Relacyjne bazy danych oraz ich znaczenie w systemach informacji
advertisement
RELACYJNE BAZY DANYCH I ICH ZNACZENIE W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ RELACYJNE BAZY DANYCH I ICH ZNACZENIE W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ 1. ELEMENTY SYSTEMU INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ – DANE GEOGRAFICZNE 2. DEFINICJA BAZY DANYCH – RELACYJNE BAZY DANYCH 3. SYSTEMY ZARZĄDZANIA BAZAMI DANYCH – FUNKCJE, PRZEGLĄD OPROGRAMOWANIA 4. SQL – JĘZYK OBSŁUGI RELACYJNYCH BAZ DANYCH 5. PRACA Z BAZAMI DANYCH W GIS Czym jest GIS ? GIS to zorganizowany system składający się z komputera, oprogramowania, danych geograficznych i obsługi, zaprojektowany w celu efektywnego przechowywania , uaktualniania, przetwarzania, analizowania i wyświetlania wszystkich form informacji mających odniesienie geograficzne Urbański 1997 OPROGRAMOWANIE SPRZĘT Użytkownicy GIS DANE GEOGRAFICZNE www.wikipedia.org DANE GEOGRAFICZNE to dane przestrzenne lub dane opisowe o obiektach i zjawiskach występujących na powierzchni Ziemi i w jej bliskim sąsiedztwie - zarówno pod jak i nad tą powierzchnią. DANE PRZESTRZENNE to dane, które określają położenie, wielkość, kształt oraz związki topologiczne zachodzące między tymi obiektami, zjawiskami lub procesami DANE OPISOWE to dane charakteryzujące obiekty, zjawiska lub procesy oraz obiekty geograficzne z nimi powiązane. W odróżnieniu od danych przestrzennych dane opisowe nie dotyczą geometrii, kształtu ani zależności topologicznych między obiektami geograficznymi. MIEJSCEM PRZECHOWYWANIA DANYCH GEOGRAFICZNYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ JEST BAZA DANYCH BAZA DANYCH - definicja Baza danych (ang. database) – jest zbiorem informacji (danych) na temat interesujących nas obiektów świata rzeczywistego. TYPY BAZ DANYCH: •bazy hierarchiczne, •bazy sieciowe, •relacyjne bazy danych, •obiektowe bazy danych, •obiektowo-relacyjne bazy danych RELACYJNE BAZY DANYCH RELACYJNE BAZY DANYCH – POJĘCIA 1 relacyjny model baz danych został stworzony przez E.F. Codda na przełomie lat 70 i 80, podstawą modelu teoria zbiorów, relacja to tabela posiadająca kolumny i wiersze, na każdym przecięciu kolumny i wiersza występuje wartość opisująca właściwość obiektu relacyjnego jest matematyczna RELACYJNA BAZA DANYCH KLUCZ GŁÓWNY – kolumna, która jednoznacznie identyfikuje wiersze w tabeli KROTKA – to wiersze tabeli, zawiera informacje opisujące obiekt w tabeli np. województwo wielkopolskie ATRYBUT – kolumna tabeli opatrzona nazwą, reprezentuje właściwość wyróżnionej klasy obiektów np. województw RELACJA (tabela) - przechowuje informacje o wyróżnionej klasie obiektów np. województwach w Polsce RELACYJNA BAZA DANYCH ATRYBUT – kolumna tabeli opatrzona nazwą, reprezentuje właściwość wyróżnionej klasy obiektów. Każda kolumna ma określony TYP DANYCH – formę zapisu danych. Typ danych określa wartości jakie dana kolumna przyjmuje oraz operacje jakie na niej można wykonać TYPY DANYCH • znakowy – używany do reprezentacji tekstu, •liczbowy – używany do reprezentacji wartości liczbowych, •logiczny – może przybierać tylko dwie wartości: prawda – fałsz, •data – służy do reprezentacji dat i czasu, •walutowy – służy do przechowywania liczb wraz z symbolem waluty, •binarny - służy do przechowywania plików graficznych, dźwiękowych itp. •geometryczny – służą do przechowywania współrzędnych obiektów geometrycznych – punktów, linii, poligonów. RELACYJNA BAZA DANYCH CZY SKŁADOWANIE DANYCH W POJEDYNCZEJ TABELI JEST EFEKTYWNE ? RELACJA (TABELA) GEOGRAFIA POLITYCZNA ŚWIATA JEDNA TABELA = REDUNDANCJA DANYCH NORMALIZACJA NORMALIZACJA (E. F. Codd 1972) technika służąca do wyznaczania zbioru relacji (tabel) • CELEM NORMALIZACJI jest zmniejszenie redundancji oraz niespójności danych, NORMALIZACJA polega na podziale danych składowanych w bazie danych na poszczególne tabele. • PODSTAWOWA ZASADA PODZIAŁU DANYCH NA TABELE POLEGA NA ZIDENTYFIKOWANIU KLAS OBIEKTÓW ŚWIATA RZECZYWISTEGO, KTÓRE CHCEMY REPREZENTOWAĆ W BAZIE DANYCH DLA KAŻDEJ KLASY TWORZYMY OSOBNĄ TABELĘ RELACYJNA BAZA DANYCH ZNORMALIZOWANA BAZA DANYCH MODELOWANIE ZWIĄZKÓW MIĘDZY RELACJAMI związki umożliwiają łączenie tabel ze sobą w celu otrzymania pełnej informacji klucz główny klucz obcy związek między relacjami: kontynent – państwo „na pojedynczym kontynencie położonych jest wiele państw” „jedno państwo położone jest na jednym kontynencie” związek typu: 1..* RELACJA KONTYNENT RELACJA PAŃSTWO MODELOWANIE ZWIĄZKÓW MIĘDZY RELACJAMI ZŁĄCZENIE DWÓCH TABEL KONTYNENT PAŃSTWO KONTYNENT.ID_KONTYNENT = PAŃSTWO.ID_KONTYNENT RELACYJNA BAZA DANYCH klucz główny tbl. KONTYNENT Kontynent.Nazwa Kontynent.Powierzchn ia Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 Europa 10529000 klucz obcy tbl. PAŃSTWO Państwo.Nazwa Norwegia Finlandia Szwecja Dania Islandia Estonia Łotwa Litwa Białoruś Rosja Ukraina Mołdawia Rumunia Bułgaria Polska Węgry Państwo.Stoli ca Oslo Helsinki Sztokholm Kopenhaga Rejkjawik Tallin Ryga Wilno Mińsk Moskwa Kijów Kiszyniów Bukareszt Sofia Warszawa Budapeszt Państwo.Powierzchnia 323878 338145 449964 43093 103000 45100 64500 65200 207595 17075400 603700 33700 237500 110994 312683 93031 System Zarządzania Bazą Danych – oprogramowanie nadzorujące i kontrolujące dostęp do bazy danych; pozwala na komunikacje użytkownika z bazą danych System Zarządzania Bazą Danych – funkcje pozwala zdefiniować bazę danych , pozwala użytkownikom dopisywać dane, aktualizować je i manipulować nimi, umożliwia kontrolę dostępu użytkowników do zgromadzonych danych, zapobiega utracie danych, pozwala na odtworzenie danych po awarii systemu, pozwala na kontrolę spójności danych, umożliwia jednoczesny dostęp do danych wielu użytkownikom. serwer bazy danych klient 2 Intranet/Internet klient 1 DB klient 3 OPROGRAMOWANIE SERWERA OPROGRAMOWANIE KLIENTA System Zarządzania Bazą Danych – architektura klient – serwer DB System Zarządzania Bazą Danych – architektura klient – serwer DB DOSTĘP DO BAZY DANYCH System Zarządzania Bazą Danych – architektura klient – serwer WWW - serwer DB klient 1 Intranet/Internet klient 2 serwer bazy danych DB klient 3 OPROGRAMOWANIE SERWERA serwer WWW System Zarządzania Bazą Danych – architektura klient – serwer WWW - serwer DB DOSTĘP DO BAZY DANYCH System Zarządzania Bazą Danych klient MySQL – wiersz poleceń System Zarządzania Bazą Danych NARZĘDZIA ADMINISTRACYJNE System Zarządzania Bazą Danych NARZĘDZIA DO PROJEKTOWANIA BAZ DANYCH MS VISIO, ERWIN, DBDESIGNER, DIA System Zarządzania Bazą Danych EDYCJA ZAPYTAŃ -QUERY System Zarządzania Bazą Danych MIGRACJA MIĘDZY SYSTEMAMI SQL – język baz danych •Język komunikacji użytkownika z oprogramowaniem zarządzającym relacyjnymi bazami danych, •w roku 1986 SQL stał się oficjalnym standardem wspieranym przez Międzynarodową Organizację Standardów (ISO) SQL – język baz danych Struktura konstrukcji SQL Frazy komentarz --komentarz przykład konstrukcji SQL SELECT kontynent.nazwa, kontynent.powierzchnia FROM kontynent WHERE kontynent.powierzchnia >10000000 ORDER BY kontynent.powierzchnia; identyfikatory Słowa kluczowe SQL SQL – język baz danych --komentarz przykład konstrukcji SQL SELECT kontynent.nazwa, kontynent.powierzchnia FROM kontynent WHERE kontynent.powierzchnia >10 000000 ORDER BY kontynent.powierzchnia; SQL – język baz danych Polecenia SQL dotyczą: pobierania danych z bazy danych - SELECT umieszczanie danych w tabelach - INSERT zmiana danych - UPDATE usuwania danych z bazy danych - DELETE tworzenie struktury bazy danych - CREATE usuwanie obiektów bazy danych (np. tabel) – DROP zmiana struktury bazy danych - ALTER BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ baza danych rama przestrzenna kolumna łącząca bazę danych z ramą przestrzenną BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ baza danych rama przestrzenna generowanie map w oparciu o zawartość bazy danych BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ selekcja tabeli wybrane województwa baza danych rama przestrzenna zapytania do bazy danych „wybierz województwa, gdzie przyrost naturalny jest mniejszy od 0 promili „ BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ selekcja tabeli w ne bra wy wó o je w dzt a baza danych rama przestrzenna zapytania do bazy danych „wybierz województwa, gdzie przyrost naturalny jest większy od 0 promili i stopa bezrobocia jest większa od 15% „ BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ wyb ran ew ojew baza danych ódz tw a rama przestrzenna zapytania do bazy danych „wybierz województwa, gdzie gęstość zaludnienia jest większa od 200 osób na km kw.” BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ selekcja tabeli wybrane województwa baza danych rama przestrzenna zapytania do bazy danych „wybierz województwa, gdzie stopa bezrobocia jest większa równa od średniej krajowej „ BAZY DANYCH W SYSTEMACH INFORMACJI GEOGRAFICZNEJ nowa kolumna baza danych rama przestrzenna edycja bazy danych instrukcja SQL modyfikująca bazę danych MIEJSCE BAZ DANYCH W GIS System Informacji Geograficznej NIE JEST KOLEKCJĄ MAP, nie przechowuje mapy ani obrazu jakiegoś obszaru, lecz DANE GEOGRAFICZNE zgromadzone w BAZIE DANYCH umożliwiające wygenerowanie map cyfrowych. GIS modelowanie struktura funkcji programu typu GIS wprowadzanie danych baza danych produkt końcowy analizy przestrzenne
