Otoczenie SO PZ SI

BAZY DANYCH
Pojęcie systemu informacyjnego i
informatycznego
• DANE – wszelkie liczby, fakty, pojęcia zarejestrowane w celu uzyskania
wiedzy o realnym świecie. INFORMACJA - znaczenie przypisywane danym.
• SYSTEM INFORMACYJNY - całokształt przedsięwzięć organizacyjno sprzętowych związanych ze:
- zbieraniem danych,
- przechowywaniem danych,
- przetwarzaniem danych,
- udostępnieniem danych.
• SYSTEM INFORMATYCZNY – system informacyjny zbudowany w oparciu
o technikę komputerową.
• BAZA DANYCH– zestaw danych powiązanych ze sobą wspólnym tematem
lub celem, posiadających odpowiednią strukturę, przechowywanych na
nośniku, tj. w komputerze. Obsługa BD realizowana jest przy pomocy
specjalnego oprogramowania zwanego Systemem Zarządzania BD (DBMS –
ang. Data Base Management System)
SYSTEM ORGANIZACYJNY
Udostępnianie
danych
Przetwarzanie
danych
SO
Przechowywan
ie danych
Otoczenie
D
PZ
SI
Zbieranie
danych
PR
SO- system organizacyjny,
SI - system informatyczny
PZ - podsystem zarządzania,
D - element decyzyjny,
PR- podsystem roboczy,
dane,
dane sterujące,
strumień energii i
materiałów
Podstawowe pojęcia
Baz Danych
Podstawowymi pojęciami związanymi z BD są:
- REKORD (ang. Record) – jest podstawowy zbiór danych traktowanych jako
jednostka. Rekord jest więc kolekcją danych różnych typów opisujących
jednostkowy element lub zdarzenie. Przykładem rekordu mogą być np. dane
osobowe, obejmujące: nazwisko, imię, adres, datę urodzenia, identyfikator itp.
Każda osoba stanowi wówczas jeden rekord, a ich zbiór stanowi prostą BD.
Strukturę rekordu tj. zestaw par: nazwa atrybutu – typ atrybutu, określa się
mianem typu rekordu.
- POLE (ang. Field) – jest to element rekordu stanowiący wartość danej lub
odniesienie (wskaźnik) do innego pola, inaczej, obszar tabeli lub formularza, w
którym wpisujemy lub przeglądamy informacje nt. pojedynczego zadania lub
źródła. Często Polem określa się też parę określającą nazwę i typ przechowywanej
wartości.
- KARTOTEKA (ang. File) – zbiór rekordów traktowanych jako jednostka.
Kartoteka tworzona jest najczęściej jako zbiór rekordów tego samego typu (o tych
samych typach atrybutów). Stanowi więc logiczną całość i reprezentowana jest
często jako odrębny plik komputerowy. Stąd często kartoteka rozumiana jest jako
plik.
Podstawowe pojęcia
Baz Danych
Nowoczesne BD mają zdolność szybkiego wyszukiwania i łączenia
informacji przy pomocy kwerend, formularzy, raportów. Aby to było
możliwe w tabelach muszą być pola jednoznacznie identyfikujące
rekord.
- POLE KLUCZOWE albo KLUCZEM PODSTAWOWYM – pole jednoznacznie
identyfikujące rekord;
- KLUCZ ZŁOŻONY – kombinacja kilku pól identyfikująca rekord.
- INDEKSOWANIE - stosuje się w celu skrócenia czasu wyszukiwania
rekordów. Polega ono na zebraniu informacji o tym w jakiej kolejności
powinny być podawane rekordy, aby były uporządkowane.
- Indeksowanie może odbywać się według jednego lub kilku pól.
Podstawowe pojęcia
Baz Danych
Systemy zarządzania BD wykorzystują różne obiekty ułatwiające te
zadania. Należą do nich:
- FORMULARZE – obiekt systemu BD służący do wprowadzania,
uaktualniania i przeglądania danych. Ma przyjazny dla użytkownika
interfejs.
- RAPORTY – obiekt systemu BD
umożliwiający pobieranie danych z BD w
celu ich wyświetlenia na ekranie monitora albo wydrukowanie.
- KWERENDY(zapytania) – narzędzie służące do wyszukiwania i
wykonywania analiz i modyfikacji danych w BD;
Podstawowe pojęcia
Baz Danych
Przeglądanie danych w bazach danych umożliwiają takie
narzędzia jak:
- FILTROWANIE – filtr - zestaw ograniczeń nakładanych na rekordy,
które pozwalają je selekcjonować. Filtry nie zmieniają danych a
jedynie pozwalają na przeglądanie informacji których potrzebujemy.
- SORTOWANIE – proces układania rekordów według zadanej kolejności
i zadanego sposobu ( np. alfabetycznie, rosnąco, malejąco)
MODELE BAZ DANYCH
Do najbardziej znanych modeli baz danych zalicza się :
- proste (kartotekowe) bazy danych (arkusze, tabele),
- hierarchiczne bazy danych,
- sieciowe bazy danych, relacyjne bazy danych,
- obiektowe bazy danych.
Proste bazy danych
Proste bazy danych obejmują uporządkowane dane w formie jednej
lub wielu kartotek nie powiązanych ze sobą żadnymi relacjami.
Najprostsze reprezentacje kartotek to arkusze (tabele) danych. Tabela
określona przez zdefiniowaną wcześniej strukturę, a więc rodzaj i
nazwę kolumn (typy pól/argumentów), gromadzi informacje w formie
rosnącej liczby rekordów (wierszy tabeli). Gromadzenie danych w
arkuszach polega przeważnie na dopisywaniu kolejnych rekordów w
aktualnej tabeli. W przypadku dużej liczby danych lub różnej
tematyce danych tworzy się zbiór tabel. Przykładowym
zastosowaniem tego modelu może być zapis rozkładu dyżurów
(kartoteka / tabela) obejmujący zestaw atrybutów (nazwisko i imię,
data, godziny, oddział) dla każdego lekarza. Inne typowe
zastosowania prostych baz danych to wszelkie listy substancji
toksycznych, leków, spisu telefonów wewnętrznych w szpitalu, itp.
Zaletą tego systemu gromadzenia danych jest prosta i popularna
forma przechowywania danych.
Hierarchiczne bazy danych
Hierarchiczna forma przechowywania danych zakłada grupowanie
danych w formie kolejnych poziomów drzewa danych. Począwszy od
zbioru podstawowego, będącego korzeniem poprzez kolejne
podzbiory - rozgałęzienia dochodzimy do ostatnich zbiorów danych korony drzewa. System hierarchiczny jest często przedstawiany
poprzez model rodzic-potomek. Rodzic posiada pewną liczbę
potomków, potomkowie ci mogą mieć swoich potomków, ci z kolei ...
Zbiór danych w tym modelu (najczęściej w formie pojedynczej tabeli)
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.
Specyficzna budowa takiej bazy danych umożliwia tworzenie
prostych kryteriów wyszukiwania danych i w miarę potrzeby
uszczegółowiania tych kryteriów wraz ze znajdowaniem kolejnych
partii danych.
Hierarchiczne bazy danych cd
Często wadą tego modelu jest brak możliwości budowania relacji
pomiędzy rekordami różnych drzew. Hierarchiczna baza danych zakłada
podstawowe warunki integralności danych:
• każdy rekord (z wyjątkiem pierwszego rodzica - 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.
Podstawową relacją jaka występuje w tym modelu
jest; jeden do wielu ( korzeń - gałęzie) i wielu do
jednego (gałęzie - korzeń).
Dobrym przykładem hierarchicznej organizacji
kartotek jest praktycznie każdy komputerowy
system plików.
Sieciowe bazy danych
Termin sieciowe bazy danych nie określa w tym przypadku baz
danych pracujących w sieciach komputerowych. Pojęcie sieci odnosi
się tutaj do formy relacji pomiędzy poszczególnymi zbiorami danych
(rekordami). W modelu tym możliwe jest powiązanie dowolnego
zbioru danych z każdym innym.
Relacyjne bazy danych
Najprostsza BD może składać się z jednej tabeli. W przypadku
niewielkiej liczby danych jest to zupełnie wystarczające. Jednak gdy
danych jest więcej i mają bardziej złożony charakter, wtedy BD oparta
na 1 tabeli może nie sprostać naszym oczekiwaniom. Ponadto mogą w
niej wystąpić błędy utrudniające a niekiedy wręcz uniemożliwiające jej
funkcjonowanie.
Najważniejsze wady takiej BD opartej na jednej tabeli to:
- zjawisko redudancji – czyli powtarzania się informacji;
- anomalie aktualizacji BD – w przypadku zmiany danych jednej osoby
trzeba wyszukać i zmienić wszystkie rekordy dotyczące tej osoby;
- anomalie przy usuwaniu – gdy osoba odda np. wszystkie książki,
wszystkie dane o tej osobie są usuwane.
Relacyjne bazy danych
Model relacyjny 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).
Wszystkie rekordy wchodzące w skład tabeli mają jednakową liczbę pól
posiadających określony typ danych i zdefiniowanych na etapie
projektowania BD.
Relacyjne bazy danych
Zależnie od przyjętego typu pola mogą w nim byś przechowywane różne
dane. Pola mogą być typu:
- znakowy (tekstowy) o określonej długości w znakach;
- numeryczny (liczbowy)
- typ daty – format zależ od przyjętych w systemie komputerowym
ustawień;
- typ logiczny;
- typ Memo – do 255 znaków.
BD nie może być zbiorem przypadkowych danych . Dlatego podział danych
między tabele powinien być przeprowadzony w sposób przemyślany,
podobnie jaki relacje między tabelami.
Relacyjne bazy danych
Relacyjna BD – baza, która umożliwia przechowywanie i wyszukiwanie
informacji zgodnie z relacjami zdefiniowanymi przez użytkownika.
Relacja – powiązanie, związek pomiędzy różnymi tabelami w BD za
pomocą połączonych pól, które muszą być tego samego typu !
Relacje w BD mogą być następującego rodzaju:
- 1 do 1
- 1 do n (jeden do wielu)
- N do 1 (wiele do jednego);
- N do n (wiele do wiele.
Najczęściej występują relacje 1 do n. Nowoczesne BD mają zdolność
szybkiego wyszukiwania i łączenia informacji przy pomocy kwerend,
formularzy i raportów. Aby to było jednak możliwe, w tabelach muszą być
pola jednoznacznie identyfikujące rekord. Pola takie noszą nazwę pól
kluczowych albo klucz podstawowy.