1.              Wprowadzenie

1.1         Bazy danych i ich użytkownicy

a)  Wprowadzenie

Baza danych jest zbiorem powiązanych danych.

·       Baza danych jest abstrakcyjnym informatycznym odzwierciedleniem wybranego fragmentu rzeczywistości nazywanego „miniświatem”. Zmiany w tym świecie są odzwierciedlane w bazie danych.

·       Baza danych jest logicznie spójnym zbiorem danych posiadających określone znaczenie.

·       Baza danych jest projektowana, budowana i wypełniana danymi dla określonych celów. Ma określoną grupę użytkowników korzystających w określony sposób z zawartej w niej informacji.

Każda baza danych posiada:

·       swoje źródło danych;

·       swoich użytkowników;

·       związki z reprezentowaną rzeczywistością.

Systemem zarządzania bazą danych (SZBD) nazywamy zbiór programów umożliwiających tworzenie i eksploatację bazy danych.

SZBD jest oprogramowaniem ogólnego przeznaczenia ułatwiającym procesy definiowania, konstruowania i przetwarzania baz danych dla różnych aplikacji. SZBD nie zawiera warstwy wizualizacji.

·       Definiowanie bazy danych polega na specyfikacji typów danych przechowywanych w bazie danych.

·       Konstruowanie bazy danych polega na zapamiętaniu danych na nośniku kontrolowanym przez SZBD.

·       Przetwarzanie polega na generowaniu zapytań do bazy danych w celu wyszukania potrzebnych danych, uaktualnianiu danych zgodnie ze zmianami zachodzącymi w „miniświecie” i generowaniu raportów o zawartych danych.

·       w meta-bazie danych jest pamiętana semantyka danych;

·       moduł zarządzania transakcjami ma zapewniać spójność danych;

·       moduł zarządzania dostępem do danych odpowiada za fizyczną reprezentację danych.

Æ Przykład:

Poniżej przedstawiono przykłady danych jakie mogą być przechowywane w bazie danych.

Sieci komputerowe                            1/115

Student

Wykład

Grupa

Oceny

Ç

b)  Bazy danych a przetwarzanie plików

1. Baza danych to dane + meta-baza (oprócz danych są także przechowywane informacje o semantyce danych).

2. Niezależność programów i danych (np. w języku Clipper istnieje silne powiązanie między danymi a programem).

3. Abstrakcyjna reprezentacja danych.

4. Różnorodność sposobów widzenia danych.

c)  Aktorzy na scenie

1. Administrator bazy danych - DBA (posiada narzędzia diagnostyczne, stroi bazę danych).

2. Projektanci bazy danych (modelowanie konkretnej rzeczywistości).

3. Analitycy systemowi i programiści aplikacji (modelowanie konkretnej rzeczywistości).

4. Użytkownicy końcowi (najważniejsza grupa - to dla nich zbudowano system)

·  okazjonalni użytkownicy;

·  naiwni użytkownicy;

·  dobrze przygotowani użytkownicy.

d)  Pracownicy poza sceną

1. Projektanci i implementatorzy SZBD.

2. Projektanci i implementatorzy narzędzi wspomagających.

3. Operatorzy i personel pomocniczy.

e)  Zalety SZBD

1. Zmniejszenie nadmiarowości przechowywanych danych.

2. Współdzielenie danych.

3. Autoryzacja dostępu do danych.

4. Wielość interfejsów do danych.

5. Reprezentacja złożonych związków pomiędzy danymi.

6. Ograniczenia integralnościowe.

7. Backup & Recovery.

f)  Kiedy nie stosować SZBD

·       wysoki początkowy koszt inwestycji;

·       potrzeba nowego lub dodatkowego sprzętu;

·       nadmiarowość w zakresie współbieżnego dostępu, bezpieczeństwa, odtwarzania, definiowania ograniczeń;

·       jednoużytkowość;

·       proste bazy danych i proste aplikacje bez przyszłości;

·       wymagania czasu rzeczywistego.

g)  Kierunki rozwoju systemów baz danych

·       Systemy relacyjne à Systemy postrelacyjne.

·       Systemy baz wiedzy.

·       Systemy rozproszonych baz danych.

-      systemy homogeniczne;

-      systemy heterogeniczne.

·       Systemy obiektowych baz danych.

·       Systemy czasu rzeczywistego.

·       Systemy aktywnych baz danych.

1.2        
Koncepcja i architektura SZBD

a)  Modele danych, schematy i instancje

Fundamentalną cechą systemów baz danych jest to, że zapewniają one pewien poziom abstrakcji widzenia danych przez użytkowników przesłaniając szczegóły dotyczącej fizycznej organizacji danych.

Model danych to zbiór koncepcji stosowanych do opisu struktury bazy danych.

Model ma za zadanie wprowadzić pośrednią warstwę abstrakcyjną, która pozwala łatwiej analizować obiekty świata rzeczywistego.

Struktura obejmuje:

·       typy danych, związki pomiędzy danymi i ograniczenia nałożone na dane;

·       zbiór operacji służących do definiowania, wyszukiwania i uaktualniania bazy danych.

Kategorie modeli danych

·       konceptualne modele danych (niezależne od programów modele związków encji);

·       implementacyjne modele danych (modele zaimplementowane w SZBD, np. relacyjny, obiektowy);

·       fizyczne modele danych (postaci plików).

Schematy i instancje

Schemat bazy danych

·       opis bazy danych - schemat bazy danych: definiowany w trakcie projektowania bazy danych;

·       graficznie schemat bazy danych jest reprezentowany przez diagram schematu.

Baza danych

·       dane w bazie danych nazywamy instancją bazy danych (wystąpieniem lub instancją bazy danych).

Użytkownicy końcowi modyfikują stan bazy danych.

b)  Architektura SZBD

Trzypoziomowa architektura systemu bazy danych ANSI/SPARC:

·       niezależność fizyczna i logiczna danych;