Бази даних
Питання 1. 2. 3. Бази даних Система управління базами даних Банки даних
1. Бази даних База даних – це структурована сукупність логічно взаємопов’язаних даних, які характеризують певну предметну область. ● База даних передбачає єдині принципи опису, збереження та маніпулювання даними.
Вимоги до баз даних ● Можливість спільного використання (доступ до ● Можливість забезпечення безпеки баз даних ● однієї БД багатьох користувачів оночасно) (захист баз даних від несанкціоновного доступу осіб, які не мають на це права) Можливість забезпечення цілісності баз даних (непорушення логічної структури та заначень даних, тобто працездатності БД) ● Скорочення дублювання даних або надлишковості даних (мінімально необхідне повторення даних) ● ● Уникнення суперечливості (взаємодія даних повинна давати достовірні результати) Інтеграція даних (можливість поєднувати дані з БД різного виду або походження)
Модель баз даних – система понять в базі даних де дані розміщуються між собою.
Послідовна модель дані розташовані послідовно одні за іншими ● ● Недолік – неможливість випадкового доступу, довгий час доступу до даних, складний алгоритм пошуку Історична модель
Ієрархічна модель (модель підпорядкування) – дані розміщуються у вигляді деревовидної структури Недолік - зв’язок може бути лише одностороннім – від старших вершин до менших Переваги – добра логічна структурованість зв’язків, швидкий доступ до даних
Мережна модель можливий зв’язок “всіх зі всіма”. Кожен елемент даних повинен мати посилання на інші елементи ● ● Переваги – гнучка структура зв’язків Недоліки – складність і неструктурованість зв’язків, вимагає додаткові ресурси
Реляційна модель це двовимірні таблиці між якими встановлено відношення (зв’язки) В основу покладені принципи реляційної алгебри теорії множин ID Ціна Товар 12 25. 00 Брус пилян. ID Ціна ID Товар 12 25. 00 01 Дошка необ. 34 31. 50 11 Опалубка 25 17. 30 12 Брус пилян. 76 12. 90 25 Дошка обріз. 87 5. 00 76 Дощечка тар. 25 17. 30 Дошка обріз. 76 12. 90 Дощечка тар.
Реляційна модель ● ● Переваги – простота представлення даних, простота зв’язків, потужне теоретичне обгрунтування моделі (реляційна алгебра). Недоліки – вимагає багато ресурсів при великих обсягах таблиць
Багатомірна модель Дані формуються у багатомірні масиви (гіперкуби). Призначена для інтерактивної аналітичної обробки агрегованих даних на основі економічних понять.
Багатомірна модель Таблиця розподілу вкритих лісовою рослинністю земель за деревними породами та групами віку Перетворення одномірної таблиці в двовимірну
Багатомірна модель Операція перерізу гіперкуба
Багатомірна модель ● ● Переваги – управління даними відбувається на основі економічних понять, що призводить до простого використання та аналізу даних Недоліки - процес створення багатомірної бази даних потребує ретельного проектування структури даних та рівня деталізації.
Об’єктно-орієнтована модель ● модель яка поєднує в одній базі як самі дані, так і методи їх обробки. Призначається для роботи із даними складних форматів (графіка, звук, анімація і т. д. ).
Об’єктно-орієнтована модель ● ● Переваги – відсутність необхідності набору транзакцій Недоліки – складність проектування і роботи за БД, вимагає значних ресурсів
За ступенем централізованості Бази даних можуть бути ● централізованими - БД зберігається в пам’яті однієї ЕОМ, сервера. Доступ інших користувачів через мережу. ● розподіленими – БД зберігається на декількох комп’ютерах. Агрегація даних за допомогою мережі
За способом доступу БД можуть бути ● з локальним доступом. При локальному доступі БД розміщується на одній ЕОМ та зчитування інформації можливе лише з цього комп’ютера. Такі бази даних ще називають персональними. ● з віддаленим (мережним) доступом. Може бути використана і з іншого комп’ютера. Більша ефективність використання, виникають питання швидкості передачі даних в мережі і безпеки
Архітектурою бази даних ● Логічна структура використання бази даних називається архітектурою бази даних.
Однорівнева архітектура ● ● БД розміщується на 1 ком’ютері, серверні і клієнтські функції виконуються однією ЕОМ. Недолік – обмеженість користування
Дворівнева архітектура “клієнт – сервер” ● ● Передбачає наявність сервера – головного комп’ютера із базою даних та кількох клієнтів – комп’ютерів в мережі з якими працюють користувачі Основна мета – збільшення кількості користувачів БД ІІ рівень – сервер БД І рівень - клієнти
Моделі архітектури “клієнт-сервер” ● ● ● Модель файлового сервера. Всі процеси формування запитів, його обробки і представлення результатів виконуються на клієнті. Файл-сервер зберігає дані і передає всю сукупність даних до клієнта. Недолік: велике завантаження ліній передавання даних. Модель віддаленого доступу до даних. На клієнті формується запит та кінцеве представлення результатів його обробки. Функції зберігання даних та обробки запитів виконуються на сервері. Завантаження ліній передавання значно менша. Модель сервера баз даних. На клієнті виконується лише невелика частина запиту, яка визначається особливостями користувача. Стандартні складові запиту, які часто повторюються і є загальними, обробка запиту, збереження даних виконує сервер. Перевага: більш швидка робота. Недолік: велике завантаження сервера, оскільки основне навантаження припадає саме на нього.
Трирівнева архітектура розширення дворівневої технології доступу ● Між клієнтом і сервером з’являється ще один сервер додатків. На клієнті виконується лише введення та виведення даних. Сервер додатків автоматично формує та обробляє запити, керує безпекою доступу до сервера БД. Сервер БД виконує функції зберігання та обслуговування бази даних. ● Основна мета – підвищити безпеку бази даних
Трирівнева архітектура ІІІ рівень – сервер БД ІІ рівень – сервер додатків І рівень - клієнти
2. Системи управління базами даних Система управління базами даних (СУБД) – це комплекс програмних і мовних засобів, які призначені для: ● створення бази даних; ● підтримання цілісності; ● організації доступу до даних різними користувачами; ● маніпулювання даними.
Принцип взаємодії БД і СУБД База даних
Будь-яка система управління базами даних складаються з трьох компонентів: ● мова опису даних ● мова маніпулювання даними ● словник даних
Мова опису даних (DDL – Data Definition Language) Описова мова за допомогою якого описується структура БД: – – – Визначаються об’єкти Іменуються об’єкти Встановлюються зв’язки між об’єктами Мова опису даних використовується в процесі проектування БД
Мова маніпулювання даними (DML – Data Manipulation Language) Мова маніпулювання даними – це набір операторів, які дозволяють: – – Внесення даних в БД Видалення даних з БД Модифікувани дані Вибирати (зчитувати) дані з БД
Стандарти мов реляційних СУБД SQL – стандарт для реляційних мов даних на основі реляційної алгебри. Синтаксична мова. SELECT [Фітомаса дер]. [Код ПП], Avg([Фітомаса дер]. [q дз]) AS [Avg-q дз], Avg([Фітомаса дер]. [q гіл]) AS [Avg-q гіл] FROM [МОДНЛЬНЕ ДЕРЕВО] LEFT JOIN [Фітомаса дер] ON ([МОДНЛЬНЕ ДЕРЕВО]. Модель = [Фітомаса дер]. Модель) AND ([МОДНЛЬНЕ ДЕРЕВО]. Ярус = [Фітомаса дер]. Ярус) AND ([МОДНЛЬНЕ ДЕРЕВО]. [Код породи] = [Фітомаса дер]. [Код породи]) AND ([МОДНЛЬНЕ ДЕРЕВО]. [Код ПП] = [Фітомаса дер]. [Код ПП]) GROUP BY [Фітомаса дер]. [Код ПП];
● QBE – мова яка надає користувачу візуальні засоби роботи з БД. Простий у використанні непрофесійними користувачами.
Сучасні СУБД ● ● ● Ієрархічні – IBM, IMS Мережні - PARADOX Реляційні – Fox Pro, Access, SQL-server
Банки даних, сховища даних Банк даних – система інформаційних, математичних, програмних, мовних, організаційних і технічних засобів призначених для накопичення, зберігання, актуалізації, пошуку і видачі даних Основними складовими компонентами банку даних є бази даних і системи управління базами даних.
Сховище даних ● Сховище даних (Data Warehouse) – предметно-орієнтована, інтегрована, прив’язана до часу і незмінна сукупність даних для аналізу і підтримки прийняття рішень – – предметно-орієнтована – дані організовані навколо аспекту діяльності підприємства інтегрована - дані з різних джерел інтегруються в єдину структуру, мінімізуються невідповідності між даними з різних джерел прив’язана до часу – обов’язкова прив’язка даних до часу, можливість отримати картину даних на будь-який момент часу незмінна – потрапив до сховища, дані вже ніколи не змінюються, сховище тільки поповнюється новими
Оперативні джерела даних Засоби переносу даних Реляційне сховище даних OLAP – сховище Основні компоненти і потоки сховища даних Засоби доступу та аналізу даних
