Databázy

Databázové spracovanie Databázová technológia je podmienené databázovou technológiou. Ide o špeciálne programové vybavenie, ktoré kladie dôraz na údaje a efektívnosť ich usporiadania. Algoritmy, ktoré s údajmi pracujú, sú druhoradé. Hovoríme o databázovej technológii, resp. dátovom inžinierstve.

Databáza systém predstavujúci jednotu troch zložiek údajová základňa,programové vybavenie PC,technické vybavenie PC

Údajová základňa Je množina súborov s uloženými údajmi, kde je snaha o využitie uložených informácií. Táto ale v praxi naráža na rad problémov: súbory údajov nie sú prehľadne usporiadané, logické väzby nie sú zachytené v dátových štruktúrach, súbory sú rozsiahlel, údaje sú uložené redundantne, nie je zaručená 100%-ná aktuálnosť dát

Údajové základne v minulosti boli výsledkom dávkového režimu spracovania údajov. Pre potreby operatívneho riadenia bol tento systém pomalý a výsledky mali charakter štatistických údajov, „historických“. Pre operatívne riadenie je dôležité mať údajovú základňu aktuálnu a prístup do nej pružný. Tieto požiadavky na spracovávanie, uchovávanie a prezentáciu údajov spĺňa databázová filozofia prístupu k údajom. Implementácia automatizovaných IS obvykle predpokladá existenciu istej štruktúrovanej množiny dát, nad ktorou pracuje programové vybavenie IS a tá je najčastejšie realizovaná databázovou technológiou.

Efektívna komunikácia človeka s informačným systémom vychádza z existencie tzv. dopytovacích jazykov. Tieto jazyky sú súčasťou databázových systémov a sú podmnožinou prostriedkov pre manipuláciu s údajmi, ktoré sa nazývajú systém riadenia bázy dát (SRBD). Používateľ môže klásť databáze otázky a programový systém po vyhodnotení, kontrole a výbere, prípadne doplnkovom spracovaní, údaje prezentuje v odpovedi na otázku. Databázové systémy umožňujú dopredu pripravené vyhodnotenie údajov pomocou programov a zároveň interaktívne ad-hoc otázky.

Vývoj od súborovej k databázovej koncepcii údajovej základne Pre minulé obdobie bolo typické využívanie tzv. štruktúrovaných údajov a práca so súbormi, ktoré sa skladali z viet rovnakého typu. Hovoríme o tzv. súborovej koncepcii usporiadania údajov, súbor v tejto koncepcii vystupuje vždy ako súbor pevne štruktúrovaných viet. Údajové súbory neboli prepojené. Jednotlivé aplikácie obsahujú viac funkcií (programov) a tie využívajú údaje z jedného či viacerých súborov. Dátové súbory sú využívané viacerými programami (obvykle aj viacerými používateľmi) a neslúžia len pre jednu aplikáciu. Údajová položka je atribút z reálneho sveta, napr. meno zamestnanca. Veta je zoskupenie viacerých údajových položiek, ktoré opisujú urč. objekt (entitu reálneho sveta), napr. veta o položkách faktúry

Súbor je zoskupenie viet rovnakého typu Databáza alebo údajová základňa je tvorená viacerými súbormi, ktoré patria k určitej aplikácii alebo projektu. Databázy sú väčšinou identifikované pomocou názvu.Súbory sú v rámci databázy identifikované pomocou názvu súboru, ktorý je obsiahnutý v adresári (katalógu) súboru.Položky sú v rámci vety logicky identifikované svojím menom. Veta je identifikovaná poradím alebo primárnym kľúčom. Primárny kľúč je jedna z položiek vety, ktorej hodnota musí byť jedinečná v rámci celého súboru. Napr. vo vete o ZMCovi je primárnym kľúčom číslo ZMCa, ktoré je jedinečné pre každého.

Primárny kľúč Množina položiek vety, ktoré tvoria jednoznačnú identifikáciu vety v rámci súboru viet, žiadna z položiek tvoriacich primárny kľúč nesmie byť vypustená bez toho, aby nebola porušená jednoznačnosť identifikácie vety, žiadna z položiek tvoriacich primárny kľúč nesmie obsahovať neurčenú hodnotu, musí byť vyplnená.

Vývojové etapy údajovej základne

• 1. generácia údaje sú zaznamenávané v sekvenčných súboroch, je pre ne typický sekvenčný prístup a dávkové spracovanie úloh.
• 2. generácia využíva SRBD založený na súboroch s priamym prístupom na magnetických diskoch. Popri dávkovom spracovaní umožňuje aj interaktívne spracovanie úloh.
• 3. generácia je začiatkom integrovaného systému riadenia bázy dát. Používateľ pracuje s dátami na báze podschémy. Základom sú hierarchické a sieťové modely dát.
• 4. generácia je založená na relačnom modeli dát, vzťahy medzi údajmi sú vyjadrené pomocou relácií. Vytvárajú sa distribuované bázy dát, ktorých aplikácie podnietil rozvoj počítačových sietí, a využívajú sa textové editory.
• 5. generácia znamená vývoj a postupné zavádzanie objektovo orientovaných databázových systémov. Údaje nie sú uložené vo forme súborov ani relácií, predmetom spracovania sú objekty, ktoré obsahujú potrebné informácie. Okrem svojho stavu si objekt pamätá aj svoje správanie.

Databázový systém Databáza súbory dát, ktoré slúžia viacerým aplikáciám, sú v nich minimalizované redundancie údajov a existuje vhodne centralizovaná správa týchto údajov. Databázový systém je organizovaný súhrn komponentov s ich vlastnosťami a vzťahmi, ktorý umožňuje centralizované riadenie dát a ich integráciu do bázy dát. Poskytuje používateľovi údaje buď na základe vopred definovaných požiadaviek, alebo poskytuje dáta pre vopred nepredvídané požiadavky používateľov. Údaje zväčša poskytuje interaktívnym spôsobom. Základom databázovej koncepcie je programový systém umožňujúci prácu s databázou. Tento systém sa nazýva Systém riadenia bázy dát (SRBD).

Systém riadenia bázy dát obsahuje tieto základné časti Jazyk na definovanie údajov, jazyk na manipuláciu s údajmi, jazyk na riadenie prístupu používateľov k údajom, údajový slovník Jazyk na definovanie údajov je formálny jazyk, ktorým programátor špecifikuje obsah a štruktúru databázy. Jazyk na manipuláciu s údajmi umožňuje používateľom pomocou príkazov vyhľadávať údaje v databáze a využívať ich v aplikáciách. Jazyk na riadenie prístupov používateľov k údajom umožňuje administráciu databázy, nastavenie rôznych privilégií u rôznych užívateľov.

Údajový slovník obsahuje opis a charakteristiky dátových položiek. Je kľúčovým súborom v databázovej koncepcii. Pri požiadavke na zmenu štruktúry dát jedným používateľom môžeme zistiť, ktorí ďalší používatelia (ďalšie aplikácie) údajovú štruktúry alebo položky využívajú a na tomto základe konzultovať zmeny s ďalšími používateľmi. Využívanie údajového slovníka vedie k tomu, že údaje v údajovej základni sa nebudú viesť duplicitne.

SRBD + DB = DBS systém riadenia bázy dát databáza databázový systém

Databázové modely Databázové modely sú tvorené na základe väzieb medzi súbormi a údajmi. Najznámejšie sú: hierarchický, sieťový, relačný

Hierarchický je vlastne prácou so stromami Na vrchole hierarchie je tzv. koreňový segment. Nadriadený prvok môže mať 0-N podriadených, každý podriadený prvok môže mať len jeden nadriadený. Fyzicky je tento model realizovaný pomocou niekoľkých úrovní ukazovateľov, napr. hierarchická databáza firmy IBM s názvom IMS. Sieťový je náročný, pretože využíva veľké množstvo ukazovateľov a aktualizácia tohto modelu je obvykle komplikovaná. V sieťovom modelovaní je možné vyjadrovať okrem vzťahu 1:N aj vzťahy M:N. Jeden študent môže absolvovať viac študijných predmetov, jeden predmet môže byť absolvovaný viacerými študentmi. Realizácia modelu je náročná. Relačný je najprepracovanejší, údaje sú uložené v dvojrozmerných tabuľkách nazývaných relácie.

Základnou výhodou hierarchického a sieťového modelu Je efektívnosť spracovania, t.j. rýchlosť prístupu k údajovým záznamom. Medzi nevýhody patrí to, že nie je ľahké už nadefinované stromy a väzby medzi nimi meniť. Nie sú prispôsobené pre ľahké „ad – hoc“ otázky. Pri relačných databázach je základnou výhodou flexibilita (relatívne ľahká modifikácia tabuliek, ľahké prepájanie tabuliek navzájom) a s ňou spojená možnosť „ad-hoc“ otázok, ako aj užívateľský komfort pri definovaní a využívaní tabuliek. Slabým miestom je nízka efektívnosť spracovania, množstvo príkazov vyžaduje častý prístup na disk a tým sa spomaľuje spracovávanie.

Relačné databázové systémy Sú najčastejšie používané. Databázový model je model, v ktorom sú väzby medzi súbormi definované tzv. reláciami (tabuľkami), kde nezáleží na poradí riadkov a stĺpcov.

Množina hodnôt atribútu príslušná n-tica hodnôt v stĺpci Prvky relácie, záznamy sú riadky v tabuľke. Každý riadok vypovedá súhrnne o určitom objekte. Veľmi významná v relačnom modeli dát je požiadavka, aby každý prvok relácie (záznam) bol jednoznačne odlíšený od iného záznamu v relácii. Požiadavka sa zabezpečí tým, že jeden alebo viac atribútov plní funkciu tzv. primárneho kľúča. Kľúč zabezpečuje, že neexistuje rovnaký primárny kľúč medzi všetkými záznamami v danej relácii (tabuľke). Obyčajne však pracujeme s viacerými reláciami a medzi týmito reláciami môžu existovať väzby. Pri práci s viacerými reláciami (tabuľkami) hovoríme o relačnej databáze. V praxi môže databáza obsahovať niekoľko desiatok, respektíve stoviek relácií a prepojení relácií navzájom. Väzby medzi reláciami sa riešia umiestnením hodnoty primárneho kľúča do inej relácie, v tejto novej relácii potom hovoríme o tzv. cudzom kľúči. V relácii objednávky je primárnym kľúčom číslo objednávky, v relácii dodávateľ je číslo objednávky cudzím kľúčom.

Operácie relačnej algebry Relačná algebra je prostriedok pre prácu s reláciami. Medzi základné operácie patrí: projekcia, výber, spojenie

Operácia projekcia zabezpečuje výber stĺpcov k spracovaniu Operácia výber zabezpečuje výber riadkov na spracovanie, a to len takých, ktoré "spĺňajú podmienku". Podmienka sa vyjadruje obyčajne ako booleovský výraz, v ktorom sa využívajú atribúty, konštanty a vybrané znaky (=, >,