Management wewnątrz przedsiębiorstwa (semantyka
Material Requirements Planning
procesów biznesowych)
Systemy Inteligencji Biznesu (?) / Wielowymiarowa analiza informacji ważnych Rosnący
BI
MRP II: Planowanie zasobów produkcyjnych
Business Intelligence dla przedsiębiorstwa (m.in.data mining, metody
poziom
Manufacturing Resourse Planning
statystyki, prognozowania, wspierania decyzji)
zarządzanie popytem (prognozy i zamówienia) integracji
Systemy Zarządzania Relacjami Zarządzanie bezpośrednią interakcją z klientami
CRM
planowanie sprzedaży i produkcji,
z Klientami / przedsiębiorstwa
Customer Relationship Management zdolności produkcyjnych,
ERP II
zapotrzebowania na zasoby, materiały i usługi
Systemy Planowania Zasobów Zarządzanie zamówieniami sprzedażyi
ERP
Przedsiębiorstwa / planowaniem produkcji; synchronizacja działań harmonogramowanie produkcji, montażu
ERP
Enterprise Resource Planning związanych z wykorzystaniem zasobów
zarządzanie warsztatem produkcyjnym
MRP II
Systemy Finansowo-Księgowe Rejestrowanie i monitorowanie operacji
FK
ERP: Planowanie zasobów gospodarczych
finansowo-księgowych
MRP
Enterprise Resource Planning
Systemy Zarządzania Cyklem Wspieranie przedsiębiorstwa w procesie
PLM
Życia Produktów / tworzenia i rozwoju produktów od momentu
ERP II: współcześnie, technologie Internetu
Product Lifecycle Management koncepcji, poprzez projekt i produkcję
II.9 Systemy informatyczne wspomagające II.10 Systemy informatyczne wspomagające
projektowanie i wytwarzanie procesy produkcyjne
CAD/CAM
CIM
Computer Integrated Manufacturing
Computer Aided Design / Manufacturing
systemy integrujące zautomatyzowany proces
CAD: komputerowo wspomagane projektowanie
produkcji z ogólnymi funkcjami zarządzania
narzędzia specyficzne dla prac inżynierskich
CAM: komputerowo wspomagane wytwarzanie
MRP II, ERP CAD/CAM
planowanie wspomaganie
planowanie i projektowanie procesów produkcyjnych
zasobów projektowania
sterowanie urządzeniami produkcyjnymi
gospodarczych i wytwarzania
przykład: produkcja karoserii samochodów
FMSs: Flexible Manufacturing Systems