STUDIUM PODYPLOMOWE
STUDIUM PODYPLOMOWE
KOLEGIUM NAUK SPOA
ECZNYCH I ADMINISTRACJI PW
KOLEGIUM NAUK SPOA
ECZNYCH I ADMINISTRACJI PW
PROJEKTOWANIE BAZ DANYCH -
PROJEKTOWANIE BAZ DANYCH -
PODSTAWY
PODSTAWY
Dr inż. Krzysztof Urbaniak
Baza danych
Baza danych
zbiór wzajemnie powiązanych ze sobą
zbiór wzajemnie powiązanych ze sobą
i zintegrowanych danych z dotycz cych
i zintegrowanych danych z dotycz cych
pewnej dziedziny
pewnej dziedziny
Potocznie (błędnie) używany w znaczeniach:
Potocznie (błędnie) używany w znaczeniach:
 system bazy danych
 system bazy danych
 system zarządzania bazą danych
 system zarządzania bazą danych
 model bazy danych
 model bazy danych
2
2
Integralność
Integralność
stopień dokładności odwzorowania
stopień dokładności odwzorowania
rzeczywistości
rzeczywistości
zapewnia, że baza danych daje poprawne
zapewnia, że baza danych daje poprawne
odpowiedzi na pytania
odpowiedzi na pytania
Więzy (warunki) integralności
Więzy (warunki) integralności
 reguły poprawnościowe wynikające z
 reguły poprawnościowe wynikające z
rzeczywistości
rzeczywistości
 pozwalają zachować poprawność i spójność
 pozwalają zachować poprawność i spójność
danych
danych
3
3
Rodzaje operacji na
Rodzaje operacji na
bazach danych
bazach danych
zapytań - wyszukują informacji
zapytań - wyszukują informacji
(czytają dane) w bazie danych
(czytają dane) w bazie danych
aktualizujące - dokonują zmian w
aktualizujące - dokonują zmian w
bazie danych
bazie danych
4
4
System bazy danych
System bazy danych
model danych
model danych
system zarządzania bazą danych
system zarządzania bazą danych
baza danych
baza danych
5
5
Modele danych
Modele danych
(rodzaje baz danych)
(rodzaje baz danych)
hierarchiczny
hierarchiczny
sieciowy
sieciowy
relacyjny
relacyjny
obiektowy
obiektowy
6
6
Relacyjny model
Relacyjny model
bazy danych
bazy danych
przedstawiony w 1970 roku przez E. F.
przedstawiony w 1970 roku przez E. F.
Codda
Codda
zapisuje dane w dwuwymiarowej
zapisuje dane w dwuwymiarowej
tablicy
tablicy
bazę danych stanowi wiele tablic
bazę danych stanowi wiele tablic
między którymi zachodzą związki
między którymi zachodzą związki
7
7
Cechy relacji (tabeli)
Cechy relacji (tabeli)
każda relacja (tabela) w bazie danych ma
każda relacja (tabela) w bazie danych ma
jednoznaczną nazwę
jednoznaczną nazwę
każda kolumna w tabeli ma jednoznaczną nazwę
każda kolumna w tabeli ma jednoznaczną nazwę
w ramach tej tabeli
w ramach tej tabeli
wszystkie wartości w kolumnie muszą być tego
wszystkie wartości w kolumnie muszą być tego
samego typu
samego typu
kolejność kolumn nie jest istotna
kolejność kolumn nie jest istotna
każdy wiersz w tabeli musi się różnić
każdy wiersz w tabeli musi się różnić
kolejność wierszy nie jest istotna
kolejność wierszy nie jest istotna
każde pole zawiera pojedynczą wartość
każde pole zawiera pojedynczą wartość
8
8
(atomową)
(atomową)
Klucz główny
Klucz główny
jeden lub więcej atrybutów tabeli, których
jeden lub więcej atrybutów tabeli, których
wartości jednoznacznie identyfikują każdy
wartości jednoznacznie identyfikują każdy
rekord
rekord
wartość klucza głównego musi być określona w
wartość klucza głównego musi być określona w
każdym wierszu, nie może przyjmować wartości
każdym wierszu, nie może przyjmować wartości
 null (nieznana wartość)
 null (nieznana wartość)
wartości klucza nie mogą się powtarzać
wartości klucza nie mogą się powtarzać
może być wybrany z wielu kluczy kandydujących
może być wybrany z wielu kluczy kandydujących
9
9
Klucz sztuczny
Klucz sztuczny
tworzony sztucznie atrybut, który
tworzony sztucznie atrybut, który
spełnia warunki dla klucza głównego
spełnia warunki dla klucza głównego
wykorzystywany, gdy naturalny
wykorzystywany, gdy naturalny
identyfikator nie ma cech klucza
identyfikator nie ma cech klucza
głównego lub musiał by się składać ze
głównego lub musiał by się składać ze
zbyt wielu atrybutów
zbyt wielu atrybutów
bywa wymuszony przez specyfikację
bywa wymuszony przez specyfikację
wymagań (staje się naturalnym)
wymagań (staje się naturalnym)
10
10
Klucz obcy
Klucz obcy
atrybut (lub grupa atrybutów) odpowiadający
atrybut (lub grupa atrybutów) odpowiadający
kluczowi głównemu w innej tabeli
kluczowi głównemu w innej tabeli
służy do reprezentowania powiązań między
służy do reprezentowania powiązań między
tabelami
tabelami
wprowadzany po stronie N związku 1-N
wprowadzany po stronie N związku 1-N
powinien spełniać warunki integralności
powinien spełniać warunki integralności
referencyjnej - musi mieć wartość występującą
referencyjnej - musi mieć wartość występującą
w kluczy głównym, z którym jest powiązany (lub
w kluczy głównym, z którym jest powiązany (lub
wartość  null )
wartość  null )
11
11
Więzy integralności
Więzy integralności
określają jak postępować przy
określają jak postępować przy
usuwaniu powiązanych rekordów
usuwaniu powiązanych rekordów
Rodzaje:
Rodzaje:
ograniczone usuwanie
ograniczone usuwanie
kaskadowe usuwanie
kaskadowe usuwanie
wstawianie null w miejsce klucza
wstawianie null w miejsce klucza
obcego przy usuwaniu
obcego przy usuwaniu
12
12
Etapy modelowania baz
Etapy modelowania baz
danych
danych
modelowanie koncepcyjne
modelowanie koncepcyjne
modelowanie logiczne
modelowanie logiczne
modelowanie fizyczne
modelowanie fizyczne
13
13
Koncepcyjne modelowanie
Koncepcyjne modelowanie
bazy danych
bazy danych
" opisuje zależności między danymi w
" opisuje zależności między danymi w
systemie informacyjnym
systemie informacyjnym
" powinno być w postaci graficznej (np.
" powinno być w postaci graficznej (np.
ERD)
ERD)
" powinno posiadać semantykę
" powinno posiadać semantykę
" niezależne od SZBD
" niezależne od SZBD
" łatwe w użyciu i nauce
" łatwe w użyciu i nauce
14
14
Logiczny model bazy
Logiczny model bazy
danych
danych
Powstaje w wyniku przekształcenia modelu
Powstaje w wyniku przekształcenia modelu
koncepcyjnego wg zasad modelu danych -
koncepcyjnego wg zasad modelu danych -
dla modelu relacyjnego przekształca ERD do
dla modelu relacyjnego przekształca ERD do
postaci tabel i ich atrybutów pod kontem
postaci tabel i ich atrybutów pod kontem
konkretnego systemu zarządzania bazą
konkretnego systemu zarządzania bazą
danych
danych
Spełnia warunki normalizacji baz danych
Spełnia warunki normalizacji baz danych
Może być zapisany w formie pisemnej lub w
Może być zapisany w formie pisemnej lub w
formie opisu podstawowych struktur w
formie opisu podstawowych struktur w
systemie zarządzania bazą danych
systemie zarządzania bazą danych
15
15
Fizyczny model bazy
Fizyczny model bazy
danych
danych
wyraża model danych za pomocą
wyraża model danych za pomocą
struktur danych i mechanizmów
struktur danych i mechanizmów
dostępu w konkretnym systemie
dostępu w konkretnym systemie
zarządzania bazą danych
zarządzania bazą danych
16
16
Normalizacja danych
Normalizacja danych
pozwala wyeliminować redundancję danych, a
pozwala wyeliminować redundancję danych, a
przez to ich niespójność lub anomalie
przez to ich niespójność lub anomalie
realizowana jest poprzez osiąganie kolejnych tzw.
realizowana jest poprzez osiąganie kolejnych tzw.
postaci normalnych:
postaci normalnych:
 pierwsza postać normalna
 pierwsza postać normalna
 druga postać normalna
 druga postać normalna
 trzecia postać normalna
 trzecia postać normalna
 postać normalna Boyce a-Codda
 postać normalna Boyce a-Codda
 czwarta postać normalna
 czwarta postać normalna
 piąta postać normalna
 piąta postać normalna
17
17
Pierwsza postać
Pierwsza postać
normalna
normalna
wszystkie dane są atomowe, np. adres
wszystkie dane są atomowe, np. adres
jest rozbity na atrybuty: ulica,
jest rozbity na atrybuty: ulica,
nr_domu, nr_mieszkania,
nr_domu, nr_mieszkania,
kod_pocztowy, miasto
kod_pocztowy, miasto
zdefiniowano klucz podstawowy
zdefiniowano klucz podstawowy
wszystkie atrybuty zależą od klucza
wszystkie atrybuty zależą od klucza
brak powtarzających się grup danych
brak powtarzających się grup danych
18
18
Druga postać normalna
Druga postać normalna
spełnia warunki pierwszej postaci
spełnia warunki pierwszej postaci
normalnej
normalnej
każdy atrybut niekluczowy jest zależny
każdy atrybut niekluczowy jest zależny
od całego klucza a nie od jego części
od całego klucza a nie od jego części
19
19
Trzecia postać normalna
Trzecia postać normalna
spełnia warunki drugiej postaci
spełnia warunki drugiej postaci
normalnej
normalnej
nie ma w tabeli atrybutów zależnych
nie ma w tabeli atrybutów zależnych
od atrybutów nie należących do klucza
od atrybutów nie należących do klucza
20
20
Denormalizacja
Denormalizacja
celowe odstępstwo od normalizacji ze
celowe odstępstwo od normalizacji ze
względu na przyspieszenie procesu
względu na przyspieszenie procesu
przetwarzania danych
przetwarzania danych
21
21
Przekształcenie ERD w
Przekształcenie ERD w
schemat relacyjny
schemat relacyjny
upraszczamy związki wiele-do-wielu
upraszczamy związki wiele-do-wielu
encja tabela (nazwy relacji w l.mn.)
encja tabela (nazwy relacji w l.mn.)
identyfikatory encji klucz główny
identyfikatory encji klucz główny
atrybut encji atrybut relacji
atrybut encji atrybut relacji
wprowadzamy klucz obcy do relacji
wprowadzamy klucz obcy do relacji
odpowiadającej stronie wiele
odpowiadającej stronie wiele
22
22
Indeksowanie bazy
Indeksowanie bazy
danych
danych
Indeks zawiera informacje o fizycznym miejscu
Indeks zawiera informacje o fizycznym miejscu
rekordu w tabeli i miejscu na którym się rekord
rekordu w tabeli i miejscu na którym się rekord
znajduje w wyniku uporządkowania rekordów
znajduje w wyniku uporządkowania rekordów
wg indeksu
wg indeksu
poprawia efektywności bazy danych, wspomaga
poprawia efektywności bazy danych, wspomaga
szybkość przetwarzania danych, ułatwia
szybkość przetwarzania danych, ułatwia
wyszukiwanie danych
wyszukiwanie danych
powiększa fizycznie bazę danych, spowalnia
powiększa fizycznie bazę danych, spowalnia
dodawanie, kasowanie i aktualizację danych ze
dodawanie, kasowanie i aktualizację danych ze
względu na konieczność aktualizacji indeksu
względu na konieczność aktualizacji indeksu
23
23
Notacja Martina
Notacja Martina
dokładnie jeden
dokładnie jeden
jeden lub zero
jeden lub zero
wiele
wiele
zero lub wiele
zero lub wiele
jeden lub wiele
jeden lub wiele
24
24
Różne notacje
Różne notacje
1 N
1:1 0:N
25
25