Презентация на тему W3-bazy i hurtownie danych

danych.
Relacyjny model danych:
pojęcie relacji,
encje,
związki encji.
Projektowanie baz danych.
Hurtownie danych.

pewnego aspektu rzeczywistości danej organizacji. Rzeczywistość tę nazywamy obszarem

analizy (OA). (...) Baza danych jest magazynem danych z nałożoną na niego wewnętrzną strukturą. Ogólnym celem takiego magazynu jest przechowywanie danych związanych z pewnym zbiorem zadań organizacyjnych.*”

*Beynon-Davies P., Systemy baz danych, WNT, Warszawa 2000

Własności bazy danych:
współdzielenie danych – dane są dostępne dla więcej niż jednego użytkownika
integracja danych – bez zbędnych i powtarzających się niepotrzebnie danych
integralność danych – właściwe odzwierciedlenie obszaru analizy przez model
bezpieczeństwo danych – ograniczenia dostępu do danych
abstrakcja danych – odwzorowywanie istotnych szczegółów obszaru analizy
niezależność danych – oddzielenie danych od procesów, które ich używają

ang. DBMS) jest zbiorem narzędzi stanowiących warstwę pośredniczącą pomiędzy

bazą danych a użytkownikiem i umożliwiających dostęp do danych oraz zarządzanie bazami danych.

Podstawowe funkcje SZBD:
zarządzanie plikami,
przeszukiwanie danych,
zarządzanie bazą danych.

SZBD

BD1

BD2

BDn

.
.
.

funkcją działającą na koncepcyjnym poziomie danych organizacji. Administrator danych

(AD) zajmuje się przede wszystkim planowaniem i dokumentowaniem zasobów danych.

Administrowanie bazą danych jest funkcją działającą na poziomie implementacyjnym bazy danych. Administrator bazy danych (ABD) odpowiedzialny jest za techniczną implementację bazy danych, zarządzanie nią i sprawowanie kontroli nad zasadami jej użycia.

Organizacja

Baza danych

Analiza
wymagań

Modelowanie
koncepcyjne

Modelowanie
logiczne

Modelowanie
fizyczne

AD

ABD

fizyczne i implementacja bazy danych,
kontrola dostępu do danych,
monitorowanie użycia

danych,
archiwizowanie danych,
tworzenie kopii zapasowych i odtwarzanie danych,
szkolenie użytkowników bazy danych.

SQL

Create Table1

Create Table2

Create Table3

ABD

Grant/Revoke

Replikacja

„... zbiór zasad dotyczących struktur danych, ich używania oraz

określania warunków wspomagających utrzymywanie zgodności danych z rzeczywistością.*”

*Banachowski L., Bazy danych. Tworzenie aplikacji, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 1998

Modele danych obejmują trzy główne kategorie reguł:
definicje danych – zbiór reguł określających logiczną strukturę danych
zasady operowania danymi – reguły dotyczące procesu dostępu do danych i ich modyfikacji;
zasady integralności danych – reguły określające jakie operacje na danych są dopuszczalne aby dane pozostały nadal poprawne.

Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 1998
Generacje architektonicznych modeli danych:
modele proste,

w których obiekty reprezentowane są za pomocą struktury rekordów zgrupowanych w strukturach plików (jeden plik stanowi zbiór rekordów);
modele klasyczne, w których następuje nadbudowanie odpowiedniej struktury nad zbiorami rekordów, do modeli klasycznych należą model hierarchiczny, model sieciowy oraz model relacyjny;
modele semantyczne, w których wykorzystywane są narzędzia umożliwiające określenie znaczenia danych w schemacie bazy danych, do tej generacji zaliczany jest niekiedy obiektowy model danych.

struktury danych: typy rekordów oraz hierarchiczne związki jeden-do-wiele (typu

rodzic/dziecko). Model ten ma znaczenie historyczne.

A co z prowadzeniem przedmiotów?!

podstawowe struktury danych: typy rekordów oraz typy kolekcji, stanowiące

związki jeden-do-wiele. Istotne jest, że jeden typ rekordu podrzędnego może być podporządkowany kilku typom rekordów nadrzędnych. Model ten stanowi rozwinięcie modelu hierarchicznego.

strukturę danych – relację. Relacja jest dwuwymiarową tabelą spełniającą

następujące zasady:
każda relacja ma jednoznaczną nazwę;
każda kolumna w relacji ma jednoznaczną nazwę w ramach relacji;
wszystkie wartości w kolumnie muszą być tego samego typu;
porządek kolumn w relacji jest nieistotny;
każdy wiersz relacji musi być różny (powtarzanie wierszy jest niedozwolone);
porządek wierszy nie jest istotny;
każde pole leżące na przecięciu kolumny/wiersza w relacji powinno zawierać wartość atomową.

Twórcą założeń relacyjnego modelu danych jest dr E. F. Codd (z wykształcenia matematyk), który opublikował je w roku 1970.

jej atrybuty.
Nazwa relacji wraz ze zbiorem jej atrybutów określana

jest mianem schematu relacji, przedstawianego w sposób następujący:
NazwaRelacji(atrybut-1, atrybut-2,...,atrybut-n).
Kolejne wiersze relacji, poza wierszem nagłówkowym nazywane są krotkami.
Dla każdej relacji musi być określony jednoznaczny identyfikator określany mianem klucz główny.

Atrybuty

Klucz główny

Krotki

Nagłówek

określony byt (obiekt), rozpoznawalny w badanej rzeczywistości i pełniący

w niej określoną rolę. Encja może być zarówno obiektem fizycznym (takim jak np. samochód, drzewo, książka itp.) jak również zdarzeniem (np. sprzedaż samochodu, zasadzenie drzewa, zakup książki itp.). Każda encja jest jednoznacznie identyfikowana na podstawie swojej nazwy. Przyjęło się, że nazwy encji są rzeczownikami w liczbie pojedynczej. Graficznie każda encja jest reprezentowana przez prostokąt.

Badana rzeczywistość: organizacja zajęć dydaktycznych

Kierunek

Przedmiot

Wykładowca

Student

Grupa

Sala

encję w badanej rzeczywistości, którym przypisywane są określone wartości.

Wartości poszczególnych atrybutów pozwalają odróżniać encje od siebie.

Encje posiadające te same własności tworzą typy (zbiory) encji. W praktyce, dla uproszczenia przyjęto używać określenia encja zarówno w odniesieniu do typu encji, jak również do określonego wystąpienia encji (określonej instancji encji).

Typ Encji:
Studenci

Instancja encji:
Nazwisko: Kowalski
Imię: Jan
Rok_Studiów: I
Nr_indeksu: R-10/03

Instancja encji:
Nazwisko: Nowak
Imię: Anna
Rok_Studiów: IV
Nr_indeksu: R-24/99

najprostszych modelach uwzględniane są związki występujące pomiędzy dwoma encjami.

Pomiędzy dwoma różnymi encjami może zachodzić wiele związków, ale pomiędzy dwoma tymi samymi encjami może zachodzić tylko jeden związek.

Każdy związek posiada swoją nazwę. Przyjęło się, że nazwy związków są czasownikami. Graficznie związek jest zwykle reprezentowany przez romb połączony liniami z encjami, pomiędzy którymi zachodzi wraz z oznaczeniem jego liczebności (a) lub też przez samą linię zakończoną symbolami określającymi jego liczebność (b). W niektórych notacjach nazwy związków się pomija.

a)

b)

instancji biorących udział w danym związku. Rozróżnia się związki:
jednojednoznaczne

(jeden-do-jeden, 1:1) – każdej instancji pierwszej encji odpowiada dokładnie jedna instancja drugiej encji i odwrotnie;
jednoznaczne (jeden-do-wiele, 1:M) – każdej instancji pierwszej encji odpowiada M instancji drugiej encji, ale każdej instancji drugiej encji odpowiada tylko jedna instancja pierwszej encji;
wieloznaczne (wiele-do-wiele, M:N) – każdej instancji pierwszej encji odpowiada M instancji drugiej encji, a każdej instancji drugiej encji odpowiada N instancji pierwszej encji.

Student

Dyplom

graficznym przedstawieniem encji występujących w modelu wraz ze związkami

między nimi. Stanowi podstawowe narzędzie koncepcyjnego etapu projektowania bazy danych.

Kierunek

Przedmiot

Wykładowca

Student

Grupa

Sala

Flow Diagram - DFD) jest graficzną prezentacją przepływu danych

w obrębie obszaru analizy. Uwzględnia:
Funkcje — (procesy) realizujące określone cele; jeśli funkcji nie można rozbić na podfunkcje, wówczas nosi ona nazwę elementarnej.
Magazyny danych — trwałe lub tymczasowe składnice danych, które są argumentami dla funkcji.
Terminatory — obiekty, które nie są częścią systemu, ale stanowią odbiorców bądź źródła danych lub argumentów funkcji.
Przepływy — elementy pokazujące kierunek przesyłu danych (np. bajtów, znaków, pakietów..).

kierunek przesyłania danych pomiędzy funkcjami, magazynami i obiektami zewnętrznymi.

DFD są zwykle prezentowane na różnych stopniach szczegółowości. Rozróżnia się:
diagramy kontekstowe, które pokazują granice systemu, źródła i odbiorców danych oraz główne wejścia i wyjścia systemu;
diagramy systemowe (inaczej zerowe), które przedstawiają główne funkcje systemu;
diagramy szczegółowe (procesów elementarnych), które pokazują szczegółowe realizacje funkcji systemowych

anomalia, pojawiające się w trakcie korzystania z pliku danych.

Do anomalii tych należą:
uboczny efekt usunięcia (np. usunięcie studenta nr 15),
uboczny efekt modyfikacji (np. zmiana wykładowcy),
uboczny efekt wstawienia (np. dopisanie nowego studenta).

do trzeciej postaci normalnej jest wystarczające i kończy proces

normalizacji. W niektórych wypadkach konieczne jest przeprowadzenie dalszych etapów.

Etapy przeprowadzania normalizacji:
przygotowanie zbioru danych w postaci tabeli;
przekształcenie nieznormalizowanej tabeli do pierwszej postaci normalnej (1NF);
przekształcenie tabeli w pierwszej postaci normalnej do drugiej postaci normalnej (2NF);
przekształcenie tabeli w drugiej postaci normalnej do trzeciej postaci normalnej (3NF);
przekształcenie tabeli do postaci normalnej Boyce’a-Codda (BCNF);
przekształcenie tabeli do czwartej i piątej postaci normalnej (4NF oraz 5NF).

normalnej (1NF) wtedy i tylko wtedy, gdy każdy atrybut

niekluczowy jest funkcyjnie zależny od klucza głównego.*

*Beynon-Davies P., Systemy baz danych, WNT, Warszawa 2000

WNT, Warszawa 2000
Relacja jest w drugiej postaci normalnej (2NF)

wtedy i tylko wtedy, gdy jest w 1NF i każdy atrybut niekluczowy jest w pełni funkcyjnie zależny od klucza głównego.*

WNT, Warszawa 2000
Relacja jest w trzeciej postaci normalnej (3NF)

wtedy i tylko wtedy, gdy jest w 2NF i każdy niekluczowy atrybut jest bezpośrednio zależny (a nie przechodnio zależny) od klucza głównego.*

metadanych (danych na temat danych) przedsiębiorstwa. Termin metadane odnosi

się zarówno do zasobów danych, jak również wymagań dotyczących danych. W słowniku danych każda encja wraz ze swoimi atrybutami zostaje szczegółowo opisana (z uwzględnieniem typów i zakresów danych oraz kluczy). Słownik danych powinien zawierać również opisy poszczególnych związków wraz z ich charakterystyką.

z zastosowaniem określonej strategii i przy użyciu wybranego środowiska

implementacji (systemu zarządzania bazami danych). Dokonując wyboru środowiska implementacji należy kierować się kilkoma aspektami, determinującymi jego użycie:
ogólnym przeznaczeniem projektowanej bazy danych;
postacią danych;
sposobami ich użycia i prezentacji;
zakresem dostępu do danych (przewidywaną ilością użytkowników oraz zakresem ich uprawnień);
wymaganiami bezpieczeństwa i możliwościami oferowanymi w tym zakresie przez system.

Istotnym etapem kończącym procedurę implementacji jest testowanie bazy danych, pozwalające na wyeliminowanie błędów.

do rozszerzenia modelu relacyjnego o cechy obiektowe. W modelu

tym mogą występować relacje zagnieżdżone, opisujące atrybuty złożone. Podstawowymi składnikami modelu obiektowego są:
obiekty, stanowiące pakiety danych (przechowywanych w atrybutach obiektu) i metod (umożliwiających operowanie danymi);
klasy obiektów, stanowiące zgrupowanie podobnych obiektów, pozwalające na określanie wspólnych dla grupy obiektów atrybutów, metod i związków.

Z pojęciem klas związane jest pojęcie dziedziczenia, polegające na przejmowaniu przez podklasy atrybutów i metod z klasy nadrzędnej.

Klasa: Pracownik
Atrybuty:
Nazwisko (Char),
Staż (Int)
Stawka (Int)

Klasa: Kierownik
Atrybuty:
Dodatek (Int)

Klasa
nadrzędna

Podklasa

w dużej mierze na relacyjnym modelu danych. Są to

systemy, w których występuje fragmentacja danych i rozmieszczenie ich w różnych geograficznie miejscach organizacji.

Proces aplikacji

SZBD

BD1

BD2

danych należą:
systemy klient-serwer, w których baza danych jest przechowywana

na jednym serwerze i może być udostępniana wielu klientom;
systemy jednorodne, w których dane rozłożone są na wielu serwerach, opartych na tym samym SZBD;
systemy niejednorodne, w których konfiguracje sprzętowe i oprogramowania serwerów mogą być różne;
systemy federacyjne, składające się z pewnej liczby niezależnych baz danych, które w razie potrzeby mogą wykonywać wspólne zadania.

Przeglądarka
WWW

Serwer
WWW

Interpreter
PHP

Serwer
MySQL

Przykład systemu klient-serwer

1

2

3

4

5

i generacje języków programowania
klasyfikacja języków programowania
środowiska programistyczne
Podstawy algorytmizacji:
pojęcie algorytmu,
rodzaje

algorytmów,
schematy blokowe.