Stary zeszyt TIABD

Zeszyt TIABD

Pojęcie bazy danych, właściwości baz danych

Co to jest baza danych?

Narzędzie do organizowania zbioru danych, według określonych reguł. (System zarządzania bazami danych.)

Wymień przykłady zastosowania baz danych.

• Obsługa wpłat i wypłat w banku
• Rezerwacja biletów lotniczych
• Kartoteki pracowników (kadry i płace)
• Księgowość
• Wyszukiwarki informacji: Google, Amazon itp.
• Poszukiwanie prawidłowości w danych
• Multimedialne bazy danych: obrazy, muzyka, filmy
• Edziennik

Wymień i krótko opisz cechy baz danych.

Baza danych powinna charakteryzować się następującymi cechami:

• trwałość danych.
• integralność danych.
• bezpieczeństwo danych.
• współdzielenie danych.
• abstrakcja danych.
• niezależność danych.
• integracja danych.
• normalizacja danych.

Jaka jest różnica między częścią intersjonalną a ekstensjonalną bazy danych?

Część intersjonalna określa jej strukturę (tabele itp.), a część ekstensjonalna określa jej zawartość (dane).

Zadania 2, 3, Test 19

Zadanie 2

Zadanie 3

TEST 19

1. Relacyjny model danych opracował:

• Edgar F. Codd.
• Steven Jobs.
• Stanisław Lem.
• Microsoft

2. SZBD to skrót od słów:

• System Zapisywania Bezwartościowych danych.
• System Zintegrowanych Baz danych.
• System Zarządzania Bazą Danych.
• System Zbioru Bazy Danych.

3. Który z wymienionych elementów nie korzysta z systemu baz danych?

• System zarządzania treścią Joomla!
• System sprzedaży Subiekt GT.
• Dokument HTML.
• Dziennik elektroniczny.

4. Sieciowy model danych został ustandaryzowany przez:

• W3C.
• IEEE.
• CODASYL.
• ISO/OSI.

5. Do SZBD w architekturze klient-serwer nie zaliczamy:

• MS Access.
• MySQL.
• PostgreSQL.
• MS SQL Serwer.

Modele baz danych

Co to jest Model bazy danych

Model bazy danych to zbiór zasad opisujących strukturę danych i dozwolone operacje w bazie danych.

Model danych składa się z:

• Część strukturalna
• Część manipulacyjna (kto i co można zrobić)
• Reguły integralności

Modele baz danych:

Jednorodny

Jest to model, w którym wszystkie dane są umieszczone w jednej tabeli. Zaletami tego modelu jest łatwość i szybkość odczytywania danych, a wadami możliwość występowania dużej ilości duplikatów zwiększających zużycie zasobów maszyny. Przykładem takiego modelu jest książka telefoniczna. Zawiera ona dane ułożone w.g. nazwisk, więc gdybyśmy chcieli wyszukać nazwisko mając numer telefonu byłoby to trudne, gdyż książka telefoniczna nie jest przystosowana do szukania nazwisk po numerze telefonu.

Hierarchiczny

W tym modelu przechowywane dane są zorganizowane w postaci drzewa. Informacja jest zawarta w dokumentach oraz w strukturze drzewa. Zaletą takiej bazy danych jest duża szybkość działania, wadą – powstawanie nadmiarowych danych.

Sieciowy

Model sieciowy baz danych organizuje dane w formie grafu, gdzie rekordy mogą mieć wiele wzajemnych powiązań, umożliwiając bardziej złożone relacje niż w modelu hierarchicznym.

Relacyjno - obiektowy

Łączy cechy modelu relacyjnego i obiektowego, co pozwala na używanie tabel relacyjnych, ale z obsługą bardziej złożonych typów danych (obiektów), jak w programowaniu obiektowym. Zalety: Obsługa zaawansowanych typów danych (np. multimedia, struktury). Elastyczność obiektów przy zachowaniu prostoty relacyjnej. Wady: Większa złożoność niż w czystym modelu relacyjnym. Może być mniej wydajny przy dużych zbiorach danych niż model relacyjny.

Obiektowy

To sposób przechowywania danych jako obiektów, które łączą dane i operacje na nich. Używa klas, dziedziczenia, enkapsulacji i polimorfizmu, co pozwala na bardziej złożone struktury danych niż w tradycyjnych bazach relacyjnych.

Rozproszona baza danych

To baza, której dane są przechowywane na wielu serwerach, ale użytkownicy widzą ją jako jedną całość. Wykorzystuje replikację i fragmentację danych, by zapewnić skalowalność, dostępność i wydajność.

Relacyjny

Model relacyjny to sposob przechowywania danych w tabelach, gdzie każda tabela zawiera wiersze (rekordy) i kolumny (atrybuty). Tabele mogą być ze sobą powiązane za pomocą kluczy, co pozwala na rozpowszechnianie informacji.

Zalety modelu relacyjnego to:

• Prostota – dane są przechowywane w łatwych do zrozumienia tabelach.
• Elastyczność – łatwo dodawać, modyfikować i usuwać dane bez wpływu na inne tabele.
• Spójność danych – dzięki kluczom i ograniczeniom integralności dane są dokładne i zgodne.
• Łatwość wyszukiwania – język SQL pozwala na szybkie tworzenie zapytań i analizowanie danych.
• Skalowalność – model relacyjny dobrze radzi sobie z dużymi zbiorami danych.

Wady modelu relacyjnego to:

• Złożoność przy dużych danych – przy bardzo dużych zbiorach danych lub skomplikowanych zapytaniach wydajność może spadać.
• Słaba obsługa danych nieustrukturyzowanych – model relacyjny nie radzi sobie dobrze z danymi takimi jak multimedia czy teksty.
• Złożoność relacji – w przypadku bardzo złożonych relacji między danymi, tworzenie i zarządzanie tabelami może stać się trudne.
• Kosztowna skalowalność – skalowanie poziome (dodawanie kolejnych serwerów) bywa trudniejsze niż w przypadku innych modeli baz danych, np. NoSQL.

Zadanie 1

Tabela poniżej przedstawia prykładowy tygodniowy plan lekcji. Określ, jaki model danych reprezentuje, i opisz jego cechy charakterystyczne. Odpowiedź zapisz poniżej tabeli.

Przedstawia model jednorodny - zawiera jedną tabelę. LUB model relacyjny, który przechowywuje dane w tabelach, gdzie każda tabela zawiera wiersze (rekordy) i kolumny (atrybuty).

Integralność danych

1. Co to jest integralność danych?

Integralność (spojność) danych oznacza, że dane nie ulegają zmianom lub uszkodzeniu, a system działa bez manipulacji.

Integralność określana również mianem spójności danych jest to funckja systemu SZBD która grawantuje, że dane nie zostaną usunięte lub zmienione w nieautoryzowany sposób.

2. Jakie wyróżniamy rodzaje integralności?

1. Integralność semantyczna - polega na utrzymaniu ograniczeń nakładach na dane np. w określonej kolumnie tabeli muszą znajdować sie wyłącznie dane zgodne z typem danych kolumny.
2. Integralność encji - wprowadza sie w trakcie definiowania schematu danych np. każda tabela ma posiadacz klucz główny.
3. Integralność referencyjna - polega na wprowadzeniu i utrzymaniu powiązań między tabelami.

3. Kiedy baza danych zachowuje swoją poprawność?

Wtedy kiedy 3 rodzaje integralności będą zachowane. Utrzymanie poprawności w obrębie sementycznym, encji, referencyjnym.

4. Czym różnią się ograniczenia integralnościowe statyczne od dynamicznych?

Szczególnym rodzajem ograniczeń, które można nałożyć na dane, są tzw. więzy integralności. Wyróżniamy:

• więzy statyczne – ograniczenia stanu bieżącego, wykluczające niedopuszczalne wartości – na przykład sprawdzenie reguły: „pensja pracownika jest większa niż zero”

• więzy dynamiczne – ograniczenia przejść między stanami, przeciwdziałające niedopuszczalnym zmianom – na przykład sprawdzenie reguły: „wiek pracownika nie może maleć”. W wielu ujęciach tematu integralności nazywane także więzami przejść.

• ograniczenia integralnościowe statyczne odnoszą się do bierzacego stanu bazy danych. np. warunek aktualny teraz i w przyszłości pomimo u

• więzy integralności dynamiczne to takie przeciwdziałają zmianom ponieważ związane są z przejściem bazy danych z jednego stanu w drugi (tymczasowe)

Pytania

1. Co to baza danych?
2. Przykłady bazy danych.
3. Cechy bazy danych.
4. Co to jest model danych i z jakich składa się części (jednorodny, hierarchiczny i relacyjny)?
5. Co to jest integralność i jakie są rodzaje?

Funkcje systemu zarzadzania bazy danych

Wytłumacz pojęcia: dane, baza danych, system zarządzania bazą danych

• Dane - informacje
• Baza danych - Narzędzie do organizowania zbioru danych, według określonych reguł. (System zarządzania bazami danych.)
• SZBD - oprogramowanie bądź system informatyczny służący do definiowania, towrzenia i zarządzania bazą danych przez użytkowmnika. Umożliwa dostęp do bazy danych również inny programom.

Co to jest CODASYL?

CODASYL (COnference on DAta SYstems Languages) - Konferencja ds Języków Systemów Baz Danych

Omów pojęcie niezależności danych

Programy wymieniające informacje z bazą danych są niezależne od przechowywania danych na dysku i szczegółów reprezentacji danych na dysku.Niezależność dotyczy również posługiwania się danymi.

Wymień wady SZBD

• potrzeba z zapoznaniem się z obszerną dokumentacją
• wymaga dużo przestrzeni dyskowej i zasobów pamięci operacyjnej

Na czym polega spójność danych

Integralność określana również mianem spójności danych jest to funckja systemu SZBD która grawantuje, że dane nie zostaną usunięte lub zmienione w nieautoryzowany sposób.

Zadanie 1

• adres e-email
• imię
• adres korespodecyjny
• nazwisko
• numer telefonu
• NIP

Zadanie 2

Film

• id_filmu
• tytuł
• czas trwania filmu
• podobne filmy

Reżyser

• id_reżysera
• nazwisko reżysera
• imię reżysera
• poprzednie filmy

Aktor

• id_aktora
• imię aktora
• nazwisko aktora
• data urodzin aktora
• filmy

Gatunek

• id_gatunku
• nazwa zespołu
• opis gatunku

Karta pracy 2

1.

Klient:

• idklient

Zamowienie:

• idzamowienie

ZamowienieStatus:

• idzamowieniestatus

ZamowienieProdukt:

• idzamowienieprodukt

Produkt:

• idprodukt

2.

Klient - Zamowienie: Jeden do jednego

ZamowienieProdukt - Produkt: Jeden do jeden

Zamowienie - ZamowienieProdukt: Jeden do jednego / Jeden do wielu

Zamowienie - ZamowienieStatus: Jeden do wielu

3.

ProducentProduktu (idproducent, producent, adres, telefon, email, NIP)

KategoriaProduktu (idkategoria, kategoria, opis) Pracownik (idpracownik, imie, nazwisko, telefon)

Faktura / Paragon (iddowodu, nr dowodu)

Program lojalnościowy (iduczestnika, imie, nazwisko, telefon, email)

Test 20

1.

1. C top-down
2. A encję z samą sobą
3. D 1:1
4. B klucz złożony
5. C dziedziną

Typy danych

a) Tesktowe:

• CHAR (do 255 znaków)
• VARCHAR (do 65 535 znaków)
• TINYTEXT (do 255 znaków)
• TEXT (do 65 535 znaków)
• NTEXT
• MEDIUMTEXT (do 16 777 215 znaków)
• LONGTEXT (do 4 294 967 295 znaków)

b) Liczbowe

• TINYINT (całkowite od 0 do 255 lub -127 do 27)
• SMALLINT (całkowite od 0 do 65 535 lub od -32 768 do 32 768)
• MEDIUMINT (całkowite od 0 do 16 777 215 lub od -8 388 608 do 8 388 608)
• INT (całkowite od 0 do 4 294 967 295 lub od 2 147 483 647 do -2 147 483 647)
• BIGINT (całkowite, ośmiobajtowa wartość ())
• FLOAT (zmiennoprzecinkowe (4 bajty) od -1.402823466E+38 do -1.175494351E-38, 0 i 1.175494351E-38 do 3.402823466E+38)
• DOUBLE (zmiennoprzecinkowe (8 bajtów) -1.7976931348623157E+308 do -2.2250738585072014E-308, 0, i 2.2250738585072014E-308 do 1.7976931348623157E+308)
• DECIMAL (DOUBLE z możliwością zapisu szesnastkowego)
• NUMERIC
• REAL

c) Daty i czasu

• DATE (data bez czasu)
• DATETIME (data i czas)
• TIMESTAMP (EPOCH time, czas UNIX, od 1970-01-01 00:00:00, przepełnienie w 2037r.)
• TIME (czas od -838:59:59 do 838:59:59)
• YEAR (rok od 1901 do 2155)

d) Binarne

• BINARY
• VARBINRY

e) Waluty/walutowe (nie ma w MySQL)

• MONEY (od -922,337,203,685,477.5808 do 922,337,203,685,477.5807)
• SMALLMONEY (od -214,748.3648 do 214,748.3647)

f) Specialne

• ENUM(’elem1′, ’elem2′, …) (Kolumna łańcuchowa, która może zawierać jedną z wartości wymienionych na liście wartości w definicji tej kolumny)
• SET(’elem1′, ’elem2′, …) (Kolumna łańcuchowa, która może zawierać dowolną liczbę wartości spośród wartości występujących na liście w definicji tej kolumny)
• TEXT
• BIT
• SET
• IMAGE

Normalizacja

ZAGADNIENIA NA SPRAWDZIAN

a) Korzystanie z komputerowych baz danych (gdzie można spotkać i jakie daje to korzyści)

Możemy je spotkać wszędzie tam gdzie zbiera się i analizuje dane np. w szkołach (e-dzienniki), bankach (transakcje) itp. Pozwalają na bezbolesną organizację oraz szybki dostęp danych.

b) Definicja bazy danych (nie zapomnieć o SZBD!!)

Narzędzie do organizowania zbioru danych, według określonych reguł. (System zarządzania bazami danych.)

c) Modele baz danych (wymień, opisz jednym zdaniem.)

Jednorodny Jest to model, w którym wszystkie dane są umieszczone w jednej tabeli.

Hierarchiczny W tym modelu przechowywane dane są zorganizowane w postaci drzewa.

Sieciowy Model sieciowy baz danych organizuje dane w formie grafu.

Relacyjno - obiektowy Łączy cechy modelu relacyjnego i obiektowego.

Obiektowy To sposób przechowywania danych jako obiektów, które łączą dane i operacje na nich.

Rozproszona baza danych To baza, której dane są przechowywane na wielu serwerach, ale użytkownicy widzą ją jako jedną całość.

Relacyjny Model relacyjny to sposob przechowywania danych w tabelach, gdzie każda tabela zawiera wiersze (rekordy) i kolumny (atrybuty). Tabele mogą być ze sobą powiązane za pomocą kluczy, co pozwala na rozpowszechnianie informacji.

d) Relacyjny model bazy danych

Model relacyjny to sposob przechowywania danych w tabelach, gdzie każda tabela zawiera wiersze (rekordy) i kolumny (atrybuty). Tabele mogą być ze sobą powiązane za pomocą kluczy, co pozwala na rozpowszechnianie informacji. Cechy:

• trwałość danych (oznacza możliwość przechowywania danych w pamięci masowej (trwałej) komputera)
• integralność danych (Integralność określana również mianem spójności danych jest to funckja systemu SZBD która grawantuje, że dane nie zostaną usunięte lub zmienione w nieautoryzowany sposób.)
• bezpieczeństwo danych ( zestaw środków, praktyk i procedur, który ma zapewniać dostępność i przede wszystkim – poufność danych znajdujących się w bazach)
• współdzielenie danych (oznacza, że istnieje możliwość równoczesnej pracy wielu użytkowników z tą samą bazą danych)
• abstrakcja danych (dane opisują tylko istotne aspekty obiektów świata rzeczywistego )
• niezależność danych (informacje z bazą danych są niezależne od przechowywania danych na dysku i szczegółów reprezentacji danych na dysku)
• integracja danych (proces łączenia danych z kilku różnych źródeł w celu zapewnienia użytkownikom jednego, ujednoliconego widoku)

e) Definicja klucza podstawowego

Inaczej klucz główny - wybrany minimalny zestaw atrybutów relacji, jednoznacznie identyfikujący każdy rekord tej relacji. To oznacza, że taki klucz musi przyjmować wyłącznie wartości niepowtarzalne i nie może być wartością pustą (null). Ponadto każda relacja może mieć najwyżej jeden klucz główny.

f) Typy relacji w bazach danych (1:1, 1:N, N:N)

g) Pojęcie encji oraz atrybutu encji oraz przykład

Encja (ang. Entity) – jest pojedynczym, możliwym do zidentyfikowania, oddzielnym obiektem. Encja to obiekt, który posiada atrybuty, opisujące go. Encja może mieć przypisane również metody lub funkcje. Encje z takimi samymi właściwościami tworzą zbiór encji. Z pojęciem encji można się spotkać przy temacie baz danych, gdzie encja to nic innego jak reprezentacja obiektu.

h) Do czego służą diagramy ERD i o czym należy pamiętać.

Diagram związków encji (zwany również diagramem ERD) pokazuje, jak encje (osoby, obiekty i koncepcje) wchodzą w interakcje. Te koncepcyjne modele danych pomagają programistom i projektantom wizualizować związki między kluczowymi elementami oprogramowania. Należy pamiętać o określeniu encji, ich atrybutów oraz relacji.

i) Na czym polega normalizacja tabel. (tylko wprowadzenie)

Są to działania mające na celu sprawdzić czy zaprojektowane tabee mają prawidłową strukturę. Eliminuje się przy tym powielanie danych oraz minimalizuje ryzyko błędów przy wprowadzaniu danych. Rozbija się tabele na mniejsze.

j) Co to jest integralność i jakie rodzaje mamy

Integralność określana również mianem spójności danych jest to funckja systemu SZBD która grawantuje, że dane nie zostaną usunięte lub zmienione w nieautoryzowany sposób.

Integralność semantyczna - polega na utrzymaniu ograniczeń nakładach na dane np. w określonej kolumnie tabeli muszą znajdować sie wyłącznie dane zgodne z typem danych kolumny.

Integralność encji - wprowadza sie w trakcie definiowania schematu danych np. każda tabela ma posiadacz klucz główny.

Integralność referencyjna - polega na wprowadzeniu i utrzymaniu powiązań między tabelami.

Cechy relacyjnej bazy danych

• trwałość danych (oznacza możliwość przechowywania danych w pamięci masowej (trwałej) komputera)
• integralność danych (Integralność określana również mianem spójności danych jest to funckja systemu SZBD która grawantuje, że dane nie zostaną usunięte lub zmienione w nieautoryzowany sposób.)
• bezpieczeństwo danych ( zestaw środków, praktyk i procedur, który ma zapewniać dostępność i przede wszystkim – poufność danych znajdujących się w bazach)
• współdzielenie danych (oznacza, że istnieje możliwość równoczesnej pracy wielu użytkowników z tą samą bazą danych)
• abstrakcja danych (dane opisują tylko istotne aspekty obiektów świata rzeczywistego )
• niezależność danych (informacje z bazą danych są niezależne od przechowywania danych na dysku i szczegółów reprezentacji danych na dysku)
• integracja danych (proces łączenia danych z kilku różnych źródeł w celu zapewnienia użytkownikom jednego, ujednoliconego widoku)