bazi na podatoci

Универзитет “Св. Климент Охридски” – Битола Економски факултет – Прилеп Илија Христоски, Ѓорѓи Манчески: БАЗИ НА ПОДАТОЦИ Предавања

1

2011-2012 Илија Христоски, Ѓорѓи Манчески Ver. 1.0

БАЗИБАЗИ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ11. . ВоведВовед

ПодатоциИнформацииЕволуција на АОП:

традиционални системи за управување со датотекиНедостатоци и проблеми кај традиционалните системиЕволуција на АОП:

бази на податоциВидови бази на податоциСистеми за управување со бази на податоци (СУБП)Придобивки на СУБПНедостатоци на СУБП

Универзитет “Св. Климент Охридски” – Битола Економски факултет – Прилеп

Илија Христоски, Ѓорѓи Манчески: БАЗИ НА ПОДАТОЦИ Предавања

2

2

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ПодатоциПодатоци: : дефинициидефиниции (1)(1)� „Претставување на факти, концепти, илиинструкции на начин што е адекватен закомуникација, интерпретација, или обработка, од страна на луѓето или на автоматскиначин.“

IEEE Standard Glossary of SoftwareEngineering Terminology (1990), IEEE Std. 610.12-1990, p. 23

�„Колекција од квалитативни и/иликвантитативни факти: броеви, вредности, зборови, мерења, опсервации или описи напредмети или настани.“

http://www.mathisfun.com

3

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ПодатоциПодатоци: : дефинициидефиниции (2)(2)

� „Факти и статистички показатели собранизаедно заради референцирање илианализа: количини, знаци или симболи врзкоишто се извршуваат операции сокомпјутер, коишто можат да бидатзачувани и пренесени во форма наелектрични сигнали и снимени намагнетни, оптички, или механичкимедиуми.“

http:/oxforddictionaries.com


3

4

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ПодатоциПодатоци: : значењезначење� Податоците, кога правилно се обработуваат, се

трансформираат во информации, врз коишто сепотпира донесувањето одлуки во секое деловноокружување.

� Деловните субјекти мораат постојано да собираат, организираат, чуваат, обработуваат, анализираат иинтерпретираат мноштво различни податоци, за даопстанат и, евентуално, напредуваат (серазвиваат), во сè покомпетитивните пазарниуслови на работење.

5

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ИнформацииИнформации: : дефиницијадефиниција� σσσσ претставува примерок на информација, во

смисла на семантичка содржина (содржина штоима некакво значење), ако и само ако:

1. σσσσ се состои од n податоци; n ≥ ≥ ≥ ≥ 1;Информацијата се состои од податоци.

2. податоците се добро оформени;Податоците се на соодветен начин организирани восоодветна форма, конструкција, композиција или структура, во согласност со определени синтаксички правила.

3. добро оформените податоци имаатзначење.Податоците мора да бидат во согласност со семантиката(значењето) на избраниот систем, код, јазик, ситуација, контекст.



4

6

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ОдносОднос меѓумеѓу податоцитеподатоците ииинформациитеинформациите

� Податоците се запис на информациите.На пример, податоци се:

Милена Петровска 15.000,00 01.09.2011

� Информација е значењето што им се придава наподатоците, за да бидат соодветноинтерпретирани.На пример, податоците:

Милена Петровска 15.000,00 01.09.2011може да ги означуваат следниве ситуации:

а) Милена Петровска прима месечна плата од 15.000,00денари, и е вработена од 01.09.2011.

б) Милена Петровска на ден 01.09.2011 плати казна вовисина од 15.000,00 денари.

в) Милена Петровска изврши уплата на жиро сметка вовисина од 15.000,00 денари на ден 01.09.2011 год. итн.

7

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ЗнаењеЗнаење: : дефиницијадефиниција

� Целокупност на сознанијата воопределна област или воопшто, добиенакако резултат на комплексни когнитивни(спознајни) процеси: перципирање, учење, комуницирање, асоцирање, размислување, како и со агрегирање нарасположливите информации нанајвисоко ниво.


5

8

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ВрскаВрска меѓумеѓу податоцитеподатоците, , информациитеинформациите ии знаењетознаењето

ПодатоциПодатоци

ИнформацииИнформации

ЗнаењеЗнаење

Најниско ниво на апстракција

Највисоко ниво на апстракција

Обработка

Агрегирање

Системи за управување собази на податоци (DBMS)

9

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ЕволуцијаЕволуција нана АОПАОП: : ТрадиционалниТрадиционални системисистеми (1)(1)

� ТРАДИЦИОНАЛНИ СИСТЕМИ ЗА УПРАВУВАЊЕ СОДАТОТЕКИ (1950 - 1970)� Системи засновани на датотеки (File-Based

Systems): колекција од апликативни програмикоишто извршуваат сервиси за потребите накрајните корисници, на начин што секоја апликацијаги дефинира и менаџира своите сопствениподатоци.

� Обид да се компјутеризира и автоматизира мануелното датотечно(картотечно) работење, каде што податоците се логички организирани водосиеја, а досиејата се чуваат во засебни ормари, простории итн.

� Овој систем функционира добро само ако квантумот на податоци што требада се чува е релативно мал или ако станува збор за поголем број податоцишто треба само да се чуваат и пребаруваат (повикуваат) секвенцијално илисо употреба на соодветен систем на индексирање.



6

10

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� Секоја апликација располага со сопствени податоци, запишани во посебни датотеки како множества одмеѓусебно поврзани записи и организирани возасебни фолдери (директориуми), логички партиции, физички хард дискови и/или компјутери.

� Ваквиот систем не може да одговори на потребите завкрстено референцирање, процесирање и агрегирањена податоците.

� На пример, во факултетот има повеќе апликации што се однесуваат настудентите: апликација за евидентирање на студентите што сезапишуваат во прва година, апликација за пријавување испити ипечатење списоци на студенти што ќе полагаат, апликација зафинансиско работење со студенти, апликација за генерирање сумарниизвештаи за постигнатиот успех по предмети, апликација за генерирањерезултати од испитите со завршно оценување, итн. – секоја од ниврасполага со свои сопствени податоци.

11

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� ШЕМАТСКИ ПРИКАЗ НА НАЧИНОТ НАОРГАНИЗИРАЊЕ НА АПЛИКАЦИИТЕ „ПРОДАЖБИ“(Sales) и „ДОГОВОРИ“ (Contracts)

Извор: Connolly & Begg (2002)


7

12

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ и ПРОБЛЕМИ:� НЕЕКОНОМИЧНОСТ И ЗГОЛЕМЕНИ ТРОШОЦИ

Различните апликации имаат голем број заедничкиосновни функции: внесување, прегледување иажурирање податоци, генерирање извештаи итн. Сепак, дизајнирањето, кодирањето, документирањето итестирањето на софтверот треба да се направат посебноза секоја апликација, што доведува до зголемување натрошоците за развој.

13

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ и ПРОБЛЕМИ:� РЕДУНДАНТНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕ

Секоја одделна апликација работи со записи во коиштоопределени полиња можат да се користат и од страна надруги апликации, но не е можно таквите податоци дабидат сместени на една локација за да бидат користениконкурентно од сите апликации. Така, доаѓа доповторување на исти податоци на повеќе локации (секојаапликација си користи свое сопствено множестводуплирани податоци). Со ова непотребно се троширасположливиот капацитет на единиците на секундарнамеморија, како и времето потребно за внесување иажурирање на податоците.



8

14

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ и ПРОБЛЕМИ:� НЕКОНЗИСТЕНТНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕ

Поради фактот што исти податоци се користат на повеќелокации (секоја апликација си користи свое сопственомножество дуплирани податоци), во најголем бројслучаи различните копии од податоците, користени одразличните апликации, не се совпаѓаат. Не постоимеханизам нововнесениот, изменетиот или избришаниотподаток кај една апликација да биде автоматски додаден, изменет или избришан истовремено и точно кај ситеостанати бази на податоци, односно апликации.

15

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ и ПРОБЛЕМИ:� ИЗОЛИРАНОСТ И ХЕТЕРОГЕНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕ

Поради фактот што исти податоци се користат на повеќелокации (секоја апликација си користи свое сопственомножество дуплирани податоци), многу е веројатно тоадека за нивната виталност ќе се грижат различни лицаили тимови. Со текот на времето, истите податоци кајразличните апликации ќе бидат (ре)организирани наразлични начини, зачувани во различни дигиталниформати на запис, или ќе станат целосно недостапни задругите апликации.


9

16

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ и ПРОБЛЕМИ:� ЗАГРОЗЕН ИНТЕГРИТЕТ НА ПОДАТОЦИТЕ

Во услови кога постојат голем број различни апликации, многу е тешко да се обезбеди интегритетот наподатоците што се внесуваат, во услови когаограничувањата на нивната содржина треба да сеспроведе над повеќе различни датотеки.

� БЕЗБЕДНОСНИ ПРОБЛЕМИТешко е да се осигури безбедноста на податоците воуслови кога со инсталирањето нови апликации, сепоголем број корисници добиваат пристап надподатоците.

17

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ и ПРОБЛЕМИ:� ЗАВИСНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕ И АПЛИКАЦИИТЕ

Во нормални околности, начинот на којшто се чуваати/или организираат податоците не смее да влијае врзразвојот на апликациите, односно не смее да бидезависен од изборот на софтверската платформа зареализација на апликациите.



10

18

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ЕволуцијаЕволуција нана АОПАОП: : БазиБази нана податоциподатоци (1)(1)

� Бројните недостатоци и проблеми коиштопроизлегуваат од традиционалниот начин наорганизирање на АОП, а се евидентирани кајтрадиционалните системи за управување со датотеки, доведуваат до појава на БАЗИТЕ НА ПОДАТОЦИ(Databases).

� Овој современ пристап овозможува сите податоци дабидат организирани во една целина, и содржани воединствен секундарен мемориски простор.

19

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ЕволуцијаЕволуција нана АОПАОП: : БазиБази нана податоциподатоци ((22))

� Базите на податоци претставуваат највисокохиерархиско ниво на организирање наподатоците кај компјутерските системи; тиепретставуваат споделена колекција од меѓусебнологички поврзани датотеки, дизајнирани да гизадоволат потребите на организациите заинформации.

� Примена: купување во супермаркети, плаќања со кредитна картичка, правење резервации, користење електронски библиотеки, правењеосигурителни полиси, електронски бизнис, тековно работење во деловнитесубјекти (фактурирање, книговодство, сметководство, магацинскоработење,...) итн.


11

20

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

ЕволуцијаЕволуција нана АОПАОП: : БазиБази нана податоциподатоци (3)(3)

� Базите на податоци (БП) можат да бидат:� централизирани: сите меѓусебно поврзани датотеки

се наоѓаат на една иста физичка локација (еденкомпјутер);

� дистрибуирани: комплетни копии од базата наподатоци, или делови од неа, се наоѓаат на повеќеод една физичка локација – во првиот случајстанува збор за реплицирана БП, а во вториотслучај за дистрибуирана БП.

21

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

СистемиСистеми заза управувањеуправување сособазибази нана податоциподатоци –– СУБПСУБП (1)(1)

� Наместо различни апликации да пристапуваат конразлични датотеки, БП е организирана така што едноединствено множество од софтверски програмиобезбедува пристап кон сите податоци. Тоамножество се нарекува СУБП – Систем за управувањесо бази на податоци. СУБП е софтвер дизјаниран даасистира при одржувањето и искористувањето наголеми множества податоци.

� СУБП е множество од софтверски програми коиштоовозможуваат пристап, одржување и искористувањена БП. Тој на корисниците им овозможува дадодаваат, бришат, менуваат, прикажуваат, печатат, пребаруваат, селектираат и сортираат податоци.



12

22

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

СистемиСистеми заза управувањеуправување сособазибази нана податоциподатоци –– СУБПСУБП (2)(2)� ШЕМАТСКИ ПРИКАЗ НА СУБП (апликации

„ПРОДАЖБИ“ (Sales) и „ДОГОВОРИ“ (Contracts)):


23

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

СистемиСистеми заза управувањеуправување сосо базибазинана податоциподатоци –– СУБПСУБП (3)(3)� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:

� НЕЗАВИСНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕ И АПЛИКАЦИИТЕВо идеален случај, апликациите не треба да ги интересира начинот накојшто податоците се складирани и претставени. СУБП обезбедуваапстрактен поглед врз податоците, што ги прикрива сите детали нанивната физичка имплементација. Ова значително го поедноставуваодржувањето на апликациите, коишто стануваат имуни на промените наописот на податоците.

� ЕФИКАСЕН ПРИСТАП ДО ПОДАТОЦИТЕ И БРЗ ОДГОВОРСУБП користи разновидни софистицирани техники за ефикасноскладирање, пребарување и извлекување на податоците од БП, прекуимплементација на тн. прашални јазици (SQL) или генератори на извештаи(report writers), што овозможуваат поставување на ad hoc прашања и брзо, промптно добивање одговор од БП, без пишување специјален софтвер.

� ЗГОЛЕМЕНА СКАЛАБИЛНОСТСУБП овозможува пораст на големината на БП до огромни размери, поддржувајќи зголемени брзини на извршување на трансакциите (TPS –transactions per second). Перформансите на БП не се намалуваат сонејзиниот пораст.


13

24

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0

СистемиСистеми заза управувањеуправување сосо базибазинана податоциподатоци –– СУБПСУБП (4)(4)

� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:� ВИСОКО НИВО НА ИНТЕГРИТЕТ НА ПОДАТОЦИТЕ

СУБП овозможува имплементирање на правила, т.е. ограничувања, со коишто ќе се обезбеди интегритетот наподатоците во поглед на нивната валидност иконзистентност.

� ЦЕНТРАЛИЗИРАНО АДМИНИСТРИРАЊЕ НАПОДАТОЦИТЕ

Одговорни за организирањето на податоците и нивниотприказ, како и за менаџирањето на различните групикорисници се искусни професионалци коишто од едноместо вршат администрирање на БП.

25

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:� КОНКУРЕНТЕН (СИМУЛТАН) ПРИСТАП

СУБП овозможуваат конкурентен пристап до истите податоци, така што секој корисник има субјективно чувство дека само тојпристапува до податоците. Кај традиционалните системи содатотеки, симултаниот пристап до иста датотека најчестодоведува до губиток на информациите или тешки нарушувањана интегритетот на податоците.

� НАМАЛЕНО ПОТРЕБНО ВРЕМЕ ЗА РАЗВОЈ НА АПЛИКАЦИИ ИЗГОЛЕМЕНА ПРОДУКТИВНОСТ

СУБП ги поддржуваат сите најважни стандардни функции(рутини) за манипулирање со датотеки на ниско ниво, шточесто се употребуваат при развојот на апликациите, а сеоднесуваат на пристапот до податоците сместени во БП. Вокомбинација со high level интерфејсот кон податоците, овасвојство овозможува брз развој на апликации, дозволувајќипрограмерот да се фокусира врз специфичнитефункционалности на апликацијата, а не врз деталите на low level имплементацијата.



14

26

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:� МИНИМАЛНА РЕДУНДАТНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕ

Со помош на методата за анализа на БП позната под името„нормализација“, податоците се организираат така што нивнотоповторување (дуплирање) во БП се сведува на минимум(контролирано повторување на податоците). Со тоа БП седоведува во форма со минимална редунданција, максималенинтегритет и најдобри перформанси при обработката наподатоците.

� МИНИМАЛНА ИЗОЛИРАНОСТ И НЕКОНЗИСТЕНТНОСТ НАПОДАТОЦИТЕ

Истите податоци во БП им се достапни на сите корисници, што јаисклучува можноста дел од нив да биде изолиран (недостапен) заодделни апликации. Сите податоци во БП се чуваат наунифициран начин, во хомоген дигитален формат. Прекумеханизмот на автоматско обезбедување на референцијалниотинтегритет (каскадно ажурирање и бришење) се обезбедувамаксимална конзистентност на податоците во БП. Сите измени вотабелите на БП (додавања, ажурирања, бришења) се прават самоеднаш и се веднаш видливи за сите корисници.

27

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:� ПОВЕЌЕ ИНФОРМАЦИИ СЕ ДОБИВААТ ОД ИСТАТА

КОЛИЧИНА ПОДАТОЦИПоради интегрираноста на оперативните податоци, организациитеможат да екстрахираат повеќе информации од истата количинаподатоци, во споредба со традиционалниот систем на датотеки.

� ВИСОКО НИВО НА БЕЗБЕДНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕСУБП овозможува имплементирање на инхерентен систем наконтрола на пристап до податоците којашто ќе ја заштити БП одупад на неовластени лица, но и ќе определи кои податоци ќе бидатвидливи, а кои не, за определена група легални корисници, прекумеханизмот на кориснички имиња (user names) и лозинки(passwords). Исто така, можна е и рестрикција во поглед на типотна операции врз БП (пребарување, додавање, ажурирање, бришење).


15

28

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:� ИМПЛЕМЕНТАЦИЈА НА СТАНДАРДИ

Поради интегрираноста на оперативните податоци, можно е да седефинираат и имплементираат неопходните стандарди на ниво наоддел, организација, држава или на меѓународно ниво, во погледна форматот на податоците, именувањата, документацијата, процедурите за ажурирање и правилата на пристап со цел да сеолесни размената на податоците меѓу различните системи.

� ЗГОЛЕМЕНА ЕКОНОМИЧНОСТ И НАМАЛЕНИТРОШОЦИ

Ставајќи ги сите оперативни податоци во една БП, и создавајќимножество апликации што користат еден ист извор на податоци, организацијата заштедува огромни финансиски средства воспоредба со традиционалниот систем на датотеки, што води конзголемена економичност во работењето.

29

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� ПРИДОБИВКИ ОД УПОТРЕБАТА НА СУБП:� БРЗО ВОСПОСТАВУВАЊЕ НА ФУНКЦИОНАЛНОСТА

ПО ПАД НА СИСТЕМОТСУБП со своите софистицирани алатки и сервиси заправење резервни копии (backup) и реставрирање на БП(recovery) ги заштитуваат податоците, а со тоа икорисниците, од негативните ефекти при пад насистемот.

� СПОДЕЛЕНОСТ НА ПОДАТОЦИТЕДатотеките се во сопственост на луѓето или одделитешто непосредно ги користат. Но, БП припаѓа на целатаорганизација и може да биде споделувана од ситеавторизирани корисници, со што се обезбедува тоа да сèпоголем број луѓе користат сè повеќе расположливиподатоци.



16

30

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ НА СУБП:� КОМПЛЕКСНОСТ

Високото ниво на функционалност на СУБП резултира сонеговата огромна комплексност. Оттука произлегуванеопходноста сите непосредни корисници на СУБПдобро да го познаваат софтверот за да можат во целостда ја искористат неговата функционалност.

� ГОЛЕМИНАКомплексноста и мултифункционалноста на СУБП гиправи СУБП да бидат екстремно големи софтверскипроизводи, што заземаат голем простор на единиците насекундарна меморија и бараат значителни количини RAMмеморија за да работат ефикасно.

31

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ НА СУБП:� ЦЕНА

Цената на СУБП значително варира во зависност одокружувањето и понудената функционалност (од US$100 до US$1.000.000). Овде во предвид треба да се земат итрошоците за годишно одржување на софтверот.

� ТРОШОЦИ ЗА ДОПОЛНИТЕЛЕН ХАРДВЕРЗа да се постигнат оптимални перформанси на СУБП, неопходно е да се инвестира во појак хардвер (dedicated server) и/или во поголем број дополнителни уреди насекундарна меморија.


17

32

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ НА СУБП:� ТРОШОЦИ ЗА КОНВЕРЗИЈА

Овде спаѓаат трошоците за конвертирање на постојнитеапликации, да работат под новиот СУБП и гоподдржуваат новиот хардвер, трошоците за обука накорисниците, и, евентуално, за вработување наспецијалистички кадар за одржување на СУБП.

� ПЕРФОРМАНСИВообичаено, кај традиционалниот систем на датотекисекоја апликација е засебно дизајнирана, кодирана иоптимизирана, што резултира со многу добриперформанси при работата. Кај СУБП, некои апликацииможат да демонстрираат дури и намалени перформанси, заради општоста на СУБП.

33

2011-2012

Илија

Христо

ски,Ѓор

ѓиМанче

скиV

er. 1.0


� НЕДОСТАТОЦИ НА СУБП:� ГОЛЕМИ ВЛИЈАНИЈА НА ДЕФЕКТИТЕ

Централизацијата на ресурсите ја зголемува ранливостана целокупниот СУБП. Бидејќи сите корисници иапликации се засноваат врз расположливоста на СУБП, евентуалните дефекти на која било хардверскакомпонента може да доведе до неработење на СУБП изастој на целокупното работење во организацијата.


18

1

© 2011-2012 Илија Христоски, Ѓорѓи манчески Ver. 1.0

БАЗИБАЗИ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ2. 2. ОкружувањеОкружување

Трослојна ANSI-SPARC архитектура на СУБПКомпоненти на окружувањето на СУБП

Хардверски архитектури на СУБПСофтверски компоненти на СУБП

Модел на податоциЈазик за дефинирање податоциЈазик за манипулирање со податоциРечник на податоци (системски каталог)

Функции на СУБПСтруктурни компоненти (модули) на СУБП


19

2

©2011-2012

Илија

Христоски, ЃорѓиМанчески

Ver. 1.0

ТРОСЛОЈНАТРОСЛОЈНА ANSIANSI--SPARCSPARCАРХИТЕКТУРААРХИТЕКТУРА НАНА СУБПСУБП (1)(1)Архитектурата на поголемиот број комерцијалнорасположливи СУБП, главно, се базира на тн. ANSI-SPARC архитектура (1975);Според неа, секој СУБП треба да биде организиранво три нивоа (слоја), и тоа:

Екстерно ниво (external level);Концептуално ниво (conceptual level);Интерно ниво (internal level);

Целта на ваквата архитектура е да се извршисепарирање на начините на коишто корисниците јагледаат БП, од нејзината физичка имплементација, односно да се постигне логичка и физичканезависност на податоците (измените во долнитеслоеви да немаат влијание врз горните слоеви).

3

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ТРОСЛОЈНАТРОСЛОЈНА ANSIANSI--SPARCSPARCАРХИТЕКТУРААРХИТЕКТУРА НАНА СУБПСУБП (2)(2)

Логичка независностна податоците

Физичка независностна податоците

СУБП



20

4

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


Екстерно ниво (external level);Ги претставува погледите што крајните корисници ги имаат врз БП; Секој различен корисник треба да може да пристапи кон иститеподатоци, но да биде во состојба да ги гледа на начин на којшто тојсака, различен од оној на останатите корисници;

Концептуално ниво (conceptual level);Ја содржи логичката структура на БП, опишувајќи КАКВИ податоци сечуваат во БП, независно од нејзината физичка имплементација; Овдеприпаѓаат: сите ентитети, нивните атрибути, и соодветните релации, ограничувањата на податоците, семантичката информација заподатоците, безбедносните аспекти и интегритетот на податоците;

Интерно ниво (internal level);Ја претставува физичката репрезентација на БП во компјутерот, опишувајќи КАКО податоците се чуваат во БП; Овде припаѓаат: структури на податоци и организација на датотеки, интерфејс со ОС, методи на пристап до хардверските ресурси, техники за зачувување иисчитување записи, алокација на секундарен мемориски простор заподатоците и индексите, компресирање и техники на енкрипција(криптозаштита) на податоците во БП.

5

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


Логичка независност на податоците

Физичка независност на податоците

Корисник 1 Корисник 2Извор: Connolly & Begg (2002)


21

6

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (1)(1)

Окружувањето на СУБП се состои одследниве компоненти:Хардвер (hardware);Софтвер (software);Податоци (data);Процедури (procedures);Луѓе (people).

7

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (2)(2)ХАРДВЕР:

За да функционираат СУБП и апликациите, неопходен ехардвер: од персонален компјутер (PC), голем компјутер(mainframe), до компјутерска мрежа; Хардверот зависи одпотребите на организацијата и од користениот СУБП;

Следниве хардверски архитектури на СУБПовозможуваат дистрибуирано процесирањепреку компјутерска мрежа:Далечинско процесирање (Teleprocessing) илиТерминал-Хост (Terminal-to-Host) архитектура;Сервер на датотеки (File-Server) архитектура;Клиент-Сервер (Client-Server) архитектура;


22

8

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (3)(3)Далечинско процесирање (Teleprocessing) илиТерминал-Хост (Terminal-to-Host) архитектура;

Традиционална (застарена) архитектура заповеќекориснички СУБП; Се состои од еден централен компјутер, најчесто со еденCPU, наречен компјутер-домаќин (host), и поголем бројповрзани тн. „глупи“ (dumb) терминали, коишто немаатспособност за самостојна обработка на податоците;Сите апликации, БП и СУБП се сместени на централниоткомпјутер (host);Целокупниот товар паѓа на централниот компјутер, којшто еодговорен не само за работењето на апликациите и СУБП, туку и за процесирање на пораките (барањата) одтерминалите и форматирање на излезните резултати(одговорите) што треба да се прикажат на терминалите.

9

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (4)(4)Шематски приказ на архитектурата на далечинскопроцесирање (Teleprocessing);

• БП• СУБП• Апликации• Софтвер за управување совлезните и излезните пораки

• Кориснички интерфејс

• БП• СУБП• Апликации• Софтвер за управување совлезните и излезните пораки

• Кориснички интерфејс



23

10

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


Сервер на датотеки (File-Server) архитектура;Процесирањето се распределува преку компјутерска мрежа (LAN), меѓу хардверски компоненти: работни станици (Workstations) исервер на датотеки (File-Server);Серверот на датотеки (File-Server) ги чува само датотеките од БП, што им се потребни за работа на апликациите и на СУБП; Тој имаулога на споделен (shared) хард диск;Апликациите и целосна копија од СУБП се наоѓаат на секојаработна станица;Кога на корисникот му се потребни податоци од серверот, серверот кон работната станица испраќа целосни датотеки што гисодржат бараните податоци;Кај овој пристап се генерира интензивен сообраќај по мрежата, што е причина за слаби перформанси.Бидејќи повеќе СУБП пристапуваат до исти датотеки, контролатана конкурентноста на пристапот до БП, контролата на интегритетотна податоците, обезбедувањето на конзистентноста наподатоците, како и реставрирањето на БП после дефектипретставуваат многу комплексни задачи.

11

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (6)(6)Шематски приказ на архитектурата на сервери надатотеки (File-Server);

• СУБП• Апликации• Кориснички интерфејс

• СУБП• Апликации• Кориснички интерфејс

• БП• БП

• Систем за управување совлезните и излезните пораки

• Систем за управување совлезните и излезните пораки



24

12

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


Клиент-Сервер (Client-Server) архитектура (1)Процесирањето се распределува преку компјутерска мрежа (LAN), меѓусофтверски компоненти (процеси): клиенти (Clients) и сервери (Servers);Процесот-клиент бара некаков ресурс (податоци, информации), апроцесот-сервер го обезбедува бараниот ресурс;Од аспект на хардверот, процесот-клиент и процесот-сервер не мора даегзистираат на еден ист компјутер; можни топологии се: еден клиент –еден сервер; повеќе клиенти – еден сервер, и повеќе клиенти – повеќесервери;Процесот-клиент управува со корисничкиот интерфејс, апликациите и сосистемот за управување со влезните и излезните пораки;Процесот-сервер управува со БП и СУБП, такашто сите пресметувачкифункции, карактеристични за СУБП, ги извршува серверот;Овој пристап овозможува широк пристап кон постојните БП, зголемениперформанси, намалени трошоци за хардвер, намален интензитет насообраќај низ мрежата, како и зголемена конзистентност на податоците воБП.

13

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


Клиент-Сервер (Client-Server) архитектура (2)Кај клиент-сервер архитектурата три компоненти на апликациитешто работат со БП можат да бидат дистрибуирани меѓу клиентот исерверот, и тоа:

презентациска компонента (presentation); компонента штоопределува како апликацијата му се претставува на корисникот;апликациска логика (function); компонента што ја претставуваспецифичната бизнис функција, имплементирана со апликацијата(дефинира за што е наменета апликацијата);компонента за управување со податоците (data management); компонента на апликацијата што е одговорна за управувањето соначинот на пристап до податоците во БП на серверот, како и со текотна податоците меѓу клиентот и серверот.

Во зависност од распределбата на овие три компоненти меѓуклиентот и серверот, постојат пет модели на клиент-серверимплементацијата, прикажани на следнава слика:


25

14

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


Клиент-Сервер (Client-Server) архитектура (3)Шематски приказ на петте модели на клиент-серверимплементацијата

15

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (10)(10)Шематски приказ на архитектурата на процеси-клиенти и процеси-сервери (Client-Server);

• Апликации• Кориснички интерфејс• Систем за управување совлезните и излезнитепораки

• Апликации• Кориснички интерфејс• Систем за управување совлезните и излезнитепораки

• БП• БП

• СУБП• СУБП

Извор

: Con

nolly

& B

egg

(200

2)


26

16

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (11)(11)СОФТВЕР:

Го сочинуваат следниве видови софтвер:СУБП софтверот;

Microsoft SQL Server, Oracle Database, IBM DB2, MySQL, Ingres, Sybase, PostgreSQL, ...;

Апликативните програми;Оперативниот систем;

Unix, Windows; Mac OS, ...;

Мрежниот софтвер (само ако СУБП се користи во мрежно окружување);Microsoft Windows Server, Novel Netware, Apple Mac OS X Server, Sun Solaris SunOS, ...;

Типично, апликативните програми се напишани во:програмски јазици од 3. генерација (3GL) - процедурални: COBOL, C, C++, Java, Visual Basic, Fortran, Pascal; (програмерот дефинира КАКО треба да сенаправи);програмски јазици од 4. генерација (4GL) - непроцедурални: SQL, QBE; (програмерот дефинира ШТО треба да се направи);

Употреба на програмски алатки од високо ниво (4. генерација) приразвојот на апликациите: генератори на форми, генератори на извештаи, графички генератори и апликациски генератори.

17

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0


ПОДАТОЦИ:Од гледна точка на крајните корисници, податоците јапретствуваат најважната компонента во окружувањетона СУБП;Податоците претставуваат „мост“ меѓу машинскитеаспекти (хардвер, софтвер) и човечките аспекти(процедури, луѓе) на окружувањето на СУБП.Податоците се сместени во БП, во вид на:оперативни податоци: податоци што ги генерираорганизацијата за своите потреби;мета-податоци (податоци за податоците): податоци што јаопишуваат дефиницијата и структурата на оперативнитеподатоци во БП.


27

18

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (13)(13)ПРОЦЕДУРИ:

Множество од документирани инструкции, правила ипостапки неопходни за управување и користење на БП;Процедурите се однесуваат на тоа:како да се изврши логирање (пријавување) во СУБП;како да се користи определена функционалност на СУБП илина некоја апликација;како да се стартува и запре СУБП;како да се направат резервни (backup) копии на одделна БПи како да се реставрира (restore) БП од резервната копија;како да се постапи при падови на хардверот или софтверот;како да се измени структурата на одделна табела, да сереорганизира БП на повеќе хард дискови (реплицирање илипартиционирање), да се подобрат перформансите, да сеархивираат одделни податоци итн.

19

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (14)(14)ЛУЃЕ (1):

Администратори (Administrators);Администратори на податоци (Data Administrators, DA): управуваатсо податочните ресурси, планирање на БП, развој и одржување настандарди, правила и процедури, како и концептуален/логички дизајн;Администратори на БП (Database Administrators, DBA): одговорнисе за: физичката реализација на БП, физичкиот дизајн иимплементацијата на БП, контролата на безбедноста и интегритетот наподатоците, одржувањето на СУБП, и обезбедувањето високиперформанси на апликациите;

Дизајнери на БП (Database Designers);Дизајнери на логичката БП: ги идентификуваат податоците (ентитетии атрибути), релациите меѓу податоците, како и ограничувањата наподатоците, врз основа на нивото исцрпно и целосно познавање наподатоците и бизнис правилата во организацијата ;Дизајнери на физичката БП: го трансформираат логичкиот дизајн вомножество табели и ограничувања; ги дефинираат хардверскитеструктури за сместување на БП и методите за пристап до податоците; ги дизајнираат безбедносните механизми и права на пристап до БП.


28

20

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАОКРУЖУВАЊЕТООКРУЖУВАЊЕТО НАНА СУБПСУБП (15)(15)ЛУЃЕ (2):

Луѓе задолжени за развој на апликации (Application Developers);

Врз основа на спецификацијата изготвена од страна на систем-аналитичарите, развиваат и имплементираат апликативен софтвер, којшто ја обезбедува бараната функционалност за крајните корисници; Софтверот може да биде изработен во програмски јазик од 3. или 4. генерација (C++, Visual C++, C#, VB, ...).

Крајни корисници (End Users);Крајните корисници се „клиенти“ за БП, којашто е дизајнирана, имплементирана и одржувана со единствена цел да ги задоволинивните потреби за информации;Постојат две класи корисници:

Наивни корисници; не се свесни за постоењето на СУБП; не знаат ништо заБП или СУБП; до БП пристапуваат исклучиво преку апликации.Софистицирани корисници; ја познаваат структурата на БП и нејзинитеможности; можат да користат прашален јазик од високо ниво (SQL); можатдури и да пишуваат апликации за нивна сопствена употреба.

21

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

СОФТВЕРСКИСОФТВЕРСКИ КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИНАНА СУБПСУБПСекој СУБП се состои од следниве компоненти:

Модел на податоци (Data Model, DM); го дефинира начинотна којшто податоците се концептуално структурирани во БП;Јазик за дефинирање на податоците (Data Definition Language, DDL); им овозможува на корисниците да јадефинираат БП во согласност со моделот на податоци;Јазик за манипулирање со податоци (Data Manipulation Language, DML); им овозможува на корисниците дадодаваат, бришат, ажурираат и извлекуваат (прикажуваат) податоци од БП;Речник на податоци (Data Dictionary, DD); уште познат икако системски каталог (system catalog) или мета-податоци (податоци за податоците) (meta data), овозможуваБП сама себеси да се опише, т.е. да ги опише оперативнитеподатоци што ги содржи во себе;


29

22

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (1)(1)Податочен модел е нотација за опишување податоци илиинформации.

Garcia-Molina, Ullman & Widom (2009)

Модел на податоци претставува интегрирана колекција одконцепти за опишување и манипулирање со податоците, врските меѓу податоците, и ограничувањата на податоците.

Connolly & Begg (2002)

Описот, обично, се состои од три делови:Структура на податоците; множество правила според коишто може да

се конструира БП;Операции над податоците; типови операции што се дозволени над

податоците во БП (операции на додавање, бришење, ажурирање и земање(исчитување) податоци од БП, како и операции за промена на структурата наБП);Ограничувања на податоците; множество правила за вредностите на

податоците со коишто се обезбедува интегритетот на податоците во БП.

23

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (2)(2)Основни категории модели на податоци:

Објектно-засновани модели (object-based);E-R модел (модел на ентитети и врски);Семантички модел;Функционален модел;Објектно-ориентиран модел;

Модели засновани на записи (record-based);Релациски модел;Мрежен модел; (застарен модел, вон употреба)Хиерархиски модел; (застарен модел, вон употреба)

Физички модели (physical);

Освен основните категории податочни модели, постојат и:Објектно-релациски модел;Модел на полуструктурирани податоци, вклучувајќи го XML;Хипермедијален модел;Повеќедимензионален модел.


30

24

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (3)(3)E-R модел (модел на ентитети и врски);Кај E-R моделот (Entity-Relationships model), структурата на податоците(концептуалниот модел) се претставува графички како дијаграм на ентитети иврски, користејќи три основни типа објекти, и тоа: ентитети, атрибути и врски.

Ентитет (Entity) е апстрактен објект од некој вид (лице, предмет, место, настан, концепт) што може еднозначно да се идентификува. Множеството(колекцијата) ентитети од ист вид се нарекува множество ентитети. Множествата ентитети во E-R дијаграмот се претставени со правоаголници.

Атрибути (Atributes) се својствата на ентитетите во множеството ентитети, т.е. карактеристики коишто поблиску опишуваат даден ентитет. Иако типовитеатрибути можат да бидат сложени структури или множества вредности, овдеќе бидат разгледувани само атрибути од основен тип (стрингови, цели броеви, реални броеви итн.). Атрибутите во E-R дијаграмот се претставени со елипси.

Врски (Relationships) се поврзувања меѓу две или повеќе множества ентитети. Во првиот случај станува збор за бинарни врски, а во вториот – заповеќенасочни врски. Овде ќе бидат разгледувани само бинарните врски меѓуентитетите. Врските во E-R дијаграмот се претставени со ромбови.

E-R моделот е предложен од страна на Chen во 1976 год.

25

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (4)(4)Хиерархиски модел;Хиерархискиот модел е податочен модел од прватагенерација. Тој ги структурира податоците во форма настебло („превртено дрво“), со 1:М врски меѓу податоците; Податоците се претставени како колекции од записи, аврските се претставени како множества. Секој запис можеда има најмногу еден „родител“.Се карактеризира со најголема брзина на пребарување, но затоа, пак, има ограничена флексибилност.Хиерархискиот модел е застарен податочен модел (1960 -1970).Најпознат СУБП од овој вид е IBM IMS (Information Management System).Врз основа на хиерархискиот модел е развиен мрежниотмодел.


31

26

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (5)(5)Мрежен модел;Како и хиерархискиот модел, и мрежниот модел еподаточен модел од првата генерација. Овој модел гиструктурира податоците во форма на поврзана листа, пришто се можни, освен 1:М, и врски од типот M:M; И кај овојмодел податоците се претставени како колекции одзаписи, а врските како множества.Се карактеризира со брзо пребарување, флексибилност, но и голема комплексност.Најпознат мрежен СУБП е IDMS/R на Computer Associates.Мрежниот модел е застарен вид податочен модел.

27

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (6)(6)Релациски модел;Релацискиот податочен модел (1970) е претставник на втората генерација податочнимодели, а е предложен од страна на Codd, како обид да се надминат недостатоцитена податочните модели од првата генерација.Кај релацискиот модел сите податоци се логички структурирани во вид на релации(табели). Секоја релација се состои од именувани атрибути (колони), што се пандан наполињата (fields) кај датотеките, а секоја торка (редица) е пандан на запис (record) кајдатотеките и опишува еден ентитет.Обезбедува едноставен, ограничен пристап до структурираните податоци, носепак е доволно флексибилен, обезбедува ограничена, но сепак кориснаколекција од операции врз податоците, манифестира висока ефикасност напристапот до податоците и при нивното ажурирање, има едноставна логичкаструктура и едноставна примена, лесен е за употреба, што резултира со високапродуктивност на корисниците, но има помала брзина на пребарување и поголемовреме на пристап.Овој вид модел е основа за тн. RDBMS (релациски СУБП), коишто го користат јазикотод 4. генерација, познат како SQL (Structured Query Language).Денес најпознати релациски СУБП се: Orcale Database, Microsoft SQL Server и IBM DB2. Практично најголемиот број СУБП во комерцијална употреба се релациски СУБП.Codd во 1979 и 1990 предложува проширени верзии на релацискиот модел (RM/T иRM/V2, соодветно), што спаѓаат во категоријата семантички модели.


32

28

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (7)(7)Објектно-релациски модел;Уште познат и под името „проширено-релациски“ или„универзален“ модел, овој модел, всушност, претставувапроширување на релацискиот модел со објектно-ориентиранисвојства. Припаѓа на третата генерација податочни модели.Овој модел е основа за тн. ORDBMS (објектно-релацискиСУБП), коишто го користи јазикот SQL3.SQL3 стандардот вклучува бројни проширувања настандардниот SQL јазик, меѓу кои се: типови на редици, кориснички дефинирани типови (UDTs) и корисничкидефинирани рутини (UDRs), полиморфизам, наследување, референтни типови, објектен идентитет, тип на колекции, тригери, поддршка за големи објекти – Binary Large Objects (BLOBs) и Character Large Objects (CLOBs), и рекрузија.Најпознати ORDBMS се: Postgres, Illustra, Omniscence, UniSQL, SQL:1999.

29

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

МОДЕЛМОДЕЛ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DM DM (8)(8)Објектно-ориентиран модел;Кај овој вид податочен модел дефиницијата за ентитет е проширена такашто ентитетот не ги опфаќа само атрибутите коишто ја опишуваатсостојбата на објектот, туку и акциите релевантни за тој објект, односнонеговото поведение (behavior). За објектот се вели дека ги енкапсулираи состојбата, и поведението. Припаѓа на третата генерација податочнимодели.Нуди проширени можности за моделирање, екстензибилност, поекспресивен прашален јазик, поддршка за еволуција на шемата на БПи за долготрајните трансакции, одлични перформанси.Недостатоци се: непостоење на универзален модел на податоци, недостиг од искуство и стандарди, голема комплексност.Овој модел е основа за тн. OODBMS (објектно-ориентирани СУБП), коишто го користат јазиците од 4. генерација, познати како ODL (Object Definition Language) и OQL (Object Query Language).Најпознати OODBMS се: GemStone, Itasca, Objectivity/DB, ObjectStore, Ontos, Poet, Jasmin, Jade, Versant Object Database и db4o.


33

30

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ЈАЗИКЈАЗИК ЗАЗА ДЕФИНИРАЊЕДЕФИНИРАЊЕ НАНАПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DDL DDL (1)(1)Јазикот за дефинирање на податоци (DDL) претставува подмножество на SQL јазикот, што секористи за дефинирање (создавање, менување иотстранување) објекти во/од СУБП, и тоа: база наподатоци, табели во БП, индекси, сториранипрашалници (процедури), погледи итн.Со помош на DDL, администраторот на БП (DBA) јадефинира и одржува структурата, односно шемата наБП.

Наредби:CREATE – создава објект во СУБП;ALTER – врши модификација на постоен објект во СУБП;DROP – бриши (уништува, отстранува) објект од СУБП.

31

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ЈАЗИКЈАЗИК ЗАЗА ДЕФИНИРАЊЕДЕФИНИРАЊЕ НАНАПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DDL DDL (2)(2)

Пример за објект табела во БП:Создавање табела:CREATE TABLE employees (id INTEGER PRIMARY KEY,first_name CHAR(50) NULL,last_name CHAR(75) NOT NULL,date_of_birth DATE NULL);

Менување табела (додавање ново поле):ALTER TABLE employees ADD birth_place CHAR(50);

Бришење табела:DROP TABLE employees;


34

32

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ЈАЗИКЈАЗИК ЗАЗА МАНИПУЛИРАЊЕМАНИПУЛИРАЊЕ СОСОПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DML DML (1)(1)Јазикот за манипулирање со податоци (DML) овозможувамножество операции што се користат за:

вметнување нови податоци во БП;ажурирање на постојните податоци во БП;сортирање, пребарување, извлекување и прикажувањена постојните податоци од БП;бришење на постојните податоци од БП.

Постојат, главно, два вида DML:Процедурални DML; јазици од 3. генерација (3GL), коишто ги користатпрограмерите на апликациите за да опишат КОИ податоци се потребни заманипулација и КАКО таа да се изврши;Непроцедурални DML; декларативни јазици од 4. генерација (4GL),коишто ги користат софистицираните корисници и програмерите наапликациите за да специфицираат само КОИ податоци се потребни заманипулација, а не и како таа да се изврши; Најпознати сеSQL (Structured Query Language) и QBE (Query By Example).

33

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ЈАЗИКЈАЗИК ЗАЗА МАНИПУЛИРАЊЕМАНИПУЛИРАЊЕ СОСОПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DML DML ((22))

Пример за објект табела во БП, и употреба на SQL јазикот (4GL):Вметнување нов запис во табела:INSERT INTO employees (id, first_name, last_name, date_of_birth, birth_place) VALUES (592, ‘John’, ‘Doe’, 19.07.1983, ‘Aberdeen’);

Ажурирање постоен запис во табела:UPDATE employees SET birth_place = ‘London’WHERE id = 592;

Пребарување, сортирање и прикажување множество записи одтабела:SELECT first_name, last_name FROM employeesWHERE birth_place = ‘London’ ORDER BYdate_of_birth DESC

Бришење постоен запис од табела:DELETE FROM employees WHERE id = 592;


35

34

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

РЕЧНИКРЕЧНИК НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ –– DDDDРечникот на податоци, уште познат и под поимотсистемски каталог, претставува интегрална ифундаментална компонента на СУБП, што гиобединува на едно место, во едно јадро, дефинициитена сите составни елементи на една БП. Тоа ецентрализирано складиште на податоци заподатоците во БП (мета-податоци), какви што се: значењето, релациите (врските) со другите податоци, потеклото, начинот на користење и форматот.Голем број софтверски компоненти на СУБП(модулите за контрола на авторизацијата, контрола наинтегритетот итн.) својата работа ја засноваат врзсистемскиот каталог.

35

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ФУНКЦИИФУНКЦИИ НАНА СУБПСУБП (1)(1)Codd (1982) наведил осум функции што секој СУБП треба да ги поддржува; Connolly & Begg (2002) кон оваа листа додаваат уште две функции:

1. Чување, пребарување и ажурирање на податоци;Ова е основна функција на СУБП. Деталите на интерната физичка имплементација на БП сесокриени од крајниот корисник.

2. Каталог на којшто можат да му пристапат корисници;Една од клучните премиси на ANSI-SPARC архитектурата на СУБП е постоењето наинтегриран системски каталог (речник на податоци) што ги содржи сите податоци за шемитена БП, корисниците, апликациите итн. Овој каталог треба да им биде подеднакво достапенкако на СУБП, така и на неговите корисници.

3. Поддршка на трансакции;Под поимот „трансакција“ се подразбира серија акции, извршени од страна на еден корисникили апликација, со коишто се пристапува или се изменува содржината на БП. Секојатрансакција треба да го поседува својството ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability).СУБП мора да поддржи механизам што ќе обезбеди или целосно спроведување на акциитешто кореспондираат на една трансакција, или нивно целосно неспроведување. Половичнатареализација води кон неконзистентност во БП.

4. Сервис за контрола на конкурентниот пристап до БП;СУБП мора да обезбеди механизам да ја спречи појавата на интерференција (взаемодејство) во услови кога повеќе корисници истовремено (симултано, конкурентно) пристапуваат до истиподатоци во БП, со што ќе се спречи појавата на неконзистентности.

5. Сервис на реставрирање на БП;СУБП мора да обезеди механизам за враќање (реставрирање) на БП во конзистентнасостојба во следниве ситуации: пад на СУБП, дефект на хардверот, грешки во работата нахардверот и/или софтверот, прекинување на трансакцијата пред да се комплетира.


36

36

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

ФУНКЦИИФУНКЦИИ НАНА СУБПСУБП (2)(2)6. Сервис на авторизација;Само на пријавени (авторизирани) корисници треба да им се овозможи пристап до БП.Исто така, не сите авторизирани корисници треба да имаат право на пристап до ситеподатоци во БП.

7. Поддршка на мрежни комуникации;На корисниците треба да им се овозможи пристап кон централизирана БП ододдалечени локации, преку компјутерска мрежа.

8. Сервиси со коишто се обезбедува интегритетот на БП;И податоците во БП, и промените врз нив мора да следат определени правила, со коишто ќесе обезбеди коректноста и конзистентноста, т.е. квалитетот на податоците.

9. Сервиси со коишто се обезбедува независноста на структурата на БП иапликациите;Физичката независност на податоците многу полесно може да се имплементира отколкулогичката независност. Некои СУБП воопшто не дозволуваат какви било измени на логичкатаструктура на БП.

10. Поддршка на множество корисни (utility) сервиси.Корисните програми му помагаат на DBA ефективно да ја администрира БП. Овде спаѓаат: програми за импортирање (внесување) БП и експортирање (изнесување) БП, програми замониторинг на перформансите или на статистиката на користење и работење на БП, статистички аналитички програми, програми за реорганизација на индексите, програми за„чистење“ на БП од непотребни податоци, консолидирање и реалоцирање на слободниотмемориски простор.

37

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

СТРУКТУРНИСТРУКТУРНИ КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАСУБПСУБП (1)(1)СУБП е исклучително комплексен и софистицирансофтвер. Компонентите на структурата на секој СУБПзначително варираат од еден до друг систем.Секој СУБП е партициониран на неколку софтверскиструктурни компоненти (модули). Секој од нив имаспецифична функција и извршува специфичниоперации. Некои од основните функциите на СУБПсе поддржани од ОС, но СУБП мора да ги надградисо цел да прерасне во интерфејс меѓу ОС и БП одедна, и интерфејс меѓу БП и крајните корисници, оддруга страна.


37

38

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

СТРУКТУРНИСТРУКТУРНИ КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАСУБПСУБП (2)(2)


39

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

СТРУКТУРНИСТРУКТУРНИ КОМПОНЕНТИКОМПОНЕНТИ НАНАСУБПСУБП (3)(3)

DML preprocessor;Ги конвертира DML изразите генерирани од апликацијата во стандардниповици на функции; DML preprocessor-от мора да соработува со Query processor-от за да генерира соодветен програмски објектен код.

Query processor;Ова е главната компонента на СУБП што ги трансформира прашањата на корисницитево низа инструкции од ниско ниво и ги упатува кон Database manager-от.

DDL compiler;Ги конвертира DDL изразите во множество табели што содржат мета-податоци. Ваквите табели потоа се зачувуваат во системскиот каталог, додека контролнатаинформација се зачувува во заглавјата на податочните датотеки.

Database manager;Database manager-от е интерфејс меѓу програмскиот објектен код и Query processor-от, од една, и File manager-от, од друга страна. Тој прво ги прима прашањата и ја испитуваекстерната и концептуалната шема на БП за да определи кои концептуални записи сенеопходни за да се задоволи барањето, а потоа упатува повик до File manager-от за даго изврши барањето.

Dictionary (Catalog) manager;Catalog manager-от управува со пристапот до системскиот каталог и го одржува истиот.


38

1

© 2011-2012 Илија Христоски, Ѓорѓи Манчески Ver. 1.0

БАЗИБАЗИ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ3. 3. РелацискиРелациски моделмодел

Релациски модел – воведРелација

АтрибутСтепен на релацијатаДоменШема на релацијатаШема на релациската БПТоркаКардиналност на релацијатаПримерок на релацијата

Алтернативни терминологииСвојства на релациите

КлучКандидат клучСуперклучПримарен клучАлтернативен клучНадворешен клуч

Категории релацииОсновни релацииИзведени релации (погледи)

NullПравила на интегритет

Ентитетен интегритетРеференцијален интегритет


39

2

©2011-2012 И

лијаХристоски,Ѓорѓи

Манчески

Ver. 1.0

Релациски модел: вовед (1)Релацискиот модел на податоци е основата на релацискитеСУБП, коишто се најважен и најдоминантен софтвер за обработка наподатоци денес;Како модел на податоци од втората генерација, за првпат епредложен од страна на E. F. Codd во 1970 година, со следниве цели:

да се обезбеди повисок степен на независност на податоците;да се даде теоретска и научна основа на семантиката на податоците и нанивната конзистентност, како и да се адресираат проблемите наредундантноста на податоците;да се овозможи експанзија на јазиците за манипулирање со податоците, засновани врз операции со множества;

Релацискиот модел се заснова врз две математички дисциплини: теоријата на множества и предикатната логика;Тој е популарен заради следниве две карактеристики:

Едноставноста на логичката структура на моделот;Можноста за формално-математичко интерпретирање на структуратана моделот.

3

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релациски модел: вовед (2)Релацискиот модел дава единствен начин на претставување наподатоците, во вид на релација;Релација е именувана дводимензионална табела, составена одредици и колони;Пример: релацијата ФИЛМОВИ се состои од три редици и четириколони; секоја редица претставува еден филм, а секоја колона -одделно својство на филмовите:

комедија951992Wayne’s World

научна фантастика1241977Star Wars

драма2311939Gone with the Wind

жанрвреметраењегодинанаслов

ФИЛМОВИ


40

4

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релациски модел: вовед (3)Еквивалентно претставување на релацијата:

Редоследот во кој се претставуваат редиците во релацијата(табелата) не е важен;Редоследот во кој се претставуваат колоните во релацијата(табелата), исто така, не е важен;Со пермутирање на редиците и колоните се добиваатразлични претставувања на една иста релација.

124Star Warsнаучна фантастика1977

95Wayne’s Worldкомедија1992

231Gone with the Windдрама1939

времетраењенасловжанргодина

ФИЛМОВИ

5

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (1)Атрибут: именувана колона на релацијата, што го опишувазначењето на вредностите впишани во таа колона;

На пример, колоната со атрибут „времетраење“ ја содржи должината насекој филм, изразена во минути;

Степен на релацијата: бројот на атрибути што ги содржидадена релација;

На пример, релацијата ФИЛМОВИ е од 4. степен;Домен: множество дозволени вредности за еден атрибут, односно елементарен тип на податоци кон којшто припаѓаатвредностите на определен атрибут од една релација;

Секој атрибут на една релација си има свој сопствен доменвредности; доменот мора да биде елементарен тип на податоци, што натаму не може да се разложува на составни компоненти;На пример, атрибутите „жанр“ и „наслов“ се дефинирани врз доменот настрингови (низи од алфанумерички знаци), доменот на атрибутот „година“е множеството цели броеви, поголеми од 1904, а доменот на атрибутот„времетраење“ е множеството цели броеви во интервалот [1, 300];


41

6

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (2)Шема на релацијата: името на одделна релација имножеството нејзини атрибути;

На пример, шемата за релацијата ФИЛМОВИ гласи:ФИЛМОВИ (наслов, година, времетраење, жанр), илиФИЛМОВИ (наслов: string, година: integer, времетраење: integer, жанр: string)

Шема на релациската БП: множеството од сите шеми нарелации што сочинуваат определена база на податоци;

Шемата на релациската БП ја дефинира нејзината структура;Торка: одделна редица на една релација;

Торка не е редицата со насловите што ги содржи имињата наатрибутите;Секоја торка содржи толку елементи, колку што изнесува степенотна релацијата;На пример, првата торка на релацијата ФИЛМОВИ, којашто е од 4. степен, гласи:

(Gone with the Wind, 1939, 231, драма)

7

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (3)Кардиналност на релацијата: број на торки што ги содржидадена релација;Примерок на релација: множеството торки што ја сочинуваатдадена релација во определен момент од времето;

Содржината и структурата (шемата) на релациите, во општ случај, се менуваат со текот на времето. На пример, во 1990 година, релацијата ФИЛМОВИ сигурно не ја содржелаторката за филмот Wayne’s World (1992);Тековен примерок: множество од торки што ги содржиопределена релација сега, во овој момент; конвенционалнитеСУБП одржуваат само една верзија од секоја релација – тековниотпримерок;Привремени бази на податоци: СУБП коишто одржуваат стариверзии на примероците на релациите, што постоеле во минатото;


42

8

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (4)Кај релацискиот модел на податоци постојат триалтернативни терминологии;

Поле (Field)Колона (Column)Атрибут (Attribute)

Запис (Record)Редица (Row)Торка (Tuple)

Датотека (File)Табела (Table)Релација (Relation)

Алтернатива бр. 2Алтернатива бр. 1Формалнатерминологија

Формалната терминологија е оригиналната терминологија на релацискиот модел наподатоци;Алтернативната терминологија бр. 1 произлегува од фактот што секоја релација можеда се претстави во вид на дводимензионална табела;Алтернативната терминологија бр. 2 се заснова на фактот што релациските СУБПможат секоја релација да ја зачуваат во одделна датотека;

9

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Својства на релациитеСекоја релација има име, што се разликува од имињатана сите останати релации во релациската шема на БП; Секоја келија на релацијата (пресек на определен атрибути определена торка) содржи точно една атомична(единствена, неделива) вредност;Секој атрибут на релацијата има различно име;Сите вредности на определен атрибут припаѓаат на истдомен;Секоја торка е различна (уникатна); не постојат двеидентични торки;Редоследот на атрибутите нема значење;Теоретски, и редоследот на торките нема значење; вопракса, редоследот на торките влијае врз ефикасноста напристапот до нив.


43

10

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (5)Клуч: множество од еден или повеќе атрибути што еднозначноја идентификува секоја торка во дадена релација;

Клучот не дозволува кои било две торки во секој можен примерок нарелацијата да имаат исти вредности за атрибутите на клучот;Клучот што е составен од еден атрибут се нарекува прост клуч; воспротивно, тој се нарекува сложен (композитен) клуч;Атрибутот или атрибутите што формираат клуч за релацијата, вошемата на релацијата се означуваат со подвлекување, и сенарекуваат клучни атрибути; сите останати атрибути во релацијатасе неклучни атрибути;На пример:

ФИЛМОВИ (наслов, година, времетраење, жанр)Клучот на релацијата ФИЛМОВИ е сложен (композитен); тој е составен од два атрибута: „наслов“ и „година“. Зошто?

Не веруваме дека некогаш во примерокот на релацијата може да има два филма соидентичен наслов и снимени во иста година;Атрибутот „наслов“ сам по себе не формира клуч, бидејќи некогаш може да се појави филмсо идентичен наслов (римејк);Атрибутот „година“ сам по себе не формира клуч, бидејќи во иста година се снимаат големброј филмови;

11

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (6)Клучот на определена релација ги задоволува следниведва услови:

Единственост; во релацијата не постојат две торки со иста вредностна клучот;Нередундантност; ако се изостави кој било атрибут од клучот, сегуби особината на единственост;

Клучот на одделна релација може да биде:Природен: атрибутот или множеството атрибути од коишто есоставен клучот на релацијата претставува природно својство;Вештачки: атрибутот или множеството атрибути од коишто есоставен клучот на релацијата претставува вештачки генериранидентификатор; На пример:

ФИЛМОВИ (шиф_филм, наслов, година, времетраење, жанр)


44

12

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (7)Кандидат клуч: кое било множество атрибути што еднозначноја идентификува секоја торка во дадена релација;

Во една релација е можно да постојат повеќе кандидат клучеви;На пример: Релацијата

ФИЛМОВИ (шиф_филм, наслов, година, времетраење, жанр)има два кандидат клучеви:

„шиф_филм“„наслов“, „година“

Суперклуч: кандидат-клуч што содржи минимално множествоатрибути;

Во една релација е можно да постојат повеќе суперклучеви;На пример, во горната релација суперклуч е „шиф_филм“, бидејќи есоставен од само еден атрибут; истовремено, тоа е единствен суперклучза релацијата;

13

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (8)Примарен клуч: суперклуч што се избира како идентификаторво дадена релација;

Во една релација постои само еден примарен клуч;На пример: Примарниот клуч на релацијата

ФИЛМОВИ (шиф_филм, наслов, година, времетраење, жанр)е атрибутот „шиф_филм“.

Алтернативен клуч: суперклуч што не се избира какоидентификатор во дадена релација, во услови кога релацијатаима два или повеќе суперклучеви;

Во една релација е можно да постојат 0 или повеќе алтернативниклучеви;На пример, во горната релација единствен суперклуч е атрибутот„шиф_филм“, па релацијата не содржи алтернативни клучеви;


45

14

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (9)Надворешен клуч: атрибут или множество атрибути во еднарелација што соодветствуваат на примарниот клуч во другарелација;

Во една релација можат да постојат повеќе надворешни клучеви;На пример: Атрибутот „студио“ во релацијатаФИЛМОВИ (шиф_филм, наслов, година, времетраење, жанр, студио)

е примарен клуч во релацијатаФИЛМСКО_СТУДИО (студио, адреса, град, тел_број).

Вредноста на надворешниот клуч во една релација (табела) секористи за поврзување со вредноста на примарниот клуч во другарелација (табела);Надворешниот клуч и соодветниот примарен клуч не мора даимаат исти имиња, но задолжително мораат да имаат идентичендомен;Меѓусебното поврзување на релациите се остварува прекумеханизмот на надворешни клучеви;

15

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (10)Релациите во некоја БП припаѓаат на две основникатегории:

Основна релација: именувана релација (табела) штокореспондира на определен ентитет во концептуалнаташема (E-R дијаграмот), и се состои од торки штофизички се чуваат во релациската БП;

Основната релација не може да се изведе од друга релација;Изведена релација (поглед): виртуелна релација којаштодинамички се изведува од множество основни и другиизведени релации со помош на операциите нарелациската алгебра;

Погледите физички не се чуваат во релациската БП, туку попотреба се генерираат на барање на определен корисник, вомоментот кога се поставува барањето;Содржината на погледот е дефинирана со соодветен прашалник; прашалникот е тој што се чува во системскиот каталог, но не ирезултатите од неговото извршување.


46

16

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (11)Погледите во релациската БП имаат тројна намена:

Обезбедуваат моќен и флексибилен безбедносен механизампреку криење делови на БП од определени корисници;Им овозможуваат на корисниците да им пристапат наподатоците на начин што е во согласност со нивните потреби, така што едни исти податоци можат да бидат видени одразлични корисници на различни начини, во исто време;Можат да ги поедностават комплексните операции врзосновните релации.

Преку механизмот на погледите се реализира логичкатанезависност на податоците, односно екстерниот слој кајтрислојната ANSI-SPARC архитектура.

17

©2011-2012 И


Манчески

Ver. 1.0

Релации: терминологија (12)Null: состојба кога вредноста на некој атрибут воопределена торка е непозната или не е применлива;

Null означува недостиг на податок;Null не е вредност, туку отсуство на вредност!На пример:

0 ≠ Null“ ” ≠ Null

Основни правила на интегритетот кај релациските БП се:Ентитетен интегритет: кај основните релации, ниту еденклучен атрибут не смее да биде Null;Референцијален интегритет: ако во релацијата постоинадворешен клуч, тогаш:или вредноста на тој надворешен клуч мора дакореспондира на вредноста на примарниот клуч за некојаторка во релацијата на примарниот клуч,или вредноста на тој надворешен клуч мора да биде Null.


47

1

© 2011-2012 Илија Христоски, Ѓорѓи Манчески Ver. 1.0

БАЗИБАЗИ НАНА ПОДАТОЦИПОДАТОЦИ4. 4. ЕЕ--RR дијаграмдијаграм

E-R дијаграм: поимСоставни градбени елементи на E-R дијаграмот:

ЕнтитетАтрибутКлуч„Слаб“ ентитетРелација

Процес на креирање E-R дијаграмПравила за преведување на E-R дијаграмот во соодветнарелациска шема на базата на податоци


48

2

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМE-R (Entity - Relationships) дијаграмот (дијаграмотна ентитети и врски) претставува:

концептуален, апстрактен, логички модел на податоците нависоко ниво, преку којшто се документира концептуалниотмодел на БП; алатка (методологија) за дизајнирање на релациските БП;начин на којшто корисникот ги перципира податоцитеорганизирани во релациските БП;презентација (концепт) на релациската БП, што е независнаод избраниот СУБП, од хардверската платформа и одапликативните програми за работа со релациската БП;графичка презентација на дизајнот на релациската БП, штосе состои од ентитети, атрибути и врски.

3

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМЕНТИТЕТЕнтитет (Entity) е апстрактен објект од некој вид(лице, предмет, место, настан, концепт), што можееднозначно да се идентификува во анализираниотсистем и за којшто организацијата сака да чуваподатоци.

ЛИЦЕ: вработен, студент, пациент, ...ПРЕДМЕТ: машина, зграда, автомобил, фактура, ...МЕСТО: држава, град, област, парцела, погон, ...НАСТАН: продажба, регистрација, фактурирање, ...КОНЦЕПТ: пресметка, курс, здравствена услуга, ...

Колекцијата (збирот) објекти од ист вид се нарекува множествоентитети (ентитет); Секој конкретен елемент (член) на зададеномножество ентитети се нарекува инстанца (примерок).

СТУДЕНТ = множество ентитети / ентитет;Благоја Никовски (досие 123/12) = конкретен студент (инстанца на ентитетот СТУДЕНТ).

Множеството ентитети во E-R дијаграмот се претставува соправоаголник, во којшто се впишува неговото име;Вообичаено, името на ентитетот претставува именка;


49

4

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПримери за ЕНТИТЕТ:

Автомобил = множество ентитети (ентитет);Audi A4 2.0 tdi = инстанца (примерок) на ентитетот Автомобил;Mercedes-Benz ML270 = инстанца (примерок) на ентитетот Автомобил;

ПрофесорПрофесор

ФактураФактура

СтудентСтудент

ДржаваДржава

АвтомобилАвтомобил

УслугаУслуга

5

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМАТРИБУТ

Атрибути (Atributes) се својствата на ентитетите вомножеството ентитети, т.е. заеднички карактеристики насите инстанци на зададен ентитет коишто поблиску гоопишуваат (објаснуваат) тој ентитет.Иако типовите атрибути можат да бидат сложени структури илицели множества од вредности, овде ќе бидат разгледувани самоатрибути од основен тип (стрингови, цели броеви, реалниброеви итн.);Еден ентитет може да има произволен број атрибути, нонајмалку еден;Атрибутите во E-R дијаграмот се претставуваат со елипси, поврзани со линија за припадниот ентитет; Името наатрибутот се впишува во елипсата;Секој атрибут прима вредности од свој сопствен домен(множество од вредности);


50

6

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПримери за АТРИБУТ:

датум нараѓањеПрофесорПрофесор

ЕМБГ

име ипрезиме

домен: множество од низи составени од алфабетскизнаци (букви)

домен: множество од низи составени од 13 цифри

домен: множество од датумски константи (датуми)

вонреден?домен: множество од логички константи (True / False)

возрастдомен: множество од децимални позитивни броеви

број натрудови

домен: множество од цели ненегативни броеви

7

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМКЛУЧКлучот е еден атрибут или група атрибути штоеднозначно го идентификува(ат) ентитетот –карактеристика според којашто кои било двеинстанци на зададен ентитет можат да серазликуваат една од друга;Сложен (композитен) клуч е клучот што е составен од два илиповеќе атрибути, во спротивно станува збор за прост клуч;Клучот може да биде природно својство (карактеристика) наентитетот (на пример, ЕМБГ на човек, број на регистерскатабличка на возило, единствен даночен број на правно лицеитн.), но може да биде и вештачки (на пример, која билошифра);Во E-R моделот, клучот се претставува како еден атрибут илигрупа атрибути, подвлечени со полна линија;


51

8

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПримери за КЛУЧ:

ЛицеЛице

ЕМБГ

АртиклАртикл

Шифра наартикл


Број надосие ЕМБГ

Шифра напредмет

Име напрофесор

Локација

ДатумВреме

Испитнасесија

ИспитИспит

9

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМ„СЛАБ“ ЕНТИТЕТ

„Слаб“ ентитет е ентитет којшто е иидентификациски, и функционално зависен од друг, условно „појак“ ентитет;„Слабиот“ ентитет, и покрај тоа што има засебен клуч штопарцијално (делумно) го идентификува, не може самостојнода постои во E-R дијаграмот, туку мора да биде во врска содруг ентитет, од когошто непосредно и функционално зависи;Во E-R моделот, „слабите“ ентитети се претставуваат соправоаголник, исцртан со двојна линија;Клучот на „слабиот ентитет“ што делумно го опишува, сепотцртува со испрекината линија.„Слабиот“ ентитет секогаш учествува на страната N во врскасо кардиналитет 1:N со „јакиот“ ентитет;Вообичаено, и името на „слабиот“ ентитет претставуваименка;


52

10

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПримери за „СЛАБ“ ЕНТИТЕТ

ФактураФактура СтавкаСтавка

ХотелХотел СобаСоба

Фискалнасметка

Фискалнасметка ПозицијаПозиција

АвионАвион СедиштеСедиште

11

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМРЕЛАЦИЈАРелацијата претставува врска (асоцијација, поврзување) меѓу две или повеќе множестваентитети;Во ER моделот, релацијата се претставува како ромбкојшто поврзува два ентитети, и во којшто или покрајкојшто е впишано името на врската;

Вообичаено, името на релацијата претставува глагол, бидејќи релацијата најчесто претставува взаемодејство, интеракција, активен однос меѓу два или повеќеентитети;

Релациите се разликуваат според: степенот, кардиналноста и опционалноста (мандаторноста).


53

12

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПример за РЕЛАЦИЈА:

ЛицеЛице ПатнаисправаПатна

исправа

аплицира

ЕМБГ Број наисправа

13

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМСТЕПЕН НА РЕЛАЦИЈАТАБројот на ентитети коишто учествуваат ворелацијата се вика степен на релацијата;Една релација е од бинарен степен, ако само дваентитети учествуваат во неа;Соодветно на тоа, една релација е тернарна, ако јаградат три ентитети; во n-арна релација учествуваат nатрибути; унарната релација е рекурзивна (ентитетот ево врска сам со себе);


54

14

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПример за СТЕПЕН НА РЕЛАЦИИ:

БрокерБрокер

АкцијаАкција

тргува

ВработенВработен

раководи

ТуристТурист БродБрод

АгенцијаАгенција

крстари

Унарнарелација

Бинарнарелација

Тернарнарелација

15

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМКАРДИНАЛНОСТ НА РЕЛАЦИЈАТАБројот на можни инстанци (примероци, конкретнипојавувања) на секој од ентитетите коиштоучествуваат во една релација се вика кардиналностна релацијата;Постојат 3 вида кардиналност, и тоа:

1:1, 1:M (M:1) иM:N

Релациите со кардиналност M:N често пати можат даимаат и својства (атрибути), при што еден или повеќе однив можат да бидат дури и прогласени за клуч!


55

16

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПример за КАРДИНАЛНОСТ НА РЕЛАЦИИ:

ТуристТурист

АгенцијаАгенција

патува со

N:Mрелација

N

M


НасокаНасока

учи на

1:N (N:1)релација

1

N

ФирмаФирма

регистрира

1:1релација

СедиштеСедиште

1

1

17

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАММАНДАТОРНОСТ (ЗАДОЛЖИТЕЛНОСТ) / ОПЦИОНАЛНОСТ НА РЕЛАЦИЈАТА

Релацијата е мандаторна (задолжителна) на еден нејзин крај, ако соодветниот ентитет на тој крај од релацијата моразадолжително да биде во врска со ентитетот на другиот(спротивниот) крај, во спротивно е опционална.Опционалноста / мандаторноста може да се разликува насекој од краевите на дадена релација.Во E-R дијаграмот, опционалноста се означува со „0“;

СтудентСтудент ПредметПредмет

слушаN M

0


56

18

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРОЦЕС НА КОНСТРУИРАЊЕ E-R ДИЈАГРАМПроцесот на конструирање E-R дијагрампретставува итеративен процес што може дарезултира со неколку различни решенија;

Тој се одвива низ следниве фази:1. Идентификација на ентитетите (објектите од интерес во анализираниот

систем);2. Отстранување на ентитетите што се повторуваат (дупликати), доколку

постојат;3. Одредување на атрибутите за секој ентитет (листа на карактеристики

или својства што го опишуваат ентитетот, а се релевантни запроблематиката);

4. Определување на примарниот клуч за секој ентитет (атрибут или групаатрибути коишто еднозначно го идентификуваат ентитетот);

5. Дефинирање на релациите меѓу ентитетите (исцртување и именување);6. Определување на кардиналноста и опционалноста на релациите;7. Отстранување на редундантните релации (релациите што се

повторуваат), доколку постојат;

19

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРОЦЕС НА ПРЕВЕДУВАЊЕ НА E-R ДИЈАГРАМОТВО РЕЛАЦИСКА ШЕМА НА БАЗАТА НАПОДАТОЦИЗа да се дефинира, а потоа и имплементирасоодветна релациска база на податоци, неопходное E-R дијаграмот да се претвори (преточи, преведе) во релациски модел (релациска шема на БП), восогласност со определени правила.


57

20

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА ЕНТИТЕТИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (1)На секој ентитет од E-R дијаграмот мусоодветствува релација (табела), така штоатрибутите на ентитетот стануваат колони(полиња), а индивидуалните инстанци на ентитетотстануваат редици (записи, рекорди);Релациите, освен во вид на табела, можат да се запишат итекстуално, во облик:

ИМЕ_НА_ТАБЕЛА (примарен клуч, атрибут_2, атрибут_3, ..., надворешен_клуч)

ИМЕ_НА_ТАБЕЛА = име на ентитетот од којшто произлегува релацијата (табелата);примарен_клуч = клуч на ентитетот (атрибут којшто еднозначно го идентификуваентитетот);атрибут_2, ... атрибут_n = други атрибути на ентитетот;надворешен_клуч = атрибут или група атрибути којшто е примарен клуч во другарелација (табела); преку надворешниот клуч се остварува врската (релацијата) меѓу дветабели во релациската БП;

21

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА ЕНТИТЕТИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (2)

Ако станува збор за „слаб“ ентитет, тогаш примарниотклуч на неговата соодветна релација го сочинуваатклучот на „јакиот“ ентитет и клучот на „слабиот“ентитет, такашто се добива композитен (сложен) клуч;Останатите атрибути на „слабиот“ ентитет стануваатполиња на новодобиената релација;


58

22

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (3)Релации 1:1 (Мандаторна на двата краја); Двата ентитети се претвораат во засебни релации;Примарниот клуч од едниот ентитет стануванадворешен клуч за другиот ентитет;

23

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (4)Релации 1:1 (Мандаторна на двата краја);

ВработенВработен ДоговорДоговор

Шиф_враб Име_враб

Бр_договор Почеток

1 1

Крај Плата

има

ВРАБОТЕН(шиф_враб, име_враб)ДОГОВОР(бр_договор, почеток, крај, плата, шиф_враб)

илиВРАБОТЕН(шиф_враб, име_враб, бр_договор)ДОГОВОР(бр_договор, почеток, крај, плата)


59

24

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (5)Релации 1:1 (Мандаторна на едниот крај, опционална на другиот крај);Двата ентитети остануваат раздвоени и се претвораатво засебни релации; Примарниот клуч на „мандаторниот“ ентитет седодава на „опционалниот“ ентитет како надворешенклуч;

25

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (6)Релации 1:1 (Мандаторна на едниот крај, опционална на другиот крај);




1 1

Крај Плата

0

има

ВРАБОТЕН(шиф_враб, име_враб)ДОГОВОР(бр_договор, почеток, крај, плата, шиф_враб)


60

26

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (7)Релации 1:1 (Опционална на двата краја);Двата ентитети се претвораат во засебни релации; Примарниот клуч од едниот ентитет стануванадворешен клуч за другиот ентитет;

27

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (8)Релации 1:1 (Опционална на двата краја);




1 1

Крај Плата

0

има

0

ВРАБОТЕН(шиф_враб, име_враб)ДОГОВОР(бр_договор, почеток, крај, плата, шиф_враб),

илиВРАБОТЕН(шиф_враб, име_враб, бр_договор)ДОГОВОР(бр_договор, почеток, крај, плата)


61

28

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (9)Релации 1:M (M:1)Двата ентитети се претвораат во засебни релации;Примарниот клуч на ентитетот од страната „1“ седодава како надворешен клуч на ентитетот одстраната „М“;

29

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (10)Релации 1:M (M:1)

НасокаНасока СтудентСтудент

Шиф_насока Име_насока

Бр_индекс

1 N

Име_студент Датум_раѓање

запишан

НАСОКА(шиф_насока, име_насока)СТУДЕНТ(бр_индекс, име_студент, датум_раѓање, шиф_насока)


62

30

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (11)Релации M:NДвата ентитети коишто учествуваат во врската сепретвораат во засебни релации, со свои примарниклучеви;Се создава нова релација (табела) чиешто име еидентично со името на врската; примарниот клуч нановата релација е композитен, сложен примарен клуч, составен од примарните клучеви на двата ентитети оддвете страни на врската;Ако врската M:N има свој примарен клуч, и тој клучстанува составен дел од сложениот клуч на новатарелација;Ако релацијата M:N има свои атрибути, тие стануваататрибути на новата релација.

31

©2011-2012

Илија


Ver. 1.0

EE--RR ДИЈАГРАМДИЈАГРАМПРАВИЛА ЗА ПРЕТВОРАЊЕ НА РЕЛАЦИИТЕ ВОРЕЛАЦИСКА ШЕМА (12)Релации M:N

ПРЕДМЕТ(шиф_предмет, име_предмет, бр_кредити)СТУДЕНТ(бр_индекс, име_студент, датум_раѓање)СЛУША(бр_индекс, шиф_предмет, семестар, кој_пат)

ПредметПредмет СтудентСтудент

Шиф_предмет Име_предмет

N M

Име_студент Датум_раѓање

слуша

Бр_кредити Бр_индексСеместар Кој_пат?

bazi na podatoci

Documents