Online adatbázisok

2012.02.14.

Témakörök

Adatbázis alapok Rekord, mező, adattábla, adatbázis Normalizálás

OLAP, OLTPAdatbányászatAdatbázisokOffline munka

Az adatbázis fogalma

Az adatbázis együtt tárolt, egymással kapcsolatban levő adatok rendszere. Az adatok meghatározott szerkezet szerint kerülnek tárolásra, ez a szerkezet az adatbázis struktúrája.

A struktúra leírását szintén az adatbázisban tárolják, ezt az adatbázis sémájának nevezzük.

A séma leírására szolgáló adatokat metaadatoknak nevezzük.

Adatmodellezés

Az adatmodellezés olyan eljárás, melynek során a valós világ tényeit és összefüggéseit tükröző adatok lényeges sajátosságait és lényeges összefüggéseit emeljük ki. Eredménye az adatmodell. Az adatbázisok mindig valamilyen adatmodellen alapulnak.

Adatmodellezés

EgyedTulajdonságokEgyedhalmazKulcsKapcsolatokMegszorítások

Kapcsolatok

1:1 típusú kapcsolat

Kapcsolatok

1:N típusú kapcsolat

Kapcsolatok

N:M típusú kapcsolat

Megszorítások

KulcsokEgyértékűségi megszorításokHivatkozási-épség megszorításokÉrtékkészlet megszorításokÁltalános megszorítások

Relációs adatbázisok

Azt az adatmodellt, amely az adatok táblázatos ábrázolásán alapul, relációs adatmodellnek nevezzük. A relációs adatmodellben minden egyes reláció egy névvel ellátott táblázat.

Relációs adatbázisokAz adatmodell elemeinek

megfeleltethetők a reláció elemei

Oszlopok (tartományok) – tulajdonságok

Sorok – egyedek

Táblázat - egyedhalmaz

Relációs adatbázisok

A reláció tulajdonságaiMinden cellában egyetlen érték szerepelA sorok és oszlopok sorrendje a modell szempontjából közömbösEgy relációban nem lehet két teljesen azonos sorRendelkeznie kell kulccsal

Relációs adatbázisok

A táblázat struktúrájának leírása Oszlopnév Típus

Karakteres Numerikus Dátum Hosszú karakteres OLE, BLOB

Méret Megszorítások

Relációs adatbázisok

Kulcstípusok

Egyszerű kulcsÖsszetett kulcs

Elsődleges kulcsIdegen kulcs

Relációs adatbázisok

Egyszerű kulcsegyetlen tulajdonságból áll

Összetett kulcskét, vagy több tulajdonság alkotja

Relációs adatbázisok

Elsődleges kulcs – az a tulajdonság, vagy tulajdonságcsoport, amelyet a tábla sorainak azonosítására használunk (a lehetséges kulcsok közül választjuk)

Idegen kulcs – egy másik tábla elsődleges kulcsa

Példa idegen kulcsra

A Hallgatók táblában a karkód idegen kulcs

Kapcsolatok megvalósítása a relációs adatmodellben1:1 kapcsolatAz egyik egyedhalmazban szerepel a másik egyedhalmaz elsődleges kulcsa, és egyértékűségi megszorítás vonatkozik rá.

1:N kapcsolatAbban az egyedhalmazban szerepel idegen kulcsként a másik egyedhalmaz elsődleges kulcsa, amelyik egy egyedéhez csak egy egyed kapcsolódhat a másik egyedhalmazból.

Kapcsolatok megvalósítása a relációs adatmodellben

N:M kapcsolatKapcsolótáblát kell bevezetni, amelynek sorai a két egyedhalmaz összetartozó egyedeinek elsődleges kulcsát tartalmazzák. A kapcsolótábla mindkét egyedhalmazzal 1:N típusú kapcsolatban áll.

Normalizálás, normál formák

Cél: az adatok felépítésében rejlő logikai és strukturális problémák kiszűréseA szükségtelen redundancia megszüntetéseA legszűkebb kulcs kiválasztásaAz adatok közötti belső függések csökkentése

Függőségek

Függés

Teljes függés

Tranzitív függés

Normál formák

Első normál forma

Minden cellában egy elemi érték szerepel

Második normál forma

Minden tulajdonság az összetett kulcs teljes egészétől függ

Harmadik normál forma

Nem tartalmaz tranzitív függést, vagyis minden tulajdonság csak az elsődleges kulcstól függ

Normál formák

Normalizálási eljárás

Egy normalizálási feladat

RENDELÉSEK(Rendelés száma, dátuma, vevő neve, vevő kódja, vevő címe, számlaszáma, cikkszám, megnevezés, mennyiségi egység, egységár, megrendelt mennyiség, szállítási határidő)

Egy normalizálási feladat

RENDELÉS-1 1NF(Rendelés száma, dátuma, vevő neve, vevő kódja, vevő címe, számlaszáma)

RENDELÉS-TÉTEL(Rendelés száma, cikkszám, megnevezés, mennyiségi egység, egységár, megrendelt mennyiség, szállítási határidő)

Egy normalizálási feladat

TÉTEL-1 2NF(Rendelés száma, cikkszám, megrendelt mennyiség, szállítási határidő)

CIKK(Cikkszám, megnevezés, mennyiségi egység, egységár)

Egy normalizálási feladat

RENDELÉS 3NF(Rendelés száma, dátuma, vevő kódja)

VEVŐ(Vevő kódja, vevő neve, vevő címe, számlaszáma)

A normalizálás előnyei

Kevesebb redundancia

Kiküszöböli a módosítási és a törlési anomáliákat

Relációalgebra

Projekció (vetítés)Szelekció (kiválasztás)EgyesítésMetszetÖsszekapcsolás Direkt szorzat Természetes összekapcsolás

Az adatbáziskezelő rendszer

Az adatbázisok speciális szerkezetű file-okból épülnek fel.

Az adatbáziskezelő rendszer egy programcsomag, amely egy bonyolult file-kezelő rendszer.

Az adatbáziskezelő rendszer

Az adatbáziskezelő rendszer feladatai

LétrehozásKarbantartásVisszakeresés, feldolgozásAdatvédelemSzinkronizáció

Tranzakciókezelés

A tranzakció egy felhasználó által végzett karbantartó műveletek sorozata. A tranzakció lezárása COMMIT – megerősítés ROLLBACK – törlés

Autocommit

AdatvédelemIntegritás Az adatok helyességének, összefüggéseinek

ellenőrzése

Illetéktelen hozzáférés kizárása Felhasználói jogok Objektum jogok

Fizikai védelem Mentés Tükrözés

Interaktív adatbáziskezelő rendszerek

Az interaktív adatbáziskezelés egyik legnagyobb problémája az adatok olyan fizikai szervezésének kialakítása, amely nagy mennyiségű adat esetén is gyors válaszadást biztosít.

Konkurens műveletek

Mi történne, ha ugyanazt a sort egy időben két felhasználó módosítaná?

Konkurens műveletek

Konkurens műveletek

Konkurens műveletekZárolás (lock - unlock) A legkisebb zárolható egység a sor Zárolható egy tábla, vagy az egész

adatbázis A zárolt sort más felhasználó olvashatja

Patthelyzet (deadlock)Optimisztikus konkurenciakezelés Kódmező, amely minden visszaíráskor

megváltozik

Aktív elemek az adatbázisban

Működő elemek, programok Megszorítások ellenőrzése Triggerek – meghatározott

adatmódosulások esetén működésbe lépő programok

Az adatbázis belső szerkezete

Index készítése

Hallgatókód szerinti indexIndex-tábla

Név szerinti indexIndex-tábla

Több szintű index

Adatbáziskezelő rendszerek

A különböző adatbáziskezelő rendszerek különböző belső felépítésű adatbázist hoznak létreA belső felépítés gyakran verziónként is változikEgy adatbázist csak a saját adatbáziskezelő szoftverével (ABKR) lehet működtetniAz adatbázisok átalakíthatók Egy újabb verzió által kezelt felépítésre Esetenként másik ABKR által kezelt

felépítésre

Relációs adatbáziskezelő rendszerek

SQL lekérdező nyelv A relációs adatbáziskezelő rendszerek

döntő többsége ezt használja DDL DML DQL TCL

Interpreter

A legelterjedtebb relációs adatbáziskezelő rendszerek

ORACLE Oracle Database 11g (2007)

IBM DB2 Informix

Microsoft SQL Server 2008 Access – felhasználói felület

Microsoft Jet MSSQL szerver

Sybase

Relációs adatbáziskezelő rendszerek

Piaci részesedés 2007-ben

Fejlesztő cég Millió dollár

Oracle 8,3 44,3 %

IBM 3,95 21 %

Microsoft 3,47 18,5 %

Sybase 0,658 3,5 %

NCR Teradata 0,620 3,3 %

Egyéb 1,767 9,4 %

Összesen 18,765

Osztott adatbázisok

Az osztott adatbázis:különböző adatbázis-szerverek által vezérelt adatbázisok hálózata, amely a felhasználó számára egy logikai adatbázisként jelenik meg.

Osztott adatbázisok

Osztott adatbázisok

Osztott adatbázisok

Tranzakciókezelés

Két fázisú COMMIT

Internetes adatbázisok

Web-es felület

JDBC protokoll

Lehetővé vált, hogy az adatbázis és az adatbáziskezelő rendszer nem a felhasználó cég számítógépén, hanem egy szolgáltató, vagy az alkalmazást fejlesztő szoftver-ház számítógépén kerüljön elhelyezésre, ott működjön.

Adattárházak

OLTP (Online Transaction Processing)OLAP (OnLine Analitical Processing)

Adattárház

Az adattárház rendszer egy témaorientált, integrált adatrendszer, melynek elsődleges célja az adatok lekérdezésének, elemzésének támogatása. Az adattárházban a különböző forrásból származó adatok egy adatmodellbe kerülnek integrálásra.

Adattárház

Adattárház

Kezelő rendszerének feladatai        Adattisztítás        Betöltés, frissítés        Lekérdezések   adatbányászat (data mining) o   összegzés felfelé (aggregálás, drill up) o  az adatok bontása lefelé (lefúrás, drill down)

Többdimenziós

(multidimenzionális) adatmodell Egy 3 dimenziós modell

Többdimenziós

(multidimenzionális) adatmodell

Szeletelés

Többdimenziós (multidimenzionális) adatmodell

Szeletelés

Többdimenziós adatmodell – Csillag séma

Csillag séma

Többdimenziós adatmodell – Hópehely séma

Adattárházkezelő rendszerek

ORACLEIBMTeradata Enterprise Data Warehouse

Microsoft Commerce Server 2007

Online adatbázisokWebterületeken elérhető publikus adathalmazok, web-böngészővel hozzáférhetők http avagy https protokollon keresztülCsak kliensprogrammal hozzáférhető adatok és site-ok is vannak (pl.idokep.hu), illetve hozzáférés (login és pwd) esetén különböző interfészeken keresztül: ODBC, DDE, DDLE, JDBC, DBI, OCCI stb – rengeteg van, a kliens szinte minden lehet Excel, SPSS, Minitab, SAS)Tényleges technológia szempontjából: Statikus (pl.korábban AKI, KSH) Dinamikus (tényleges adatbázis-szerver háttér)

Technikai háttérA háttérben adatbázis szerver: MS-SQL, Postgres SQL, Oracle, IBM DB2,

stb.)

Web-szerver (kívülre: pl. Apache)A dinamikusság, avagy a kapcsolat a kettő között (a klasszikus webserver html-eket küld le a kérőnek) különböző programnyelvek segítségével történik: php, perl (cgi-bin), asp – (MS, C#), stb.

Elérhető adatbázisokKSH, AKI, EUROSTAT, FAOSTAT, UNECE, data.un.orgportfolio.hu (tőzsdei adatbázis – regisztráció kell, online adatokhoz előfizetés)idokep.hu vs. met.hu Online piacterek (ebay.com .de, Vatera, teszvesz – minden loggolódik)Apróhirdető site-ok: expressz, hasznaltauto.huTérképek (terkepcentrum, utcakereso.hu stb.)Útvonaltervezők (maps.google.com, utvonal.hu, map.24.de – gráfok és hálózatok)Elearning.szie.hu avagy tki.szie.hu/oktatas: Moodle

LetöltésStruktúrálható A letöltendő adathalmaz mezői

struktúrálha-tók és beállíthatók (pl.faostat.fao.org – előredefiniált nézetek is segítenek)

Némi beállítás adottCsak letölthető – ami van, jobb esetben xls, csv, de többnyire: html, pdf (pl.képként, nem nyomtatható beállítással!), stb.

Offline munkaLegrosszabb esetben, újra kell digitalizálni a letöltött anyagot (kézzel, avagy scan, vagy/majd OCR) => txt, csv, xls stb.)A letöltött strukturált anyag, sem biztos, hogy számokból áll (pl. BB: webes banking)A struktúra és méret miatt sem biztos, hogy könnyen használható

Offline munka 2.

Egyszerűbb esetben: szűrő vagy pivotBonyolultabb esetben: A pivothoz szükséges alapadatstruktúra előállítása érdekében: Kézi munka (Ctrl-X, vagy Ctrl-C, Ctrl-V) –

egy bizonyos méretig VBA makrók (Excel alatt) – a végrehajtási

sebesség szinte végtelen a kézimunkához képest (programozni tudni kell….)

Példák

Idősorok letöltése (faostat.fao.org)oraallasok.xlsUnece.org xlsOrarend.xls Valamelyik évf.órarendje Valamelyik oktató órarendje Valamelyik terem beosztása