Bazy płaskie

Bazy danych
• Jest to dyscyplina, która zajmuje się organizacją dużych zbiorów
wiarygodnych danych, dostępnych dla licznych użytkowników, w
których to zbiorach można prowadzić efektywne wyszukiwanie i
aktualizację informacji.
• W potocznym ujęciu baza danych to:
– dane + program komputerowy wyspecjalizowany do
gromadzenia i przetwarzania tych danych + interfejs dla
użytkownika
System
Zarządzania Bazą
Danych
Dane
MM
materiały pomocnicze
1
Bazy danych
BD to zbiór powiązanych wzajemnie danych.
Powiązania są realizowane przez odpowiednie struktury danych.
Wyróżnia się bazy płaskie (plane) i systemy zarządzania bazą danych
(DBMS – Database Management System)
Bazy płaskie to odpowiednio zorganizowany zbiór plików, struktura jest
zakładana i eksploatowana przez określone narzędzie GIS. Pliki są
uporządkowane w drzewo katalogów i są widoczne dla użytkownika.
Niski poziom bezpieczeństwa.
DBMS są specjalistycznymi programami do obsługi baz danych
wykorzystywanymi przez m.in. programy GIS. Wykonują one typowe,
powtarzalne działania operacyjne na BD zlecane przez program GIS.
Jedną z funkcji jest chronienie dostępu do danych.
MM
materiały pomocnicze
2
Bazy danych
• Podstawowe funkcja baz danych to przechowywanie
informacji oraz umożliwianie szybkiego przetwarzania i
wyszukiwania danych, w tym:
– edycja (dopisywanie, usuwanie, poprawianie danych w
zbiorze)
– sortowanie według dowolnych kryteriów
– wyszukiwanie i selekcja danych
– tworzenie raportów
– drukowanie
– …
MM
materiały pomocnicze
3
Inne funkcje bazy danych
• Ochrona
– Nie każdy użytkownik powinien mieć dostęp do
wszystkich danych, np. osoba sprzedająca bilety nie
musi nic wiedzieć o przeglądach samolotu
• Integralność i poprawność
– Dane powinny być spójne i poprawne, np. ilość
rezerwacji nie powinna przekraczać pojemności
samolotu
• Synchronizacja
– Zabezpieczenie przed prawie jednoczesnym,
wielokrotnym wykonaniem operacji na danych, np.
dwukrotne zarezerwowanie tego samego miejsca w
samolocie
MM
materiały pomocnicze
4
Typy baz danych
Bazy proste (płaskie)
Obiekty reprezentowane są za pomocą struktury rekordów
zgrupowanych w strukturach plików.
Głównymi dostępnymi operacjami : odczytaj rekord, zapisz rekord.
Rodzaje DBMS wg stosowanych struktur danych
1. Hierarchiczne
2. Relacyjne (RDBMS)
3. Obiektowe
Obecnie najczęściej stosuje się bazy relacyjne
Rozwijają się obiektowe
MM
materiały pomocnicze
5
Przykłady Systemów Zarządzania Bazami
Danych
• MS Access
– www.microsoft.com
• MySQL
– www.mysql.org
• PostgreSQL
– www.postgresql.org
• IBM DB2
– www-306.ibm.com/software/data/db2/
• Oracle
– www.oracle.com
MM
materiały pomocnicze
6
Bazy relacyjne
• Wszystkie dane przechowywane są w postaci tabel
– każda tabela zawiera zero lub więcej wierszy
– każda tabela ma stałą ilość kolumn
– w każdej kolumnie można zapisywać proste typy
danych (np. liczby całkowite, rzeczywiste, napisy,
zmienne logiczne – prawda / fałsz, data, godzina, itd.)
• W tabelach przechowywane są informacje o elementach
rzeczywistość – samochodach, hotelach, pracownikach,
klientach, itp..
MM
materiały pomocnicze
7
Bazy danych
Baza relacyjna – organizacja tablicowa
ID
Kolumna_1 …
Kolumna_N
rekord_1
…..
.….
rekord_M
MM
materiały pomocnicze
8
Bazy danych
Baza relacyjna – organizacja tablicowa, wiele tablic wzajemnie powiązanych
ID_L
Wp
Wk
Pl
Pp
ID_W
NR_W
X
Y
1
100
101
10
12
1
100
X100
Y100
2
101
105
13
21
2
101
X101
Y101
…
…
…
…
…
3
102
X102
Y102
M_L
…
…
…
…
…
…
…
…
M_W
…
…
…
Kolumny wiążące tablice
MM
materiały pomocnicze
9
Bazy danych
Baza relacyjna
Kluczową rolę odgrywa projekt podziału danych na tablice.
Do wyszukiwanie danych w tablicach stosowany jest język zapytań SQL
(Structured Query Language).
Organizacja tablicowa narzuca sztywną strukturę każdej tablicy, jest
w praktyce uciążliwa – trzeba przeszukiwać i analizować wiele tablic.
MM
materiały pomocnicze
10
Przykład
• Tabela z informacjami o pacjentach
– podstawowe dane tekstowe: nazwisko, imię, numer telefonu,
miejscowość, ulica, kod pocztowy …
– unikalny klucz dla każdego pacjenta
MM
materiały pomocnicze
11
Relacje
• Bazy danych składają się z wielu tabel, które można ze sobą łączyć
przy pomocy relacji
MM
materiały pomocnicze
12
Rodzaje relacji
• 1 do 1
– jednemu rekordowi w tabeli może odpowiadać tylko jeden w
innej tabeli
• 1 do wielu
– na ulicy może być wiele budynków, jeden budynek nie może
mieć więcej niż jednego adresu
• wiele do wielu
– Jeden nauczyciel może prowadzić kilka przedmiotów, a jeden
przedmiot może mieć kilku prowadzących
MM
materiały pomocnicze
13
Integralność i poprawność danych w bazie
• Więzy integralności stanowią system reguł zapewniający
poprawność związków między rekordami tabel
powiązanych relacją i uniemożliwiający przypadkowe
usunięcie lub zmianę powiązanych danych
• Jeśli wprowadzane dane nie spełniają warunku zawartego
w regule sprawdzania poprawności, nie zostaną zapisane
w bazie danych
MM
materiały pomocnicze
14
Zapytania SQL
Zapytanie „wybór”– najczęściej używana instrukcja języka SQL. Proste
zapytanie składa się z trzech podstawowych składników:
• wyrażenia SELECT ... FROM,
• klauzuli WHERE
• klauzuli ORDER BY.
Nazwy pól, jakie zapytanie ma zwracać, są wpisane po słowie
kluczowym SELECT, a tabele, do których pola te należą – po słowie
FROM. Następnie do jednego lub większej liczby pól możemy
zastosować kryteria wyboru wpisane w klauzuli WHERE, a wyniki
posortować według zawartości dowolnego pola (lub pól) stosując
klauzulę ORDER BY.
MM
materiały pomocnicze
15
Operatory
• Operatory relacyjne:
= Równy
<> lub != Nierówny
< Mniejszy
> Większy
<= Mniejszy lub równy
>= Większy lub równy
MM
materiały pomocnicze
16
Operatory logiczne w SQL
• AND – logiczne i
• OR – logiczne lub
• XOR – logiczna operacja wyłączenia
MM
materiały pomocnicze
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
17
SQL w GIS
• Znajomość SQL dla końcowego użytkownika nie jest konieczna,
ponieważ aplikacje GIS udostępniają gotowe interfejsy.
select *
from powiaty
where nazwa = ‘brzeski’;
MM
materiały pomocnicze
18
Zapytanie atrybutowe
select *
from powiaty
where nazwa = ‘brzeski’;
Wynik zapytania w postaci
graficznej
tabelarycznej
MM
materiały pomocnicze
19
Zapytanie atrybutowe
MM
materiały pomocnicze
20