*Encja - (entity, entitas, ens - istnienie, byt) - opisywany lub modelowany byt. Konkretny, wyróżnialny, mający określoną formę lub własności. W bazach danych encja/byt reprezentowana jest przez dane, zgodnie z przyjętą strukturą/modelem.
>> Termin encji obejmuje zarówno typ encji, jak i jej reprezentanta (samochód).
*Baza danych - (data base): 1. Uporządkowany logicznie zbiór danych. 2. Zbiór danych o strukturze wynikającej z przyjętego modelu danych. 3. Kolekcja jednostek danych, posiadających określone uwarunkowania, relacje i schemat. Warunki definiują poprawny stan baz danych. Schemat określa opis, w jaki sposób dane, relacje i warunki są zorganizowane dla potrzeb aplikacji korzystających z bazy. 4. Kolekcja powiązanych i przechowywanych razem plików. Plik jest zbiorem elementów danych.
Baza danych składa się z części intensjonalnej (zbióru definicji, które opisują strukturę danych bazy danych)i ekstensjonalnej (zawartości bazy danych).
*System Zarządzania Bazą Danych (Data Base Management System)
- oprogramowanie zarządzające dostępem i wykorzystaniem bazy danych. Kontroluje wszelkie operacje na danych, sprawdza zgodność z modelem (schematem, relacjami, warunkami), przyjętymi zasadami bezpieczeństwa, itp. DBMS - jądro (realizacja podstawowych funkcji zarządzania danymi), interfejs (standard/język pośredniczący pomiędzy jądrem a narzędziami), narzędzia DBMS - np. wizualizacja, monitoring, języki programowania, itp.)
*System bazy danych 1. Komputerowy system, którego zadaniem jest utrzymywanie i zarządzanie informacją. 2. Zbiór złożony z Systemu Zarządzania Bazą Danych oraz jednej lub wielu baz danych.
*Krotka - wiersz w modelu relacyjnym.
*Relacja - w modelu relacyjnym konstrukcja typów rekordów inaczej tabela, powiązanie między tabelami w bazie danych.
*Atrybut - własność obiektu, typ pola określany (kolumna), inaczej element danych.
*Element danych - (data element) - nazwany identyfikator opisujący dane w sposób użyteczny dla danego zastosowania. Reprezentuje opis charakterystyki (atrybut, pole) danej encji/bytu. Element danych stanowi najmniejszą jednostkę informacji dla bazy danych. >> Para określająca nazwę (nazwisko) i typ przechowywanej wartości (char).
*Repozytorium danych - zbiór elementów danych i metadanych; raporty, programy, systemy, itd. System baz danych można również opisać jako repozytorium danych.
*Jednostka danych - (data item) - konkretna wartość elementu danych. Najczęściej element danych tworzony jest przez dany atrybut (typ) i jego wartość, nazwę (jednostka danych) (nazwisko).
*Model danych - określa zbiór reguł logicznej organizacji danych w bazie danych.
Model danych jako architektura - zbiór zasad posługiwania się danymi:
- zbiór reguł określających strukturę danych (definicja danych),
- zbiór reguł określających operacje na danych (operowanie danymi),
- zbiór reguł określających poprawne stany bazy danych (integralność danych).
Model danych jako projekt - zintegrowany zbiór wymagań dotyczących danych dla określonej aplikacji. Część specyfikacji systemów informacyjnych.
*Struktura danych - zbiór reguł logicznej organizacji danych w bazie danych, określający strukturę danych; nazwa jednostki przechowywania danych (rekord, element danych). Jednostki przechowywania danych to przykładowo formy rekordów czy elementów danych (pól, atrybutów), wartości, których tworzone są przez dane. Oznacza to, że model danych nie opisuje wartości danych lecz ich typy.
*Warunki integralności - w modelu relacyjnym: - integralność referencyjna (odwołań) klucze obce; - integralności encji (wierszy) klucze podstawowe.
w modelu hierarchicznym: - każdy rekord (oprócz korzenia drzewa) musi posiadać własnego, jednego rodzica; - jeżeli dany rekord posiada więcej rodziców niż jeden musi być skopiowany dla każdego rodzica oddzielnie tak, aby prawdziwa była powyższa zasada; - jeżeli usunięty zostaje dany rekord oznacza to, że usunięte zostają również wszystkie wywodzące się z niego rekordy - potomkowie.
>Charakterystyka modeli danych, cechy, podział, przykłady. Cechy: Zakładają między innymi dwa podstawowe elementy: - nazwaną jednostkę przechowywania danych (rekord, element danych), - relacje pomiędzy jednostkami przechowywania danych. Podział: - proste bazy danych (arkusze, tabele)(tabele),- hierarchiczny model danych(system plików, XML), - sieciowy model danych, - relacyjny model danych(Oracle, MySQL), - obiektowy model danych, - obiektowo-relacyjny m. danych.
>Charakterystyka modelu hierarchicznego. - zakłada grupowanie danych w formie kolejnych poziomów drzewa danych. Jest często przedstawiany poprzez model rodzic-potomek. Rodzic posiada pewną liczbę potomków, ci z kolei mogą mieć swoich potomków itd. Zbiór danych jest powiązany (ma relacje) z innymi zbiorami w tym samym drzewie (w tej samej rodzinie). Wyszukiwanie danych polega więc na kolejnym zagłębianiu się w coraz to kolejne zbiory danych. Budowany jest przeważnie w formie indukcyjnej tzn. dane są grupowane od ogółu do szczegółu. Doskonałym przykładem hierarchii są wszelkie systemy klasyfikacji. Często wadą tego modelu jest brak możliwości budowania relacji pomiędzy rekordami różnych drzew. Hierarchiczna baza danych zakłada podstawowe warunki integralności danych: - każdy rekord posiada własnego jednego rodzica; - jeżeli dany rekord posiada więcej rodziców niż jeden musi być skopiowany dla każdego rodzica oddzielnie; - jeżeli usuniemy rekord to także wszystkich wywodzących się z niego potomków. Podstawową relacją, jaka występuje w tym modelu jest jeden do wielu ( korzeń - gałęzie) i wielu do jednego (gałęzie - korzeń).
>XML a bazy danych. 1. XML jest uniwersalnym formatem składowania danych.
2. Dokument XML zawiera logicznie uporządkowane dane. 3. Dokument XML może zawierać opisy wielokrotnych instancji tej samej klasy. 4. Dokument XML jest bazą danych. 5. XML nie jest systemem zarządzania bazami danych. 6. Dokumenty XML lub dane dokumentów XML podlegają składowaniu w bazach danych.
Podstawowe zadania: 1. Składowanie danych w dokumentach XML. 2. Składowanie dokumentów XML. 3.Wyszukiwanie dokumentów XML.
4. Wyszukiwanie danych z dokumentów XML
>Charakterystyka modelu relacyjnego. - jest powszechnie najczęściej implementowany w oprogramowaniu systemów zarządzania bazami danych (SZBD). Jest opisywany poprzez trzy podstawowe elementy: - konstrukcję typów rekordów (tabele, zwane również relacjami), - reguły integralności danych (dopuszczalne wartości i ich kombinacje w tabelach), - operatory przetwarzania danych (algebra relacyjna).
Projektowanie typu rekordu polega na stworzeniu opisu rzeczywistego obiektu modelowanego w bazie danych. Konstrukcja tabel zwanych w tym modelu relacjami polega na stworzeniu N typów pól (atrybutów) określanych często kolumnami. Każda kolumna jest definiowana przez parę: nazwa kolumny oraz dziedzina danych. Nazwa kolumny identyfikuje kolumnę lub atrybut (własność obiektu). Dziedzina danych określa zakres stosowanego typu danej lub zbiór wszystkich możliwych wartości. Po określeniu typów atrybutów następuje opis poszczególnych, rzeczywistych obiektów czyli tworzenie szeregu M wierszy, zwanych w modelu relacyjnym krotkami. Liczba wierszy określa stopień tabeli lub inaczej relacji. Wartość każdego pola (atrybutu) wiersza musi być jednostkowa, dokładnie z wybranego zakresu dziedziny danych lub oznaczona wartością pustą - NULL.
>Algebra relacyjna z przykładami. Operatory przetwarzania danych - działają na tabelach (zbiorach wierszy) i efektem ich działania są również tabele.
Podstawowe operatory algebry relacyjnej to: - wybór (z ang. select) wybiera wiersze tabeli spełniające zadany warunek, - rzut (z ang. project) tworzy nową tabelę zawierającą wybrane kolumny z tabeli, - iloczyn zwany kartezjańskim (z ang. product) generuje nową tabelę na podstawie wszystkich możliwych kombinacji kolumn i wierszy tabel, - unia zwana również sumą (z ang. union) powstanie nowej tabeli składającej się ze wszystkich wierszy dwóch tabel, - połączenie zwane również złączeniem (z ang. join), powstanie tabeli z wszystkimi obu tabel, - przecięcie czyli część wspólna (z ang. intersection), generuje nową tabelę zawierającą wiersze występujące zarówno w 1 jak i 2 tabeli, - różnica (z ang. difference), tabela gdzie wszystkie jej wiersze występują w tabeli 1 a nie występują w 2, - iloraz (z ang. divide) zawiera zredukowane wiersze z tabeli 1, które zawierają wszelkie kombinacje atrybutów z tabeli 2.
>Charakterystyka i rola normy SQL. Język SQL służy do: - tworzenia tabel danych w ramach bazy danych, - zapisywanie tabel, zmienianie danych, usuwanie danych i tabel, - dokonywanie wyborów danych tabelowych i graficznych dla wskazanych warunków oraz posługiwanie się operatorami algebry relacyjnej, - tworzenie nowych, tymczasowych lub stałych tabel, - nadawanie uprawnień do korzystania z danych i ich sortowanie, - wykonywanie operacji matematycznych, logicznych i statycznych na danych. Jest to język bardzo łatwy i bardzo efektywny w nauczaniu.
>Zasady i metody budowania schematu bazy danych (relacyjnej, hierarchicznej).
W bazie relacyjnej Projektowanie typu rekordu polega na stworzeniu opisu rzeczywistego obiektu modelowanego w bazie danych. Konstrukcja tabel zwanych w tym modelu relacjami polega na stworzeniu N typów pól (atrybutów) określanych często kolumnami. Każda kolumna jest definiowana przez parę: nazwa kolumny oraz dziedzina danych. Nazwa kolumny identyfikuje kolumnę lub atrybut (własność obiektu). Dziedzina danych określa zakres stosowanego typu danej (np. liczby całkowite z zakresu 100 - 120) lub zbiór wszystkich możliwych wartości. Często dziedzina jest automatycznie wymuszana przez sam typ danej. Po określeniu typów atrybutów następuje opis poszczególnych, rzeczywistych obiektów (np. pacjentów) czyli tworzenie szeregu M wierszy, zwanych w modelu relacyjnym krotkami.
Liczba wierszy określa stopień tabeli lub inaczej relacji. Wartość każdego pola (atrybutu) wiersza musi być jednostkowa, dokładnie z wybranego zakresu dziedziny danych lub oznaczona wartością pustą - NULL. Nie określa się wskaźników jako atrybutów. Każda relacja jednoznacznie oznaczana nazwą posiada wyróżniany atrybut lub atrybuty (kolumny) nazywany kluczem głównym lub podstawowym (z ang. primary key). Kolumna oznaczona jako klucz podstawowy nie może zawierać wartości NULL. Wartość klucza podstawowego w poszczególnych wierszach nie może się powtarzać, a w związku z tym jednoznacznie określa wiersz tabeli. Klucz podstawowy gra niezwykle ważną rolę w relacjach pomiędzy rekordami różnych typów poprzez badanie zgodności wartości atrybutów innych rekordów z wartością klucza podstawowego. Kolumna tabeli wykorzystywana przy badaniu zgodności jej wartości z wartościami klucza podstawowego innej tabeli nazywana jest kluczem obcym (z ang. foreign key). Klucz obcy może mieć wartość nieoznaczoną czyli NULL. Relacja pomiędzy różnymi tabelami odbywa się więc na podstawie zgodności wartości wyznaczonych kolumn (klucza obcego i klucza podstawowego).
System hierarchiczny budowany jest przeważnie w formie indukcyjnej tzn. dane są grupowane od ogółu do szczegółu. Oznacza to prostą formę wyszukiwania danych danej klasy przechodząc poprzez kolejne poziomy szczegółowości. Specyficzna budowa takiej bazy danych umożliwia tworzenie prostych kryteriów wyszukiwania danych i w miarę potrzeby uszczegółowiania tych kryteriów wraz ze znajdywaniem kolejnych partii danych. Doskonałym przykładem hierarchii są wszelkie systemy klasyfikacji (np. chorób czy procedur medycznych). Często wadą tego modelu jest brak możliwości budowania relacji pomiędzy rekordami różnych drzew.
>Charakterystyka zadań systemu zarządzania bazami danych.
- sprawdza zgodność z modelem(schemat, relacje, warunki),przyjętymi zasadami bezpieczeństwa, - kontroluje operacje na danych, -jądro (realizacja podstawowych funkcji zarządzania danymi), - interfejs (standard/język pośredniczący pomiędzy jądrem a narzędziami), - narzędzia DBMS - np. wizualizacja, monitoring, języki progr., itp.)
XML |
SZRBD |
Dane w pojedynczej strukt. hierarchicznej |
Dane w wielu relacjach (tabelach) |
Węzły struktury (elementy) mogą posiadać wartość własną oraz liczne wartości atrybutów |
Komórki tabel przechowują pojedyncze wartości |
Elementy mogą być zagnieżdżone |
Wartości komórek są atomowe |
Kolejność elementów jest określona |
Kolejność krotek (wierszy) nie jest def. |
Schemat dokumentu jest opcjonalny |
Schemat bazy jest konieczny |
Bezpośr. składowanie zbioru danych dokumentu w XML |
Dane dokumentu rozłożone na zbiór atrybutów/relacji |
Wyszukiwanie danych poprzez dedykowane języki, np.: XQuery |
Wyszukiwanie danych poprzez język SQL |