Universitatea Constantin Br ncuşi” din Târgu-Jiu ...

Prezentarea calculatoruluiLect.dr. Adrian Runceanu
Curs - Baze de date22.05.2017 2
[email protected]
– 2 ore laborator – titular aplicaii practice Lector dr. Adrian Runceanu
[email protected]
• Prezena pe parcursul semestrului – 10%
[email protected]
Câteva precizri
Bibliografia necesar cursului: 1. Dezvoltarea bazelor de date în Oracle 9i prin exemple, Dan
Hotka, Editura All, 2002. 2. An Introduction to Database Systems, C. J. Date, Addison-Wesley
Publishing Company, New York, 1995. 3. Database Management Systems, Ramakrishnan, R., New York:
McGraw-Hill, 1998. 4. SQL. Dialecte DB2, Oracle, Visual FoxPro, M. Fotache, ed. Polirom,
2001. 5. Baze de date – Visual Foxpro 6.0 – îndrumar de laborator, Marian
Popescu, Adrian Runceanu, Editura Academica Brâncui, Târgu- Jiu, 2007.
6. Baze de date – o abordare Visual Foxpro, Adrian Runceanu, Mihaela Runceanu, Editura Academica Brâncusi, Târgu-Jiu, 2009Curs - Baze de date22.05.2017 5
[email protected]
Câteva precizri
Referinele bibliografice nr. 5 i nr. 6 se pot împrumuta de la Biblioteca Facultii de Inginerie, Str. Geneva nr.3, Etaj I – lâng Decanat.
1. Suport curs - varianta electronic disponibil pe site-ul: www.runceanu.ro/adrian
2. Îndrumar de laborator - varianta electronic disponibil pe site pentru fiecare lucrare de laborator.
Not: Actualizarea site-ului se face sptmânal.
Coninutul cursului
În cadrul acestui curs se vor studia bazele de date prelucrate cu ajutorul sistemului de gestiune a bazelor de date
ORACLE Database 11g Express Edition
[email protected]
Coninutul cursului
Limbajul de interogare a bazelor de date în care se vor face exemplificrile noiunilor teoretice va fi SQL (Structured Query Language).
[email protected]
Capitolele cursului 1. Sisteme de baze de date. Modelul de date relaional. Modelul de date orientate obiect. 2. Evoluia i facilitile sistemului ORACLE. Arhitectura sistemului ORACLE. ORACLE SERVER. Oracle Database 11g Express Edition 3. Limbajul SQL. Introducere. Prezentare general. Cereri SELECT pe o tabel 4. Cereri SELECT pe o tabel. Clauza WHERE. Clauza ORDER BY 5. Funcii. Funcii referitoare la o singur înregistrare 6. Funcii referitoare la mai multe înregistrri (Funcii de grup). Clauza GROUP BY. Excluderea grupurilor (clauza HAVING). Imbricarea funciilor de grupCurs - Baze de date22.05.2017 9
[email protected]
Capitolele cursului 7. SUBQUERIES (Subinterogri). SINGLE ROW SUBQUERIES. MULTIPLE ROW SUBQUERIES 8. Cereri din mai multe tabele (JOIN-uri). JOIN-urile proprietatea ORACLE 9. Cereri din mai multe tabele (JOIN-uri). JOIN-urile ANSI/ISO SQL99. Operatorii pe mulimi 10. Limbajul de manipulare al datelor (LMD). Tranzacii(Transactions) 11. Constrângeri(Constrains) 12. Vederi (Views) 13. Alte obiecte din baza de date. Gestiunea utilizatorilor
[email protected]
Orice firm utilizeaz baze de date pentru pstrarea i gestionarea informaiilor. Câteva astfel de aplicaii sunt spectaculoase: 1. bazele de date ale liniilor aeriene care sunt accesate
simultan din sute de agenii pentru a realiza rezervri i vânzri de locuri pentru date i zboruri diferite
2. bazele de date ale bncilor care permit realizarea a mii de tranzacii zilnic
3. bazele de date ale supermagazinelor care sunt accesate atât de la casele de marcaj cât i de la echipamentele de inventariere
4. bazele de date ale bibliotecilor care pstreaz milioane de titluri i permit localizarea unei lucrri folosind diferite criterii (cuvinte cheie, titlu, autori, domeniu)
[email protected]
Pentru realizarea unei aplicaii care folosete baze de date se poate proceda în dou moduri: a) Se creeaz baza de date cu ajutorul unei aplicaii de tip server
de baze de date i se scriu apoi aplicaiile care acceseaz baza de date într-un limbaj care posed funciile necesare accesrii server-ului (frecvent se folosesc limbajele C++, Java, C# sau Visual Basic)
b) Se foloseste o aplicaie de tip sistem de gestiune de baze de date (S.G.B.D. sau D.B.M.S. - DataBase Management System). Un astfel de sistem ofer un ansamblu de instrumente
software cu ajutorul crora se creaz atât baza de date cât i aplicaiile prin care aceasta este exploatat.
Pentru utilizatorii sistemului de operare Windows cele mai cunoscute sisteme de acest fel sunt Access i Visual FoxPro.
[email protected]
teoria general a bazelor de date
1.1. Sisteme de baze de date 1.2. Modelul de date relaional 1.3. Modelul de date orientate obiect 1.4. Modelul de date obiect-relaional 1.5. Modelul de date ierarhic 1.6. Modelul de date reea
[email protected]
1.1.Sisteme de baze de date
Un sistem de baze de date este un sistem computerizat de eviden a informaiilor.
Informaia într-un sistem de baze de date consta atât din date cât i din informaii despre date (metadate) cum ar fi relaiile dintre date.
[email protected]
Un sistem de baze de date poate fi considerat ca având patru pri:
1. date
2. utilizatori
3. hardware
4. software
[email protected]
Datele: Sunt informaii pe care diferii utilizatori (firme,
agenii, sau simpli utilizatori) le colecteaz pentru a-i îndeplini scopurile sau misiunile.
Datele individuale sunt stocate în mulimi de date relaionate (legate) numite înregistrri.
O colecie de înregistrri dependente se numete baz de date.
[email protected]
Utilizatorii: Diferite persoane sau grupuri de
persoane care folosesc informaiile sunt definite ca utilizatori.
Hardware: De obicei noiunea de hardware const din device-uri fizice, cum ar fi harddisk-uri, imprimante, interfee de intrare/ieire i procesorul de date cu memoria sa asociat.
[email protected]
Software: Interfaa dintre datele fizice i utilizatorul se numete Sistemul de Gestiune a Bazelor de Date (SGBD).
SGBD-ul este un sistem software, dar poate conine i hardware specializat pentru a gestiona mai eficient datele.
Aceste componente hardware pot fi harddisk-uri speciale care permit un acces mai rapid la date, sau multiprocesoare care permit procesarea paralel de date.
[email protected]
SGBD-ul furnizeaz diferiilor utilizatori ai bazei de date, diferite modaliti de lucru cu date în funcie de necesitile fiecruia.
Aceste diferite modaliti de lucru cu datele reprezint diferite nivele de abstractizare al datelor:
1. Nivelul fizic 2. Nivelul conceptual 3. Nivelul de vizualizare
[email protected]
1. Nivelul fizic este cel mai de jos nivel de abstractizare.
De obicei, acest nivel este utilizat de programatorii SGBD-ului, care sunt interesai de cum anume se memoreaz datele pe suportul fizic.
[email protected]
2. Nivelul conceptual este nivelul de mijloc al abstractizrii, i care se concentreaz pe descrierea datelor care sunt în baza de date i pe relaiile dintre aceste date.
De acest nivel de abstractizare sunt interesai: –Administratorii bazei de date –Administratorii securitii bazelor de date
[email protected]
3. Nivelul de vizualizare este cel mai înalt nivel de abstractizare.
De obicei, acest nivel este modalitatea prin care utilizatorii finali folosesc datele.
Fiecare utilizator final are o vizualizare specific asupra datelor pe care îl interezeaz.
Aceast vizualizare a datelor nu presupune ca utilizatorul s stie sau s îneleag caracteristicile interne ale datelor (cum ar modalitatea lor de reprezentare sau de stocare).
[email protected]
Modelele bazelor de date permit diferenierea dintre descrierea bazei de date, care este specificat în schem, i colecia de coninuturi sau de valori ale datelor din baza de date la un moment dat, care se numete instan.
[email protected]
Schema bazei de date utilizeaz un limbaj de definire a datelor (DDL – Data Definition Language).
Manipularea datelor în baza de date (inserare, tergere, actualizare, sau recuperare de valori de date) se poate face cu ajutorul limbajului de manipulare datelor (DML – Data Manipulation Language).
[email protected]
SGBD-ul utilizeaz o mulime complex de componente software pentru a-i îndeplini funciile sale.
Aceste componente includ: - managerul de date care furnizeaz o
interfa ctre datele stocate fizic în baza de date;
- procesorul de interogri care traduce limbajul de interogare în instruciuni pentru managerul de date;
[email protected]
- precompilatorul limbajului de manipulare a datelor care transform instruciunile DML de la programele de aplicaii la limbajul gazd, i lucreaz cu procesorul de interogri;
- compilatorul limbajului de definiie a datelor care transform instruciunile DDL în tabele de metadate.
[email protected]
1.1.Sisteme de baze de date Metadatele sunt memorate în dicionarul de date, care include: structura bazei
de date sau schema constrângerile
de integritate constrângerile
[email protected]
Modele de baze de date Vom prezenta acum dou din modele de
baze de date care sunt cele mai utilizate: 1. Modelul de date relaional
2. Modelul de date orientate obiect Curs - Baze de date22.05.2017 28
[email protected]
[email protected]
1.2.Modelul de date relaional
O baz de date este reprezentat cu ajutorul modelului relaional ca o colecie de tabele.
Mult mai important, este faptul c acest model este direct legat de conceptul matematic de relaie i este compus din:
1. o parte structural. Schema bazei de date este o colecie de scheme de relaii i o baz de date este o colecie de relaii.
2. o parte de integritate. Chei primare i chei strine. 3. o parte de manipulare. Algebra relaional i calcul
relaional.
[email protected]
Formal, o relaie R este o mulime, unde D1, D2, ..., Dn sunt domeniile a n atribute A1, A2, ..., An.
Elementele relaiei sunt n-tuplurile (v1, v2, ..., vn) cu vi
Di, adic valoarea celui de-al i-lea atribut trebuie s fie un element din mulimea Di.
Elementele dintr-un tuplu sunt numite câmpuri. Când un camp nu conine nici o valoare, vom reprezenta
acest fapt cu o valoare special numit valoare null, semnificând c “nu este nici o intrare” în loc de “intrarea este necunoscut”.
1.2.Modelul de date relaional Prezentm în continuare un exemplu de tabel
pentru gestiunea studenilor dintr-o facultate:
CODSTUD NUMEPREN AN FACULTATE GRUPA MEDADM
101 Popa Ionel 4 Inginerie 145 10.00
102 Popescu Vasile 1 Drept 113 9.24
103 Badea George 1 Inginerie 112 8.79
104 Achim Mimi 2 Economic 126 9.31
105 Ionescu Mioara 3 Litere 132 10.00
Curs - Baze de date
Constrângeri de integritate Constrângerile de integritate restricioneaz mulimea
tuplu-rilor teoretice posibile la o mulime care este în mod practic cu o semnificaie.
Fie X i Y dou mulimi cu unul sau mai multe atribute Ai, din schema relaional.
Spunem c Y este dependent funcional de X, i notm acest lucru prin X Y, dac i numai dac nu este posibil s avem dou tupluri cu aceeai valoare pentru toate atributele din X dar cu valoare diferit pentru toate atributele din Y.
Curs - Baze de date
Cele mai importante constrângeri de integritate sunt:
Constrângerea de integritate a entitii care stabilete c fiecare tuplu s fie unic identificat printr-o cheie i atributul cheie s nu poat fi null;
Curs - Baze de date
105 Ionescu Mioara 3 Litere 132 10.00
22.05.2017 34
Constrâgerea referenial de integritate stabilete c un n-tuplu dintr-o relaie care se refer la o alt relaie, trebuie s se refere la un n-tuplu care exist în acea relaie; aceast condiie se refer la cheile strine.
[email protected]
1.2.Modelul de date relaional O cheie candidat a unei relaii R este o mulime
minim de atribute de care toate celelalte atribute ale lui R sunt dependente funcional.
Cheia primar a unei relaii R este una din cheile candidat care a fost desemnat în acest scop.
O cheie strin a unei relaii R este o mulime de atribute din schema relaional care formeaz o cheie primar pentru o alt relaie.
Curs - Baze de date
105 Ionescu Mioara 3 Litere 132 10.0022.05.2017 36
[email protected]
[email protected]
1.3.Modelul de date orientate obiect
Bazele de date orientate obiect permit crearea unor obiecte complexe din componente mai simple, fiecare având atribute proprii i comportament specific.
Aceste sisteme combin posibilitatea definirii i manipulrii structurilor complexe de date cu funcionalitatea unui limbaj de programare i tehnologia de gestiune a bazelor de date.
[email protected]
Modelele de date orientate obiect (MDOO) au fost create pentru a modela lumea real.
De exemplu, limbajul C++ a fost dezvoltat pentru a crea modelul unui sistem telefonic.
Conceptul fundamental al unui MDOO este obiectul.
[email protected]
Într-un MDOO, orice entitate din lumea real este un obiect i reciproc, orice obiect reprezint o entitate a lumii reale.
Un obiect reprezint un grup de date stucturate, identificate printr-o referin unic.
Un obiect persistent este un obiect stocat în baza de date care are o durat de via mai mare decât a programului care l-a creat.
Un obiect tranzitoriu este un obiect depus în memorie, a crui durat de via nu depete durata de via a programului care l-a creat.
[email protected]
Baza de date orientate obiect (BDOO) este o
organizare coerent de obiecte persistente,
partajate de utilizatori concureni.
tehnologiei orientate obiect în domeniul stocrii i
gsirii informaiilor.
- definiiile structurale (atribute i tipuri)
- definiiile comportamentale (metode) ale obiectelor Curs - Baze de date22.05.2017 41
[email protected]
Un sistem de gestiune al unei baze de date orientate obiect (SGBDOO) trebuie s îndeplineasc cerinele unui SGBD i s fie în plus, un sistem orientat pe obiecte.
Aceste dou criterii genereaz o mulime de caracteristici ale unui SGBDOO.
[email protected]
[email protected]
Caracteristicile obligatorii ale unui SGBDOO sunt: 1. Manipularea obiectelor atomice i complexe (colecii
imbricate). Un constructor este o funcie asociat unei clase care
permite crearea i iniializarea unui obiect (în memorie). Un destructor este o funcie asociat unei clase care
permite distrugerea unui obiect. Noiunea de obiect complex s-a nscut prin aplicarea
de constructori asupra obiectelor simple. O condiie privind constructorii, referitoare la MDOO,
o constituie ortogonalitatea care presupune ca fiecare constructor s fie aplicabil fiecrui obiect.
[email protected]
2. Persistena obiectelor. Obiectele pot persista mai mult decât programul care a creat aceste obiecte. 3. Concurena acceselor. BDOO poate s fie partajat simultan de ctre tranzaciile care o consult i o modific. 4. Fiabilitatea obiectelor. În cazul unei defeciuni, obiectele trebuie restaurate la starea pe care au avut-o înainte de defeciune.
[email protected]
5. Uurina interogrii. Un obiect poate fi gsit utilizând valorile
atributelor sale, legturile cu alte obiecte sau metodele aplicate acestuia.
6. Identitatea obiectelor. Orice obiect trebuie s aib un
identificator sistem.
[email protected]
7. Motenirea (simpl). O clas poate fi specializarea altei clase i, prin
urmare, poate s o moteneasc. Motenirea reduce efortul de programare. Exist mai multe modaliti de a moteni i anume
prin: 1. substituie 2. incluziune 3. restricie 4. specializare
[email protected]
8. Polimorfismul. Codul unei metode trebuie ales în funcie de
parametrii si. 9. Extensibilitatea.
SGBDOO trebuie s includ pe lâng clasele sale i tipurile predefinite i instrumentele care s permit utilizatorului definirea unor noi clase i tipuri.
[email protected]
Dintre caracteristicile opionale ale unui SGBDOO amintim:
Distribuia obiectelor. Aceast distribuie permite gestionarea obiectelor în diferite staii.
Modelarea tranzaciilor evoluate. Ideea este de a accepta tranzacii imbricate care pot fi descompuse în subtranzacii.
Versiuni ale obiectelor. Plecând de la un anumit obiect, prin modificri succesive sau paralele, pot fi obinute mai multe versiuni ale obiectului.
[email protected]
Motenirea multipl. O clas (subclas) poate fi specializarea direct a unor supraclase i s moteneasc proprietile acestora.
Mesajele de eroare. Este vorba de un mecanism de detectare i tratare a erorilor care implic faptul c dac într-o metod apare o eroare, este trimis un mesaj unei clase speciale definit anterior, care o va înregistra i o va trata corespunztor.
[email protected]
Noiuni introductive despre teoria general a bazelor de date
[email protected]
Modelul de date obiect-relaional (Object-Relational Model) reprezint extinderea modelului relaional cu caracteristici ale modelului obiect, extindere necesar pentru realizarea bazelor de date care definesc i prelucreaz tipuri de date complexe.
[email protected]
În esen, modelul obiect-relaional pstreaz structurarea datelor în relaii (reprezentate ca tabele), dar adaug posibilitatea definirii unor noi tipuri de date, pentru domeniile de valori ale atributelor.
Tipurile de date definite de utilizator pot fi extinse prin mecanismul de motenire i pentru fiecare tip sau subtip se pot defini metode pe care le pot executa obiectele de acel tip.
[email protected]
[email protected]
1.5. Modelul de date ierarhic
În modelul de date ierarhic (Hierarchical Model) o baz de date se reprezint printr-o structur ierarhic de înregistrri de date (records) conectate prin legturi (links).
Modelul ierarhic a fost primul model folosit pentru dezvoltatea bazelor de date.
Schema conceptual a unei baze de date în modelul ierarhic se reprezint printr-un numr oarecare de scheme ierarhice.
[email protected]
1.5. Modelul de date ierarhic
O schem ierarhic este un arbore direcionat, reprezentat pe mai multe niveluri, în care nodurile sunt tipurile de înregistri, iar arcele sunt tipurile de legturi.
Fiecare nod (cu excepia nodului rdcin) are o singur legtur ctre un nod de pe un nivel superior (nodul printe) i fiecare nod (cu excepia nodurilor frunz) are una sau mai multe legturi ctre noduri de pe nivelul imediat inferior (noduri fii).
[email protected]
[email protected]
1.6. Modelul de date reea
Modelul de date reea (Network Model) folosete o structur de graf pentru definirea schemei conceptuale a bazei de date:
nodurile grafului sunt tipuri de entiti (înregistrri, records),
iar muchiile grafului reprezint în mod explicit asocierile (legturile, links) dintre tipurile de entiti.
[email protected]
1.6. Modelul de date reea
La fel ca i modelul ierarhic, dezavantajul principal al modelului reea este acela c fiecare interogare trebuie s fie prevazut înc din faza de proiectare, prin memorarea explicit a legturilor între tipurile de entiti.
În plus, complexitatea reprezentrii datelor în modelul reea este deosebit de ridicat, iar programatorii trebuie s o cunoasc pentru a putea realiza aplicaiile necesare.
[email protected]
Alte clasificari ale sistemelor de baze de date:
1. Clasificare dup modelul de date
2. Clasificare dup numrul de utilizatori
3. Clasificare este cea dup numrul de staii pe care este stocat baza de date
[email protected]
Clasificare dupa numrul de utilizatori
1. Majoritatea sistemelor de baze de date sunt sisteme multiutilizator, adic permit accesul concurent (în acelai timp) a mai multor utilizatori la aceeai baz de date.
2. Exist i un numr redus de sisteme monoutilizator, adic suport accesul doar al unui utilizator (la un moment dat).
[email protected]
Clasificare dup numrul de staii pe care este stocat baza de date
Exist dou categorii de sisteme de baze de date: 1. centralizate 2. distribuite 1. Un sistem de baze de date centralizat (Centralized Database System) este un sistem de baze de date în care datele i sistemul de gestiune sunt stocate pe un singur calculator. 2. Un sistem de baze de date distribuit (Distributed Database System) poate avea atât datele, cât i sistemul de gestiune, distribuite pe mai multe calculatoare interconectate printr-o reea de comunicaie.
[email protected]
Întrebri?

Universitatea Constantin Br ncuşi” din Târgu-Jiu ...

Documents

Transcript of Universitatea Constantin Br ncuşi” din Târgu-Jiu ...