dbms, modeli podataka, tipovi dbms-ova - 2. tjedan podataka/predavanja/02 - bp - 02... · ciljevi...

Ciljevi kolegija & opterecenjeSustavi za upravljanje bazama podataka

Modeli podatakaTipovi i strukture baze podataka

Zivotni ciklus baze podataka

DBMS, modeli podataka, tipoviDBMS-ova

2. tjedan

T. Caric, T. Erdelic

Zavod za inteligentne transportne sustaveFakultet prometnih znanosti

Sveuciliste u Zagrebu

Baze podataka

T. Caric, T. Erdelic ITS::Baze podataka (2. tjedan )1/39




Ciljevi & opterecenje

Pregled 1. poglavlja

Ciljevi kolegija & opterecenjeCiljevi & opterecenje

Sustavi za upravljanje bazama podataka

Modeli podataka

Tipovi i strukture baze podataka






Ciljevi & opterecenje

Ciljevi kolegija & opterecenje

I Cilj kolegijaI Pruziti osnovna znanja o konceptu relacijskih baza podatakaI Nauciti metode modeliranja relacijskog modela iz korisnickih

zahtjevaI Nauciti osnove SQL jezika

I Vremensko opterecenje studentaI 30 h predavanjaI 15 h auditorne vjezbeI 30 h laboratorijskih vjezbiI 75 h samostalan rad na racunalu (prosjecan student)





Definicija baza podatakaSustav za upravljanje bazama podataka



Sustavi za upravljanje bazama podatakaDefinicija baza podatakaSustav za upravljanje bazama podataka

Modeli podataka








Definicija baza podataka

I Sto je baza podataka?I Sto su osnovne karakteristike baza podataka s obzirom na

podatke?I Podaci su pohranjeni u obliku neovisnom o programima koji ih

koristeI Rukovanje s podacima izvodi se iskljucivo kroz zajednicko i

nadzirano sucelje

Baza podataka

Baza podataka je skup medusobno povezanih podataka,pohranjenih zajedno bez stetne ili nepotrebne zalihosti, koje koristerazlicite aplikacije.






Sustav za upravljanje bazama podataka

I DBMS (engl. Database Management System)

I Programska podrska koja izvodi sve operacije nad bazompodataka (kreiranje strukture, brisanje, mijenjanje idohvacanje podataka, . . . )

I Brine se o fizickom smjestaju podataka

I Pruza usluge administriranja, zastite podataka od razrusenja ineovlastenog pristupa


Sustav za upravljanje bazama podataka je programski sustav kojiomogucava upravljanje podacima u bazi podataka. DBMS setemelji na odabranom modelu podataka






Zadaci sustava za upravljanje bazamapodataka (1/2)

I Osnovni zadaci DBMS-a:I Opis i rukovanje podacima

I Definicija podataka − > unutarnja strukturaI Izmjena, dodavanje, brisanje podataka

I Zastita integriteta podatakaI Ne smije se dopustiti unos i/ili izmjena podataka koja

narusava konzistentnost (dosljednost) baze podataka

I Visoki nivo sucelja prema korisniku (skriva fizickuimplementaciju)

I Aplikacije moraju biti neovisne o lokaciji i fizickoj strukturipodataka






Zadaci sustava za upravljanje bazamapodataka (2/2)

I Osnovni zadaci DBMS-a:I Osiguravanje obnove podataka u slucaju djelomicnog ili

potpunog razrusenja baze podatakaI Ponovna uspostava najsvjezijeg moguceg konzistentnog stanjaI Povrat podataka

I Onemogucavanje stetnog medudjelovanja u visekorisnickomradu

I Ne smije se dogoditi nekonzistentnost zbog istovremenihoperacija nad istim podacima

I Osigurati sigurnost baze podatakaI Svaki korisnik ima svoje ovlasti

I Osigurati ucinkovito izvodenje operacija nad podacimaI Optimizacija upita






Slojevi DBMS-a

Vanjska razina

Nacin na koji korisnici percipiraju podatke

Logicka razina

Mapiranje i meduovisnoti izmedu vanjske i unutarnje razineMapiranje se radi: tablicama, kljucevima, relacijama. . .

Fizicka razina

Nacin kako DBMS i OS percipiraju podatkeFizicka organizacija podataka i upravljanje memorijom






Interakcija medu razinama

I Interakcija klijentske radne stanice i DBMS-a





Hijerarhijski model podatakaMrezni model podatakaObjektni model podatakaRelacijski model podatakaObjektno-relacijski model podatakaDimenzijski model podataka




Modeli podatakaHijerarhijski model podatakaMrezni model podatakaObjektni model podatakaRelacijski model podatakaObjektno-relacijski model podatakaDimenzijski model podataka








Modeli podataka

Model podataka

Model podataka je formalni sustav sastavljen od skupa objekata,operacija i pravila cjelovitosti. Definira logicku strukturu bazepodataka.

I Baze podataka omogucavaju visu razinu apstrakcije podataka,tj. korisnik ne vidi detalje o pohrani podataka koje vecinikorisnika nisu od presudne vaznosti

I Fizicka obiljezja podataka i tehnike pristupaI Mjesto pohrane podataka na disku ili nekom medijuI Format zapisa i zauzece memorijskog prostora na razini zapisaI Nacini kesiranjaI Struktura indeksa i tehnike indeksiranja






Modeli podataka

I Modeli podataka opisuju strukturu baze podataka pomocuI Tipova podataka (DATA TYPES)I Odnosa izmedu podataka (RELATIONSHIPS)I Ogranicenja (CONSTRAINTS)

I Vecina modela opisuje i skup operacija zaI Dohvat podataka koji ispunjavaju odredeni uvjetI Manipulacije brisanja, umetanja i osvjezavanja zapisa

I Postoje nekoliko modela podataka, a najcesci suI STARIJI: hijerarhijski i mrezni model podatakaI NOVIJI: objektni i relacijski model podataka,I HIBRIDNI: objektno-relacijski i dimenzijski model podataka






Modeli podataka - primjer

I Na primjeru lika sa slike biti ce objasnjeno spremanje njegovihkarakteristika u hijerarhijski, mrezni, relacijski i objektni model






Hijerarhijski model podataka

I Nastao 60-tih godina, danas je rijetko u primjeniI Opce karakteristike

I Organizira polja i podatke u cvorove koji prikazuju skupinepodataka povezane odgovarajucim vezama

I Ovaj model razlikuje dva tipa cvora: cvor roditelj i cvor dijeteI Svaki cvor dijete moze imati samo jedan cvor roditeljI Za pohranu podataka koristi se hijerarhijski dijagram koji ima

oblik stabla bez kruznih putevaI Veze se prikazuju sljedecim odnosima

I 1:1 – svaki cvor roditelj ima samo jedan cvor dijeteI 1:N - svaki cvor roditelj moze imati vise cvorova djece

I Prednosti i nedostaciI + Jednostavnost i brzina memoriranja i pronalazenja podatakaI - Odnos N:M ne moze se izravno prikazati; Brisanje svih

cvorova djeteta kada se obrise cvor roditelj i velik stupanjredundancije






Hijerarhijski model podataka - primjer






Mrezni model podataka

I Mrezni model se pojavio krajem 60-tih godina kao poboljsanjehijerarhijskog modela

I Prvi standard na podrucju baza podataka i to 1971. godineI Slican hijerarhijskom

I Razlika samo u tome sto dijete moze imati vise roditelja

I Zbog mogucnosti ostvarivanja veze M:N fleksibilniji odhijerarhijskog, ali je patio od istih problema kao i hijerarhijski

I Kompleksnost kod svih operacija osim dohvacanja podataka






Mrezni model podataka - primjer






Objektni model podataka

I Objektno orjentiran podatkovni model je model koji prihvacasemantiku objekata podrzanu u objektno orijentiranimprogramskim jezicima

I Podaci se definiraju kroz objekte, a u njemu samom opisano jenjegovo ponasanje

I Pristup objektima opisan je metodama, servisima ilioperacijama definiranim za svaki objekt






Objektni model podataka - primjer






Relacijski model podataka

I Temelje relacijskoga podatkovnoga modela je postavio Codd(1970)

I Podaci su strukturirani u relacijeI Osnovni koncepti modela su

I Relacije (ostvarene stvarnim zapisom)I Entiteti, atributi, kljuceviI Ovisnosti medu atributima, itd

I Sustav za upravljanje samo relacijskim bazama podataka -RDBMS (engl. Relational DBMS)

I Najpoznatiji RDBMS-ovi suI Oracle database, IBM DB2, PostgreSQL, MySQL...I Microsoft SQL Server, Microsoft Access






Relacijski model podataka - povijest

I 1970. E. F. Codd, A Relational Model of Data for LargeShared Data Banks, Communications of the ACM, Vol. 13,No. 6, lipanj 1970.

I Velika vecina istrazivanja od strane IBM-a

I Ranih 70-ih godina razvijen SQL (Structured QueryLanguage), IBM

I 1979. prva komercijalna relacijska baza podataka (Oracle)

I 1982. IBM – SQL/Data System

I Tijekom daljnjih godina velik broj komercijalnih proizvoda

I 1982. SQL postaje standard (ANSI)

I 1987. SQL postaje ISO standard






Relacijski model podataka - upitni jezik

I Upitni jezici sluze za komunikaciju korisnika i sustava zaupravljanje bazama podataka

I Upitni jezik za rad s relacijskim bazama podataka naziva seSQL (engl. Structured Query Language)

I Postoji nekoliko razlicitih verzija SQL jezikaI PL/SQL (Oracle)I T-SQL (Microsoft/Sybase)I SQL/PSM (MySQL)I ...

I Navedeni jezici su vrlo slicni






Relacijski model podataka - primjer






Objektno-relacijski model podataka

I Objektno-relacijski model podataka je prosirenje ralacijskogmodela podataka nekim objektnim mogucnostima

I Najvazniji doprinos objektnog pristupa RDBMS-u:korisnicki-definirani tipovi podataka (klase)

I Ideja je da se u jedno polje retka relacijske tablice mozespremiti kolekcija klasa






Dimenzijski model podataka

I Dimenzijski model je specijalizirana preradba relacijskogmodela podataka.

I Koristi se u skladistima podataka (data warehouse)

I U dimenzijskom modelu baza podataka se sastoji od jednevelike tablice cinjenica koje su opisane uporabom dimenzija ivelicina

I U slucaju tri dimenzije dimenzijski model podataka mozemoprikazati kockom

I Za prikaz dimenzijskog modela s vise od tri dimenzije koristise zvjezdasta shema






Dimenzijski model podataka

I Primjer prikaza podataka dimenzijskim modelom (mjesec,prodajno mjesto, proizvod)





Centralizirana baza podatakaDistribuirana baza podatakaKorisnik – posluzitelj baza podatakaParalelna baza podataka




Modeli podataka

Tipovi i strukture baze podatakaCentralizirana baza podatakaDistribuirana baza podatakaKorisnik – posluzitelj baza podatakaParalelna baza podataka

Zivotni ciklus baze podatakaT. Caric, T. Erdelic ITS::Baze podataka (2. tjedan )29/39





Osnovna podjela

I Tipove i strukture baza podataka mozemo podjelitiI Centralizirane baze podatakaI Distribuirane baze podatakaI Korisnik – posluzitelj baze podatakaI Paralelne baza podataka






Centralizirana baza podataka

I Smjestaj podataka na jednom mjestuI Terminalski pristup korisnikaI Veliki zahtjeve na sredisnje racunalo, osim smjestaja

podataka, vrsi i obradu, formatiranje i prikaz






Distribuirana baza podataka

I Podaci rasprseni na vise povezanih racunalaI Distribuirana baza podrazumijeva vise lokalnih baza podataka,

medusobno povezanih mrezomI Pred korisnikom je ”rasprsenost” podataka skrivena, on ima

osjecaj da pristupa jednoj sredisnjoj bazi






Korisnik – posluzitelj baza podataka

I Smjestaj podataka naracunalu posluzitelju

I Korisnik preko suceljaformira zahtjev, posluziteljprihvaca zahtjev, obradujega, rezultat vracakorisniku, korisnikovoracunalo prihvaca podatke,formira ih u obliku kojegdefinira korisnicko sucelje






Paralelna baza podataka

I Paralelna (usporedna) baza podatakaI Formiranje baze podataka na mreziI Podaci su smjesteni na jednom racunalu, pri obradi koristiti se

procesorska snaga svih racunala u mreziI Mogucnost istovremenog koristenja sredstava vise racunala,

pojedina racunala mogu imati slabije karakteristike








Modeli podataka








I Analiza korisnickih potrebaI Rezultat: dokument specifikacija potreba

I Logicki dizajnI Izrada konceptualnog modela pomocu ER dijagrama,

normalizacija

I Fizicki dizajnI Povecanje efikasnosti baze podataka

I ImplementacijaI Pomocu SQL jezika kreira se struktura baze podataka

I Nadziranje, modifikacija i odrzavanjeI Pracenje statistika (cilj: optimizacija upita), izrada sigurnosnih

kopija





Zivotni ciklus baze podataka - stvarnost





Pitanja


dbms, modeli podataka, tipovi dbms-ova - 2. tjedan podataka/predavanja/02 - bp - 02... · ciljevi...

Documents