Adatbázis kezelő rendszerek elmélete

 

Lecture_2005_1.pdf

 

DB generációk: Mi az adatbázis?

 

• Chris Date:
  

Adatbázis=számítógép-alapú rekordokat tartalmazó rendszer

• R.W. Engles: "A Tutorial on DB Organisation" (1974)
  
  • Tárolt létező adatok gyűjteménye, melyet alkalmazói rendszerek használnak fel egyéni vállalkozásokban.
    
  • Vállalkozás: kórház, egyetem, bank, cég
    
  • Működőképes adat: termékek, számlák, betegek adatai
    

 

DB generációk: Miért használjunk adatbázis?

 

• Esettanulmány: Banki ügyintézés
  
• Fájl: az ügyfelek és a számlák állandó rekordjai
  
• Alkalmazói programok: megengedi a felhasználóknak, hogy módosítsák a fájlokat
  
  • Pénzt tehessenek fel és vehessenek le a számláról
    
  • Új számla létrehozása
    
  • Egyenleg lekérdezése
    
  • Havi kimutatás létrehozása
    

Az alkalmazói programokban új követelmények létrehozásához rendszerprogramozók szükségesek → új fájlok + új programok

 

Az adatmodellezés eredeti elképzelése

 

Az 1970-es években alkalmazásokat terveztek

• Egyszerű számítógép felhasználók
  
  • Kötegelt üzemmódú végrehajtás
    
    • Gyenge válaszidők
      
    • Nincs vizuális megjelenítés vagy GUI
      
  • Szerény elvárások a könnyű használhatósággal szemben
    
    • A programozás műszaki ismeretet igényelt
      
• Egyszerű számoló infrastruktúra és környezet
  
  • Nincs személyi számítógép és web, stb.
    
  • Nincs közvetlen adatbevitel
    
  • Karakteres felület
    
• Üzleti felhasználás
  
  • Egyszerű üzleti modell, félautomata, korlátozott elérés
    
    • kevés adat
      
    • kezdetben nem elosztott
      
• Számítási felhasználás
  
  • Nem meggyőzőek a létező/kialakuló adatbázis tervek
    
  • A számítógépek nem nagy teljesítményűek
    
  • Az emberi és a számítási erőforrások nagyon drágák
    

 

Az adatkezelés problémáinak összefoglalása

 

Eredetileg a fájl rendszerű adatbázis kezelést tartották a jövőnek, azonban ennek is vannak problémái:

• Adat redundancia és inkonzisztencia (ha az adatot több helyen tároljuk, akkor ha valahol megváltoztatjuk minden más helyen is meg kell változtatni, különben inkonzisztens állapot lép fel)
  
• Nehéz az adatok elérése
  
• Adatelszigeteltség
  
• Párhuzamos adatelérési szabálytalanságok
  
• Biztonsági problémák
  
• Integritásproblémák (inkonzisztenciából ered)
  

 

DB generációk: Az adatbázis kezelő rendszerek fogalma

(DBMS – DataBase Management System)

 

Kiinduló ötlet: az összes létező adatból kiindulva megtervezzük az absztrakt modellt, ami leegyszerűsíti az adatfeldolgozás tevékenységét, ezáltal:

• Egyszerű lekérdezéseket kezelhetünk, anélkül, hogy új alkalmazói programokat írnánk
  
• Amikor muszáj alkalmazói programokat írnunk, az adatok elérése és kezelésének feladata következetesen és hatékonyan leegyszerűsödik
  

 

DB generációk:
Az adatbázis összetevői

 

• Adat: integrált, megosztott, esetleg elosztott
  
• Hardware: elsődleges és másodlagos tárolás
  
• Software:
  
  • Adatbázis kezelő rendszer: DBMS
    
  • Elrejti a felhasználók elől a hardware szintű részleteket
    
  • Kiszolgálja a felhasználók szükségleteit
    
• Felhasználók:
  
  • Végfelhasználó:
    
    • Az adatok nem szakszerű elérése lekérdező nyelven keresztül
      
    • Az adatok naiv felhasználói elérése speciális célinterfészen keresztül, adat visszakeresést és frissítést hajt végre (kibővít / módosít)
      
  • Alkalmazás programozó:
    
    • Olyan programokat ír, ami arra használja az adatbázist, hogy lekérdezéseket ágyazzon bele
      
    • A naiv felhasználóknak interfészt fejleszt
      
  • Adatbázis adminisztrátor:
    
    • Felelős a teljes irányításért
      
    • Eldönti, hogy mely adatok legyenek tárolva
      
    • Megtervezi az elvi sémát: mely megjeleníti a létező adatokat
      
    • Hozzáférési jogok meghatározása
      
    • Meghatározza a biztonsági mentésre és visszaállításra vonatkozó stratégiát
      
    • Felügyeli megvalósítást
      
    • Felügyeli a módosításokat, hogy azok a felhasználói követelményekhez igazodjanak
      

 

DB generációk: Adat absztrakció az adatbázisban

 

Az adat absztrakció meghatározza az adatbázis használatát, tervezését, kezelését és megvalósítását.

Az adatmodell arra szolgál, hogy formális módon jelenítse meg az adatok három különböző absztrakciós szintjét:

• Fizikai szint: hogyan jelenik meg az adat ténylegesen a hardware-en? (bitek, byte-ok)
  
• Elvi szint: hogyan kapcsolódik a fizikai adatokhoz? (entitások és a köztük lévő kapcsolatok)
  
• Nézet szint: milyen kapcsolatokat igényelnek a felhasználók? (elvontabb, mert jellemzően magas szintű tudást igényel a nézet megalkotása)
  

Az adat absztrakció illusztrálása:

Az adatbázis tárolja egy ügyfél születésének a dátumát mint egy kicsi
string. úgy azonosítjuk az idősebb embereket, hogy megkeressük a 65-öt év felettieket.

Az absztrakció különböző szintjeinek megjelenítése:

• elvi: az ügyfél születésének dátuma
• fizikai: a string, ami tárolja ezt az információt
• a nézet: arra a korra utal, ami nincsen eltárolva a DB-BEN.

használat        tervezés és kezelés         megvalósítás