Přednáška-DATABÁZOVÉSYSTÉMY

Osnovaprezentace

1.Dataajejichstruktura

2.Databáze

3.Systémřízeníbázedat

4.Databázovýsystém(DBS)

5.Představitelémodelůdat

6.Normalizacedat

7.DotazovacíjazykSQL

8.Příkladydatabázovýchsystémů

Data–Jaklzedatastrukturovat?

Datajsouhlavnímpředmětemoperacívinformatice

Mohoubýtrůzněstrukturovanáirůznéorganizovaná

Formátydatvpodnikovéinformatice:tabulky,text,případněgrafika,grafyatd.

Zpohleduuloženídat:volnástruktura(např.text),pevnástruktura

Pevnástrukturadat

Jednotlivéznaky(numerické,alfanumerickéatd.)

Položky–reprezentujíurčitouvlastnostsledovanéreality,např.101reprezentujeidentifikátorzákazníka

Záznamy(rekord)–kolekcevzájemněsouvisejícíchpoložek,např.záznamoobjednávce

Bázedat(database)–jenanejvyššíúrovnihierarchiedat,kolekceintegrovanýchavzájemněsouvisejícíchsouborůdat.Např.soubordatobjednávekspolusesouboremdatzbožíasouboremzákazníků(objednatelů)

Databáze

Vintuitivnímpojetí

„místo“kamukládámevtištěnéneboelektronicképodoběnašedata

Databáze–souborsouvisejícíchdatpostačujícíchprodanýúčelneboprodanýsystémzpracovánídat

Databázenenídatabázovýsystém

Systémřízeníbázedat

Systémřízeníbázedat(SŘBD)–skupinaprogramůfungujícíjakorozhranímezidaty

vdatabáziauživatelem,případněaplikačnímprogramem.

ÚčelSŘBD–definiceakonstrukcedatabázeamanipulacesní.

Základnísložky:

-Programprodefinovánídat,umožňujícívytvářeníazměnydatovýchstruktur

- Programpromanipulacisdaty,umožňujícívkládáníaaktualizacidat,vyhledávání,výběraprezentacidatatvorbuformulářůasestav

-Programprořízenípřístupuuživatelůkdatům

Databázovýsystém

Principdatabázovéhosystémulzecharakterizovatrovnicí:DBS=DB+SŘBD

Datajsouorganizovánavdatabázi(DB)ajsouřízenísystémemřízeníbázedat(SŘBD)Výhody:

^{oKoordinujejakfyzický,taklogickýpřístupkdatům}

oSnižujeduplicitudat

oUmožňujeflexibilnípřístupkdatům(tj.tvorbudotazů)

oUmožňujevíceuživatelůmpřístupkestejnýmdatům

vestejnoudobu

Modeldat

Modeljezjednodušenírealitysloužícípropochopeníkomplexníchsystémůjakocelku.

oVytvářeníabstaktníchobjektů.

Modeldatjeabstraktnímodel,kterýdokumentujeaorganizujepodnikovádataprokomunikacimezičlenytýmu,sloužíjakoplánprovývojaplikací,specifikujejakdataukládatapřistupovatknim.

Představitelémodelůdat

Děrnéštítkyapapírovépásky

-Bylyhistorickyprvnímzpůsobempočítačovéhoukládánídat.

Hierarchickýmodeldat

oDatajsouorganizovánadostromovéstruktury

oKaždýzáznampředstavujeuzelvestromovéstruktuře

oVzájemnývztahmezizáznamyjetypurodič/potomek.

Síťovýmodel

oOdstraňujeomezenívevztazích,kterénemohoubýtzastoupenyvhierarchickém

modelu

oVsíťovémmodelumůžeuzelsouvisetsvícenežjednímdalšímuzlem

Relačnímodeldat

oCodd(1970)–modelzaloženýnan-árníchrelacích

Matematickýaparátrelačníchmnožinapredikátovélogiky

Datasdruženadotzv.relací(tabulek),kteréobsahujín-tice(řádky).

Tabulkajestrukturazáznamůspevněstanovenýmipoložkami(sloupci–

atributy)

 Každýsloupecmádefinovánjednoznačnýnázev,typarozsah,nebolidoménu

Záznmsestáván-ticí(řádkem)tabulky

oDůvodvzniku:

Zvýšenínezávislostidatvsystémechprosprávudatabází

Matematickýpřístupkukládáníanačítánídat

Podporaadhoczpracovánídotazu

Sémantickýmodeldat

o Reprezentujedatavpojmenovanýchmnožináchobjektů,hodnot,vztahůaomezenímimezitěmitomnožinamiobjektů,hodnotavztahů

oSémantickýdatabázovýmodel

oEntityRelationship(ER)model

 Používásejakozákladprosjednoceníodlišnýchpohledůnadata:síťovýmodel,relačnímodel,amodelmnožinentit

 TechnikatvorbyERdiagramůpředstavujegrafickýzpůsobzobrazovánítypůentit,vztahůaatributů

Entita–objektreálnéhosvěta

Množinaentit–skupinaentit

Vztah–zachycujísouvislostimezientitami

Vztah1:1nastávámezitypyentitČTENÁŘ-EXEMPLÁŘ,protožejedenkontrétníexemplářmůžebýtzapůjčenpouzejednímčtenářem

Vztah1:Nexitujenapř.mezitypyentitKNIHA-EXEMPLÁŘ–

vknihovněmajíněkolikexemplářůtéžeknihy

VztahM:NnastávámezitypyentitČTENÁŘ-REZERVACE,kdyrezervacenajednuknihumůžebýtprovedenavícečtenářiatakéjedenčtenářmůžerezervovatvíceknih

Metodikatvorbymodeludat

1.Specifikacemnožinenetitmodelovanéreality

2.Identifikacevztahůmezientitami

3.Přiřazeníprimárníchklíčů

4.Transformacemodeludologickéstruktury

5.Doplněnízbývajícíchatributůdopředběžnýchrelací

6.Prověřenístrukturymodelupomocínormalizačníchprocedur

7.Přířazenídoménjednotlivýmatributům

8.Stanovenípravidelprovkládání,rušeníazměnydatvdatabázi

9.Prognózabudoucíhovývojemodelu

Objektovýmodeldat

oPoskytujepodporuobjektůmmodelovanýchvdatabázovýchaplikacích

oDědičnostjejednímzklíčovýchpojmůobjektovéhoparadigma

oDalšípojmy:objekty,vlatnosti,metody,události

Rozdílmezi„klasickým“aobjektovýmpřístupem:

„Přitvorbědatovéhomodeluklasickýmzpůsobemsesnažímeprvkyreálníhosvětazobrazitdopředempřipravenýchstrukturpevnědanéhodruhu.Uobjektůjetomuobráceně;proprvkyreálnéhosvětasivytvářímenovéobjekty,kterésejimpodobají.“

Objektově-relačnímodeldat

oPodporapro:

 RozšířenízákladníchdatovýchtypůvrámciSQL(ORMDumožňujínávrhářidatabázedefinovatnovédatovétypy)

 SložitéobjektyvkontextuSQL(Vrelačnímmodelujsouatributytradičněatomové.ORMDpodporujíkompleníobjekty,kterétvoříshlukyhodnotjinýchdatovýchtypů.)

DěděnívkontextuSQL(Možnostopětovnéhopoužitídefinovaných

komplexníchobjektůauživatelemdefinovanýchfunkcí.)

 Tvorbusystémovýchpravidel(Pravidlajsouspojenasudálostí.Kdyždojdekudálosti,operacespojenéspravidlemseprovedou.Zajištěníkonzistentníhostavudatabáze.)

Deduktivnídatabáze

oPoskytujímechanismy,kterýmilzepomocípravidelodvoditzdatuložených

vdatabázinovéskutečnosti.

oJazykDatalog

Aktivnídatabáze

oPodporujereaktivníchovánínazákladěpravidelECA(EventConditionAction)

o Můžeautomatickyreagovatvčasaefektivněnaudálosti,jakojsoudatabázovépřechody,časudálostiaexternísignály

Temporálnídatabáze

oZabývásesituacemi,kdefaktajsouspojenysčasem

oRozlišujesesložkavyjadřujícíobdobí,vekterémbylfakt(vmodelovanémsvětě)

pravdivý(tzv.Validtime)asložkavyjadřujícíobdobí,pokteréjefaktuložen

vdatabázi(tzv.Transactiontime)

Distribuovanédatabáze

oMajíSŘBDrozdělenydoněkolikauzlů(počítačů)vpočítačovésíti

oVcentrálnímSŘBDjsoudatařízenavjednomuzlu,zatímcovdistribuovanémSŘBD

jsoudatařízenaněkolikauzly

oGlobálnídatazaznamenávávmnohazeměpisněoddělenýchlokalitách

Multimediálnídatabáze

oObsahujíaumožňujíklíčovéoperacesmultimediálnímidaty

oZaložennarelačnímmodeludat

oDatovýtypBLOB

Prostorovédatabáze

oZaloženanadatovémmodeludefinujícívlastnostiaoperacestatickýchobjektů

vprostoru

Multidimenzionálnídatabáze

o Vycházízvícerozměnrématicovéalgebry,kterábylapoužitapro(ruční)analýzydatodkoncedevatenáctéhostoletí

Normalizacedat

Úpravalogickéhomodeludatabázescílemomezitredundanciadekomponovatsložitérelacenadvojrozměrnétabulkysatomickýmihodnotamipolí.

Technikadatovénormalizacepatřímezizákladnítechnikynávrhurelačníhodatabázovéhoschématuapřinášínásledujícívýhody:

oZabráněnívznikuduplicitníchdat

oÚsporakapacitypaměťovéhomédia

oUsnadněníaktualizaeavýběrůpotřebnýchdat

Procesnormalizacedat

DotazovacíjazykSQL

Strukturovanýdotazovacíjazyk(neprocedurální)

Jesvětověnejpoužívanějšídatabázovýdotazovacíjazyk

Podporujevyhledávání,zpracováníasprávudatuloženýchveformětabulek

Jepřístupnýuživatelůmbezformálníhovzdělánívmatematiceaprogramování

Podporujerozhodováníaon-linezpracovánítransakcí

Pokoušíseosjednocenídatovýchdotazůaúkolůprosprávudatabází,jakojevytvářeníaúpravytabulekapohledů,řízenípřístupukdatůmadefinováníomezeníkochraněintegritydatabáze

Procesordotazůpřijímádotaz,ověřujejej,optimalizujeprocedurálnídatovýtok

prostřednictvímexekučníhoplánuarealizujejejprozískánívýsledkůdotazu.

PříkladdotazuvrealčníalgebřeaSQL

Jestanovenonásledujícínenormlaizovanérelačníschéma(tabulky):

o STUDENTI(Jmeno,Prijmeni,RC,Datumnarozeni,Předmět);ZNÁMKY(Hodnoceni,Předmět)

o Chcemevyhledatvšechnystudenty,kteřímajíznámkuzpředmětuInformatikaazobrazitjejichjménaapříjmení.

Příkladydatabázovýchsystémů

FoxPro,VisualFoxPro,Clipper,Paradox,MicrosoftAccess,PCFAND,602SQL(WinBase602)Oracle,MSSQLServer,Informix,Interbse/FireBird,Progress,MySQL,PostgreSQL,

Datamanagement

Osnovaprezentace

1.Data,informace,znalosti

2.Životnícyklusdat

3.DataManagement

Základníprincipy

Funkce

4.BusinessIntelligence

Multidimenzionálnídatabáze

Reporting

Data,informace,znalosti

Datajsoureprezentaceskutečnosti(text,čísla,grafika,obrazy,zvuknebovideo).

–Jsoutojakékolizaznamenanépoznatkyčifakta.

–Jsouschopnépřenosu,interpretacečizpracování.

–Informacejsoudatavkontextu.

–„Jsoutodata,kterámajísmysl“.

–Bezkontextu,datanemajísmysl.

Kontextzahrnuje(DAMA-DMBOK,2010):

•Podnikovývýznamdatovýchprvkůasouvisejícíchpojmů.

•Formát,vekterémjsoudataprezentována.

•Časovýrámecreprezentovanýdaty.

•Významdatvzhledemkdanémupoužití.

• Znalostjeporozumění,uvědomění,poznáníapřijetísituaceaseznámenísesjejísložitostí.(DAMA-DMBOK,2010)

•Znalostjeto,cojednotlivecvlastní(ví)poosvojenídatainformacíapojejichzačleněnídosouvislostí.

•Znalost,dataainformacejsoupodnikovýmzdrojem.

•Učenívorganizaci(Knowledgemanagement).

•Datajsouzáklademinformace,znalostianakonecmoudrosti.

Data-Informace-Znalosti

+Definice+Vzoryatrendy

+formát+Vztahy

+Předpoklady

+Časovýrámec

+Význam

Definicedat–„dataodatech“,tzv.meta-data.

Meta-data,včetněpodnikovýchdefinicdat,pomáhajívytvořitkontextdatapřispívatkezlepšeníkvalityinformací.

Životnícyklusdat

-porovnání

Životnícyklusvývojesystému

_Plán^{AnalýzaNávrhTvorbaTestováníNasazeníUdržování}

Životnícyklusdat

PlánSpecifikacePovolení^{Vytvořeníaz}ískání

Udržováníaužití

Archivacea

^napravení

Očištění

DataManagement(DAMA)