Upload
others
View
13
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Šolski center Novo mesto
Srednja elektro šola in tehniška gimnazija
Šegova ulica 112
8000 Novo mesto
PODATKOVNA BAZA (Uporaba IKT pri poslovanju)
Avtorica:
Tanja JERIČ, dipl. inž. rač. in inf.
Novo mesto, november 2012
KAZALO VSEBINE
1 OSNOVNI POJMI ....................................................................... 1
1.1 Podatek, informacija, znanje ........................................................ 1 1.2 Informatika .................................................................................. 5 1.3 Vpliv informatike na gospodarski in družbeni razvoj .................... 6 1.4 Informacijski sistem .................................................................... 7
2 PODATKOVNA BAZA ................................................................ 12 2.1 Osnove ....................................................................................... 12 2.2 Podatkovni modeli...................................................................... 16 2.3 Podatkovni sistem ...................................................................... 17 2.4 Upravljanje baze ........................................................................ 18 2.5 Organizacija PB .......................................................................... 20 2.6 Arhitektura podatkovne baze ..................................................... 21 2.7 Oblikovanje podatkovne baze .................................................... 25 2.8 Uporabniki PB ............................................................................ 26 2.9 Načrtovanje podatkovnega modela ............................................ 27 2.9.1 Globalni model ............................................................................... 27
2.9.2 Konceptualni model ........................................................................ 28
2.9.3 Logični model ................................................................................. 31
2.9.3.1 Relacijski podatkovni model ................................................................... 32 2.9.4 Fizični model .................................................................................. 36
Stran 1
1 OSNOVNI POJMI
1.1 Podatek, informacija, znanje
Človek si že od mladih let gradi svojo predstavo o svetu, ki jo skozi življenje vedno
dopolnjuje.
Njegovo znanje se nanaša na fizični obstoječi svet, v katerem kot njegov sestavni del živi
in na svet idej, ki si ga je človeštvo ustvarilo skozi čas. Vtise s pomočjo svojega pogleda
na svet, čutil in drugih instrumentov ovrednoti in si tako gradi miselni model sveta.
Ker smo si ljudje različni med seboj, si ustvarimo različne miselne modele.
Ljudje smo del realnosti. Vsak izmed nas realnost opazuje in jo zaznava.
Kot primer lahko navedemo različne interpretacije besede terorist. Za določeno skupino
ljudi je to kriminalec, drugi pa prisegajo, da je to borec za svobodo. Posameznikov ali
skupinski pogled na svet so ljudje že od nekdaj zapisovali in tako omogočili dostop do
znanja tudi drugim. Če se pri zapisovanju uporabi konvencija, ki omogoča jedrnato
predstavitev dejstev, pravimo takim zapisom podatki.
Podatek:
- Je opredmeteno dejstvo, s katerim predstavimo informacijo.
- Je dejstvo predstavljeno z vrednostmi (številke, znaki, simboli), ki imajo pomen v
določenem kontekstu (na formaliziran način, ki je primeren za komunikacijo,
interpretacijo ali obdelavo (s strani človeka ali stroja)).
- Je zapis, opis ali predstavitev nekega dogodka, pojava ali dejstva iz realnega
sveta v numerični, besedni ali grafični obliki.
Predstavitev podatkov ne omogoča njihovo razumevanje in nadaljnjo uporabo.
Podatek je lahko:
diskretni ali digitalni; če ga lahko preštejemo oz. predstavimo s simboli (na
primer 25°C),
analogni ali zvezni; če ga lahko izmerimo oz. predstavimo s pomočjo kakšne
fizikalne količine (na primer dolžina živosrebrnega stolpca).
Stran 2
Informacija je vsako sporočilo, ki nam pove nekaj novega.
Značilnosti informacije so:
- Informacija je množica podatkov predstavljenih v razumljivi obliki, ki omogoča
njihovo nadaljnjo uporabo.
- Informacija se lahko nanaša na predmete, ljudi in stvari v organizaciji in okolju, ki
obdaja organizacijo.
Primeri:
ANSI, ISO
pomen, ki ga človek pripiše podatkom s pomočjo znanih konvencij, ki so
uporabljene pri njihovi predstavitvi
Everest
ovrednoteni podatki v specifični situaciji
Langefors
novo spoznanje, ki ga človek doda svojemu poznavanju sveta
Informacija, ki jo posredujejo podatki, je odvisna od podatkov, prejemnikovega
znanja in časa, ki je na voljo prejemniku za interpretacijo podatkov.
Zaključki:
– Podatek ni informacija.
– Podatki ne vsebujejo informacije.
– Podatki posredujejo informacijo prejemniku, katerega znanje je konsistentno z
izbrano predstavitvijo in modelom sveta, na katerega se nanašajo.
– Če je količina podatkov tako velika, da se jih v času, ki je na voljo za ukrepanje
na njihovi osnovi, ne da interpretirati, se lahko zgodi, da s podatki ni posredovana
nobena informacija.
Entitete so vsi elementi, ki jih zaznamo in tisti, ki jih ne zaznamo, a obstajajo v realnosti
(sneg, drevesa, cesta, avti, stavba).
Vsaka entiteta ima določene atribute, ki so značilnosti oziroma lastnosti entitet. Atributi
so: temperatura snega, barva jakne,… Atributu omogočajo razločevanje entitet.
Entiteta ima lahko poljubno mnogo atributov, običajno v obdelavo zajamemo le tiste, ki
nas zanimajo. Pri tekmovanju teka na smučeh se ocenjuje čas pretečene proge, ne pa
dolžina smuč, velikost tekaškega čevlja, čeprav so tudi entitete teka na smučeh.
Stran 3
Znanje
Model realnosti oziroma znanje omogoča človeku realnost razumeti in se odzivati na
dogodke v njej.
Znanje se od človeka do človeka razlikuje, ker si ljudje iste stvari predstavljamo drugače.
Človek podatkom s pomočjo svojega znanja pripiše pomen in s tem svoje znanje dopolni
in na njegovi osnovi ustrezno reagira.
Poznamo več načinov, kako predelati podatke v informacijo:
– kombiniramo ali povzamemo s katerim povečamo njihovo uporabnost,
– prikazujemo podatke na razumljivejši način (tabele, grafi),
– prikazujemo različne odnose (primerjave).
Stran 4
Količina informacije
Informacija je nekaj abstraktnega. Pojavi se v glavi in to samo takrat, ko izvemo
novico prvič.
Bit je osnovna enota za merjenje informacije in jo dobimo, kot odgovor na vprašanje,
kjer sta možna dva odgovora (Da-1 in Ne-0).
Če vemo, koliko enako verjetnih odgovorov je možnih pri nekem vprašanju, lahko
količino informacije, ki jo dobimo z odgovorom, ugotovimo iz tabele:
Število odgovorov Količina informacije
2 = 21 1 bit
4 = 22 2 bita
8 = 23 3 biti
16 = 24 4 biti
32 = 25 5 bitov
64 = 26 6 bitov
128 = 27 7 bitov
256 = 28 8 bitov
512 = 29 9 bitov
1024 = 210 10 bitov
VAJA1: Ugotovite, kaj je podatek in kaj informacija v naslednjih primerih! Podatek in
informacija o neki temi sta vsakič v isti vrstici.
bila je v Evropi vrnila se je iz Estonije
na zaslonu tv je sneg konec programa
Runo je zmagal na pasji razstavi Runo je lep pes
rdeča luč na semaforju ustavi se
lahko grem čez cesto zvočni signal iz naprave na
semaforju
voznik je krepko prekršil omejitev
hitrosti
vozniku so v mestu namerili hitrost
70 km/h
termometer kaže 40° C nekdo je hudo bolan
velika družina za današnje slovenske
razmere
štirje otroci
na pomoč SOS
… --- ... na pomoč
In tako dalje …
UČNI LIST 1
Stran 5
1.2 Informatika
Informatika:
- je znanost o podatkih in informacijah, njihovem sistematičnem zbiranju,
oblikovanju, prenašanju, shranjevanju, obdelavi in izkoriščanju ob uporabi
informacijske tehnologije.
- je znanost o zbiranju, oblikovanju, izmenjavi, urejanju, upravljanju in
pretvarjanju informacij (obdelovanju informacij) na temelju teorije informacij.
INFORMATIKA = INFORMACIJA + AVTOMATIKA
informatika ↔ računalništvo
Definicija informatike kot celote vključuje tudi računalništvo. V računalništvu je
informacijska tehnologija osnovni predmet proučevanja. Informatika pa obravnava
informacijsko tehnologijo le z vidika uporabe oz. kot sredstvo za dosego cilja. Predmet
proučevanja informatike so informacije ter sredstva in procesi za zagotavljanje
informacij. To so informacijski procesi in informacijski sistemi.
Informacijska pismenost so znanja in spretnosti, ki jih potrebuje splošno izobražen
človek za delo s podatki.
Trije sklopi znanj in spretnosti so:
1. znati presoditi, kdaj je informacija potrebna;
2. vedeti, kje pridobiti potrebne podatke, jih znati od tam dobiti in
ovrednotiti;
33.. znati iz podatkov pridobiti pravo informacijo ter vedeti, kje, kdaj in kako jo
uporabiti.
Računalniška pismenost so znanje in veščine, ki omogočajo učinkovito in uspešno
uporabo računalnika, računalniških programov in z računalnikom povezane informacijske
tehnologije.
Primerjava med računalnikom in računalništvom:
Računalnik:
- pripomoček za dopolnjevanje človekovih miselnih procesov
- elektronska naprava za avtomatsko obdelavo, shranjevanje in prenos podatkov
Računalništvo:
- veda, ki obravnava strojno obdelavo podatkov z računalniki
- veda o zgradbi in delovanju računalnika ter njegovi uporabi
Stran 6
1.3 Vpliv informatike na gospodarski in družbeni razvoj
Lastnosti današnje družbe so:
– Izpostavljeni smo neprestanim znanstvenim in tehnično-tehnološkim odkritjem.
– Človeško znanje se v dveh do treh letih podvoji.
– Potrebna je dinamičnost – sposobnost prilagajanja ter spremljanja in izkoriščanja
potencialov, ki so na voljo.
– Informacije kot potencial presegajo vse ostale naravne potenciale (surovine,
energija).
– Gospodarstvo vseh razvitih držav temelji na učinkovitem zbiranju, hranjenju,
obdelavi in posredovanju podatkov.
– Razvoj informatike je nujen.
– Informacijske in telekomunikacijske tehnologije so ključnega pomena.
Značilne faze družbenega in gospodarskega razvoja
Prehod v informacijsko družbo se zgodi takrat, ko se največ ljudi ukvarja z obdelavo
informacij.
Značilnosti informacijske družbe so:
– Informacije in znanje so temeljni vir današnjega sveta.
– Informacijska družba je sinonim za novo nastajajočo družbo, ki ne temelji zgolj na
izkoriščanju naravnih bogastev, temveč kot najpomembnejši vir jemlje informacije
in znanje.
– Informacijske avtoceste (Information Highways) bodo omogočale prenos
informacij (podatkov) v obliki teksta, slik, govora po komercialno sprejemljivih
cenah. Povzročile bodo popolno reorganizacijo številnih obstoječih dejavnosti ter
razvoj novih.
– Razvitost se meri s količino informacij, ki jih je družba sposobna sprejeti, obdelati
in shraniti.
Stran 7
Strateška vloga informatike
Informacije predstavljajo vedno pomembnejši vir za upravljanje organizacij. Zaradi
izredno hitrega razvoja so se vse organizacije prisiljene čim hitreje prilagajati
spremembam v okolju. Podjetja morajo slediti zahtevam trga in ponudbi konkurence,
torej si morajo nenehno zagotavljati konkurenčno prednost pred tekmeci, saj le ta
zagotavlja profit. V javnem sektorju pa si je nenehno potrebno prizadevati za dvig
kvalitete storitev, zmanjševanje stroškov in večjo učinkovitost javnih služb – to je
mogoče uresničiti ob čim boljši uporabi inf. tehnologije; na eni strani bodo dolgoročno
preživele le organizacije, ki bodo maksimalno izkoristile to tehnologijo, na drugi strani pa
so velika vlaganja v IT, torej je potrebno dolgoročno načrtovanje, da bi bili stroški čim
manjši.
1.4 Informacijski sistem
Okrog nas se ves čas dogaja marsikaj (spreminjajo se tečaji delnic, športni dogodki,
vremenska napoved). Takšne in drugačne informacije o dogajanju v okolju, pomembne
in nepomembne, sprejemamo že od rojstva. Z njimi si v možganih gradimo predstavo o
svetu, v katerem živimo. Z novimi podatki, ki jih sprejemamo s čutili in ovrednotimo
s predznanjem, zgrajeno predstavo nenehno dopolnjujemo in jo prilagajamo
spremembam v okolju.
In vendar stvari ne potekajo vedno tako. Zaradi preobremenjenosti nismo poslušali
vremenske napovedi – bili smo prepričani, da bo vreme še naprej lepo. Ker nismo prejeli
ustrezne informacije, naša predstava o svetu ni ustrezala dejanskemu stanju – bili smo
mokri.
Informacij, ki so nam na voljo, je namreč veliko preveč, da bi lahko zvedeli vse. Glede na
našo pozornost, razpoloženje in zanimanje se posvetimo le nekaterim, druge pa
preprosto spregledamo. Ker so med njimi pogosto tudi odločilne, se naša predstava o
svetu pomembno razlikuje od dejanskega stanja. Zaradi tega prihajamo do
napačnih sklepov, ki vodijo v napačne odločitve in akcije – kljub napovedi, da bo
deževalo, nevedni odidemo od doma brez dežnika.
Da bi se temu izognil, je človek razvil sistem za obdelavo podatkov. Z njim si lahko
priskrbimo tiste podatke, ki nas v določenem trenutku zanimajo:
na zgoščenki poiščemo želeno pesem;
pred izletom pogledamo vremensko napoved;
ugotovimo, kdaj ima Janez rojstni dan.
Ljudje moramo torej skrbeti za ustrezne informacije. Vse podatke, ki jih potrebujemo pri
svojem delu, zberemo na enem mestu to je v bazi podatkov. Vendar sami podatki še
niso dovolj – vemo, da obstajajo, do njih pa ne moremo. Za predstavitev ustrezne
Stran 8
informacije potrebujemo še pripomočke in metode, s katerimi bomo zbrane podatke
obdelali. Tako organizirane podatke imenujemo informacijski sistem. Torej je
informacijski sistem urejena množica podatkov, pripomočkov in metod, s katerimi
podatke obdelamo.
Baza podatkov (ali podatkovna baza) je urejena zbirka podatkov, zbranih na enem
mestu.
Informacijski sistem:
Opredelimo kot množico medsebojno odvisnih komponent (strojna oprema,
programska oprema, ljudje), ki zbirajo, procesirajo, hranijo in porazdeljujejo
podatke in s tem podpirajo poslovne procese v organizaciji (povzeto po Laudon,
2000).
Je skupek ljudi, postopkov in naprav, zasnovan za zbiranje, obdelavo,
shranjevanje in distribucijo podatkov oz. informacij. (Vintar – A. Ralstone,
Encyclopedia of Computer Science)
Cilj informacijskega sistema je posredovati pravo informacijo na pravo mesto in ob
pravem času z minimalnimi stroški.
Njegova glavna naloga je torej oskrbeti uporabnike s podatki, na podlagi katerih si
bodo lahko oblikovali predstavo o trenutnem stanju v podjetju ali organizaciji. IS sam po
sebi ne rešuje nobenega problema, vendar s posredovanjem podatkov omogoča njihovo
reševanje.
Ne potrebujemo številke dežurnega zdravnika, če smo zdravi. Razmere pa se spremenijo,
ko zbolimo in nujno potrebujemo zdravnikovo pomoč. Takrat nam pride njegova tel. št.
še kako prav. Če je ne znamo na pamet, uporabimo tel. imenik ali svoje beležke in v njih
Stran 9
hitro poiščemo pravo številko. In to je osnovna naloga informacijskega sistema:
posredovati prave podatke ob pravem času. Uspešnost delovanja vsake organizacije je iz
dneva v dan bolj odvisna od informacijskega sistema, ki jo oskrbuje s podatki ali
informacijami.
Uspešnost delovanja vsake organizacije je iz dneva v dan bolj odvisna od informacijskega
sistema, ki jo oskrbuje s podatki oz informacijami.
Komponente informacijskega sistema:
- strojna oprema (večinoma računalniki)
- programska oprema
- ljudje (uporabniki in razvijalci)
- podatki
- postopki in metode (omogočajo povezovanje in usklajevanje sestavnih delov
informacijskega sistema)
Funkcije informacijskega sistema:
– zbiranje podatkov,
– obdelovanje podatkov,
– hranjenje podatkov,
– posredovanje podatkov uporabnikom.
Informacijski sistem mora zadovoljevati uporabnikove trenutne in prihodnje potrebe
po podatkih. Pot do takega sistema je dolga in zahtevna.
Najprej se lotimo načrtovanje sistema;
- tu ugotavljamo katere podatke potrebujejo uporabniki in v kakšni obliki
morajo biti predstavljeni,
- načrtujemo, kako bomo podatke vnašali v sistem,
- kako jih bomo hranili,
- kako, predvidevamo, bomo vnašali spremembe in popravke,
- kako bomo podatke zavarovali, da se ne bodo izgubili ali da jih ne bo kdo
zlorabil.
Poleg samih podatkov sistem vsebuje še navodila, po katerih obdelujemo podatke in
pripomočke, s katerimi podatke obdelujemo. V ta namen zadnje čase skoraj izključno
uporabljamo računalnike.
Kvaliteta načrtovanega informacijskega sistema je v največji meri odvisna od
razumevanja delovanja realnega sveta. Če napačno razumemo funkcioniranje realnega
sveta, je skoraj nemogoče, da bo informacijski sistem, ki bo zasnovan skladno s tem
razumevanjem in predstavami deloval optimalno.
Stran 10
Napor, ki ga je moral človek vložiti v pisanje programov in interpretacijo podatkov, se je
s časoma spreminjal. Poznamo tri obdobja:
1. V prvem obdobju je bil v središču pozornosti računalnik kot stroj. Vse ostalo se je
prilagajalo njemu. Med človekom in programom je obstajal semantični prepad –
ukazi računalniškega programa so bili daleč od človekovega načina razmišljanja. Enak
prepad je bil tudi med človekom in podatki. Struktura podatkov je bila prilagojena
pomnilnim medijem (kartice, trak).
2. V drugem obdobju, ki je nastopilo s programsko revolucijo, se pozornost usmeri na
programsko opremo. Uporabljati začnemo višje programske jezike. Semantični
prepad med človekom in programom se zmanjša.
3. Tretje obdobje se prične s podatkovno revolucijo. Med podatke in uporabniške
programe je stopil sistem za upravljanje podatkovnih baz. Kar omogoči
strukturiranost shranjenih podatkov na način, ki je bolj prilagojen človeku. Pojavi se
tudi meta podatkovna baza – podatki o shranjenih podatkih.
Za zbiranje, hranjenje, obdelavo in posredovanje podatkov v IS uporabljamo različne
pripomočke, ki so bolj zanesljivi od človeka = informacijska tehnologija.
Za zbiranje, hranjenje, obdelavo in posredovanje podatkov v IS uporabljamo različne
pripomočke, ki so bolj zanesljivi od človeka – informacijska tehnologija (vse, kar nam
pomaga shranjevati in prikazovati podatke iz realnega sveta).
Informacijska tehnologija je tehnologija, ki zajema področje zajema, shranjevanja,
prenosa in sprejema podatkov in informacij.
uporablja, pišeinterpretira, rokuje
obdeluje
usmerja delovanje bere, shranjuje,
transformira
PROGRAM PODATKI
Stran 11
Informacijska tehnologija označuje programsko opremo (software) in strojno opremo
(hardware), ki se uporablja za podporo delovanju informacijskega sistema.
– Strojna oprema se nanaša na naprave in drugo fizično opremo:
o delovne postaje,
o tiskalniki,
o omrežje.
– Programska oprema so računalniški programi, ki sprejemajo vhodne podatke in
vodijo delo strojne opreme:
o sistemska programsko opremo (npr. operacijski sistem),
o uporabniška programska oprema (npr. urejevalnik besedil, preglednice,
specializirana oprema, namenjena podpori določeni poslovni funkciji, itd.)
Med informacijsko tehnologijo štejemo tudi t.i. tehnologijo papir in pisalo, ki je v uporabi
v računalniško nepodprtih informacijskih sistemih.
Prednosti računalnika pred papirjem so:
– shranjujemo lahko veliko količino,
– dostop do podatkov je hiter,
– na voljo imamo hiter in natančen prenos podatkov po računalniških mrežah,
– obstaja tudi možnost hitrih obdelav in predelav podatkov.
Prednosti informacijske tehnologije so:
- hiter dostop do podatkov,
- lažji dostop do podatkov.
Slabosti informacijske tehnologije so:
- odvisnost,
- računalniški virusi,
- nekateri ljudje izgubijo službo zaradi informacijske tehnologije,
- nenehno prilagajanje spremembam in
- bolj stresno življenje.
Stran 12
2 PODATKOVNA BAZA
2.1 Osnove
Računalniška predstavitev podatkov:
Bit je osnovna enota za merjenje količine informacije. Skupina 8 bitov tvori byte (bajt).
Polje je logična skupina bytov (besed):
- ime in priimek: Janez Novak
- datum rojstva: 1. 9. 1994
- vpisna številka: 123456
Zapis je logična skupina povezanih polj:
- dijak; 123456, Janez Novak, 1. 9. 1994
- predstavlja entiteto, to je osebo, mesto, predmet ali dogodek o katerem
shranjujemo podatke
Datoteka je množica sorodnih zapisov, ki se nanašajo na entiteto. Posamezno polje
imenujemo atributi.
Atributi Vpisna številka Ime in priimek Datum rojstva Naslov
1. zapis: 123456 Janez Novak 1. 9. 1994 Šolska 5
2. zapis: 123457 Jože Beg 2. 4. 1994 Cestna 7
V datoteke lahko shranjujemo tudi nestrukturirane podatke (besedila slike, zvočne
zapise, …).
Stran 13
Zakaj ne uporabimo eno datoteko?
Želimo zapisati podatke o dijakih in opravljenih modulih.
Ime in priimek Datum rojstva Naslov Opravljeni moduli
Janez Novak 1. 9. 1994 ITK, 1. letnik, 4
UPN, 1. letnik, 5
Jože Beg 2. 4. 1994 ITK, 1. letnik, 3
Problem je, ker je različno število opravljenih modulov, zato razdvojimo dijake in
opravljene module.
VŠ Ime in priimek Datum rojstva Naslov
123456 Janez Novak 1. 9. 1994
123457 Jože Beg 2. 4. 1994
VŠ Naslov
predmeta
Letnik Predavatelj Datum Ocena
123456 ITK 1 4
123456 UPN 1 5
123457 ITK 1 3
Problem?
Podvajanje podatkov o predmetih, zato razdvojimo module in opravljene module.
VŠ ŠP Datum Ocena
123456 1 4
123456 2 5
123457 2 3
Včasih so shranjevali v datotečni sistem. Pri tem so bile težave:
- podvajanje vmesnikov za dostop
- podvajanje podatkov in posledično neažurnost in neskladje različnih oblik ali
šifer
- nevarnost in pomanjkanje kontrole dostopa
- odvisnost programov od zapisov podatkov
Primeri podatkovne integracije:
- različni zapisi istega podatka:
o spol: ženski/moški, Ž/M, M/Ž
o datum: 1. september 1994, 1.9.1994, 1/9/1994
- neažurnost podatkov (sprememba naslova, telefonske številke)
- težave pri dostopu podatkov, nefleksibilnost
Primer problema podatkovne integritete:
Stran 14
Zato uporabimo podatkovno bazo. Podatkovna baza je množica podatkov organiziranih
tako, da ponuja podatke večjemu številu programov hkrati.
Stanje danes:
– Organizacije odvisne od zmožnosti pridobivanja natančnih in pravočasnih
podatkov.
– Podatki predstavljajo konkurenčno prednost.
– Brez zmožnosti za upravljanje z velikimi količinami podatkov in zmožnosti za hitro
iskanje ustreznih podatkov postanejo podatki breme za organizacijo.
– Paradoks: zaradi preveč informacij potrebujemo še več informacij
– Potrebujemo ustrezne mehanizme za upravljanje s podatki in učinkovito iskanje
po njih podatkovne baze.
Podatkovna baza je model okolja, ki služi kot osnova za sprejemanje odločitev in
izvajanje akcij.
Podatkovna baza je:
- zbirka med seboj pomensko povezanih podatkov, ki so shranjeni v
računalniškem sistemu. Dostop do njih je centraliziran in omogočen s
pomočjo sistema za upravljanje podatkovnih baz;
- mehanizirana, večuporabniška, formalno definirana in centralno zasnovana
zbirka podatkov.
Stran 15
Podatki so osnova, na kateri temelji celotno delovanje organizacije. Zato je potrebno z
njimi (enako kot z ostalimi sredstvi organizacije) smiselno upravljati. Upravljanje PB
zajema:
– zagotavljanje razpoložljivosti podatkov (učinkovit dostop, vseh uporabnikov,
sočasno, do vseh vrst podatkov, ves čas)
– nadzor nad uporabo podatkov;
– skrb za:
o celovitost podatkov,
o uporabo podatkov v skladu z njihovim namenom,
o uporabnost podatkov v prihodnje.
Iz teh definicij sledi:
– V PB se shranjujejo podatki, ki se nanašajo na določen del sveta, v katerem so
vse stvari in dogajanja med seboj povezana.
– Je računalniško podprta.
– Obstaja centralni mehanizem za nadzor in dostop do podatkov (SUPB).
– Obstaja predpis, kakšni in kateri podatki se nahajajo v PB in kakšen je njihov
pomen.
Podatkovna baza ni namenjena sama sebi. Njeni uporabniki so ljudje, ki pričakujejo iz nje
prave podatke ob pravem času. To jim zagotavlja sistem za obdelavo podatkov. Z
obdelavo podatkov zadovoljimo uporabnikove trenutne in prihodnje potrebe po podatkih.
Pot do kakovostne obdelave je dolga in zahtevna. Najprej se lotimo načrtovanja
obdelave. Tu ugotavljamo:
- katere podatke potrebujejo uporabniki in v kakšni obliki morajo biti
predstavljeni,
- kako bomo podatke vnašali v sistem,
- kje jih bomo hranili in kako,
- kako bomo vnašali spremembe in popravke,
- kako bomo podatke posredovali uporabnikom,
- kako jih bomo zavarovali, da se ne bi izgubili ali da jih ne bi kdo zlorabil.
Ker v ta namen uporabljamo računalnik, s katerim obdelujemo podatke bolj ali manj
avtomatsko, ga imenujemo sistem za avtomatsko obdelavo podatkov (AOP).
Stran 16
2.2 Podatkovni modeli
Za lažje razumevanje in opisovanje podatkovnih baz si naredimo modele le-teh. Vsak
model sestavljajo tri poglavitne komponente:
vsebuje množico pravil, ki določajo organizacijo podatkov
njihovo strukturo,
dovoljene operacije med podatki.
Podatkovni model je strukturiran mehanizem za opis realnosti s podatki. Z njim
opredelimo statične in dinamične lastnosti posameznih podatkov, ki jih med seboj
povežemo v model tako, da ta povsem prepričljivo predstavlja izsek iz realnosti.
Starejša modela, ki izginjata:
- hierarhični podatkovni model
- mrežni podatkovni model
Ostali modeli:
1. relacijski podatkovni model
Bistvo modela:
– PB se uporabnikom predstavi kot množica podatkov, ki so organizirani v tabelah;
– uporabniki relacijskega sistema se ne obremenjujejo s strukturo shranjevanja;
– striktno ločevanje med logičnim in fizičnim pogledom na podatke;
– razvili so zmogljiv deklarativni jezik, namenjen delu s podatkovno bazo imenovan
Structured Query Language.
2. Objektno relacijski in objektno podatkovni model
Uvajajo se novi standardi za beleženje podatkov, kot je to XML (eXtended Markup
Language).
3. Post relacijski podatkovni model
Obdobje se začne konec 90. let in sega v današnje čase.
Značilnost post-relacijskih podatkovnih sistemov je veliko novih funkcionalnosti, ki segajo
na področje:
– podatkovnega skladiščenja,
– OLAP sistemov (on-line analitical processing),
– podatkovnega rudarjenja,
– podpirajo kompleksnejše podatkovne tipe (temporal, prostorske podatke),
– pojavljajo se aktivne podatkovne baze.
Stran 17
Danes so v uporabi:
– relacijski,
– entitetno-relacijski,
– objektno-relacijski in
– objektni podatkovni model.
2.3 Podatkovni sistem
Podatkovni sistem je računalniško podprt sistem, ki s pomočjo sistema za upravljanje
podatkovne baze omogoča uporabo in upravljanje s podatki, ki so shranjeni v podatkovni
baz.
Da bi podatkovni sistem deloval, so potrebni:
– strojna in komunikacijska oprema,
– programska oprema: operacijski sistem, sistem za upravljanje podatkovne baze,
uporabniške aplikacije,
– podatkovna baza, ki jo sestavljata opisi podatkov (meta podatki oziroma opisi
podatkov) in fizični podatki (vrednosti podatkovnih elementov)
– administrator PB in
– uporabniki PB.
Stran 18
2.4 Upravljanje baze
Upravljanje baze omogoča sistem za upravljanje podatkovnih baz (SUPB). Vsakdo si
želi tisti del znanja, ki se nanaša na pomnjenje dejstev (podatkov), shraniti v takšni
obliki, da ga bo lahko čimbolj preprosto in učinkovito uporabljal. Preprosto lahko rečemo,
da jih shrani v podatkovni bazi. Sistem za upravljanje podatkovnih baz (SUPB) mora
omogočiti:
– zagotoviti pravilnost in ažurnost podatkov,
– sočasno nuditi podatke vsem uporabnikom, pri čemer sočasna raba ne sme
ogroziti celovitosti podatkovne baze,
– posredovati podatke takrat, ko jih uporabniki potrebujejo,
– omogočiti vsem uporabnikom dostopnost do tistih podatkov, ki jih potrebujejo pri
svojem delu in se nanašajo na obravnavani model,
– posredovati podatke o tem, kaj se je zgodilo (zgodovina) in o tem, kaj se utegne
zgoditi (prihodnost).
Sistem za upravljanje podatkovnih baz mora preprečiti dostop do podatkov tistim, ki za
to nimajo pooblastil. Zagotovljena mora biti razpoložljivost in celovitost (integriteta)
podatkov. Uporabnikom mora biti v podporo pri sprejemanju odločitev in izvajanje akcij
tako na poslovnem kot tudi na procesnem področju.
Podatki so torej osnova, na katerih temelji celotno delovanje organizacije, zato moramo z
njimi upravljati enako smiselno kot z ostalimi sredstvi organizacije.
Za upravljanje s podatkovno bazo skrbi SUPB (sistem za upravljanje podatkovnih baz).
Na osebnih računalnikih teče več takšnih sistemov. Primeri SUPB: Oracle, Sybase, DB2,
MS SQL, Ingres, Postgres, MySQL, ObjectStore, Jasmine, Objectivity/DB, Versant Object
Database, dBase in Access (Microsoft).
Stran 19
SUPB je posrednik med podatkovno bazo in njenimi uporabniki. Njegova naloga je
upravljati podatkovno bazo v skladu s potrebami podatkov. SUPB omogoča:
– dostop do podatkov,
– izvaja zaščito in
– nadzor nad uporabo podatkov.
Tipi SUPB so:
1. hierarhični SUPB, kjer so zapisi hierarhično urejeni
2. omrežni SUPB, kjer so zapisi povezani z omrežjem povezav
3. relacijski SUPB
Značilnosti:
- vsaka datoteka je tabela oz. relacija
- relacija je sestavljena iz zapisov
- jezik za obdelavo podatkov je SQL
SUPB je programska oprema, ki uporabnikom omogoča definiranje, kreiranje in
vzdrževanje PB in hkrati zagotavlja nadzorovan dostop do PB.
SUPB je programska oprema, ki ravna z vsemi dostopi do podatkov v PB in je odgovorna
za izvajanje postopkov preverjanja avtorizacij uporabnikov in veljavnosti podatkov.
SUPB je zbirka programov, ki
omogoča kreiranje nove PB in definiranje njene strukture,
omogoča učinkovito poizvedovanje in spreminjanje podatkov,
Stran 20
varuje podatke pred nesrečami in neavtoriziranimi dostopi,
nadzoruje sočasen dostop večjega števila uporabnikov do podatkov.
Uporaba SUPB prinaša naslednje prednosti:
– Podatkovna neodvisnost: Programi so neodvisni od predstavitve podatkov in
načina shranjevanja podatkov. SUPB zagotavlja abstrakcijo podatkov in ločuje
programe od podrobnosti predstavitve podatkov.
– Učinkovit dostop do podatkov: SUPB zagotavlja tehnike za učinkovito
hranjenje in dostop do podatkov.
– Varnost in integriteta podatkov: Če so podatki shranjeni centralno, je
upravljanje s podatki lažje.
– Sočasen dostop do podatkov in obnavljanje PB: SUPB razporeja sočasne
dostope tako, da izgleda, kot da do podatkov dostopa en uporabnik.
– Skrajša čas razvoja programov: SUPB podpira številne mehanizme za dostop
do podatkov.
2.5 Organizacija PB
Naziv PB se uporablja v dveh pomenih:
širše = sistem za obdelavo in rokovanje s podatki;
ožje = samo podatki, ki so pod upravljanjem SUPB shranjeni na
zunanjem pomnilniškem mediju.
Podatkovno bazo sestavljajo:
podatki,
uporabniki,
uporabniški programi,
sistem za upravljanje podatkovnih baz (SUPB),
upravitelj podatkovne baze.
Stran 21
Z vidika upravljanja je podatkovna baza lahko:
– centralizirana – ko je podprta z računalniškim sistemom, v katerem deluje en
sam SUPB, ki skrbi za upravljanje celotne PB (celotna baza se nahaja na enem
računalniku in upravlja z enim sistemom upravljanja).
– porazdeljena – podatki so shranjeni v različnih računalniških sistemih, ki so med
seboj povezani s komunikacijskimi potmi, pod upravljanjem lokalnih SUPB, ki
delujejo usklajeno.
Podatkovni del PB sestavljata:
– fizična podatkovna baza
– meta podatkovna baza
V fizični podatkovni bazi (FPB) so shranjene vrednosti podatkovnih elementov – fizični
podatki.
V meta podatkovni bazi (MPB) pa so shranjeni opisi fizičnih podatkov – kako so
shranjeni v zunanjem pomnilniku, kaj pomenijo in kako so dostopni uporabnikom.
FPB in MPB sta v zunanjem pomnilniku shranjeni v obliki fizičnih datotek v okviru
datotečnega sistema, ki ga podpira operacijski sistem. SUPB do teh datotek ne dostopa
direktno, pač pa posredno prek OS, tako da je neodvisen ne le od tipa CPE, pač pa tudi
od tipa zunanjih pomnilnikov. Taka organizacija zagotavlja prenosljivost programskega
SUPB z enega na drug računalniški sistem, vendar z enakim OS.
Nekateri SUPB omogočajo poleg tega tudi neposreden dostop do diska. V tem primeru
posredovanje OS pri dostopu do diska ni potrebno, saj SUPB formatira disk (lahko del) po
svojih potrebah in sam skrbi za branje in časi, potrebni za branje in pisanje na disk, s
tem pa tudi odzivni časi SUPB.
2.6 Arhitektura podatkovne baze
Ker je arhitektura PB trinivojska, vsebuje 3 nivoje opisov podatkovne baze:
Zunanji nivo opredeljuje različne poglede uporabnikov na podatke.
Značilnosti:
- Vsak pogled = ena zunanja shema.
- Ena shema opisuje podatke, zanimive za posameznega uporabnika.
- Pogledi so prilagojeni potrebam posameznega uporabnika.
- Za različne uporabnike obstajajo različne sheme za prikaz istih podatkov.
- Zunanji pogledi (pogosto) prikazujejo izračunane podatke
- Pomagajo pri zagotavljanju varnosti - uporabnik vidi le omejeno množico
podatkov.
Stran 22
- Število zunanjih shem je (teoretično) neomejeno
- Predstavljen je z entitetami, atributi, relacijami lastnega realnega okolja.
Različne predstavitve istih podatkov. V MPB je toliko zunanjih shem, kolikor
različnih uporabniških pogledov obstaja.
- Na zunanjem nivoju pa se podatkovna baza kaže kot uporabnikov model
okolja. Tako je npr. uporabniški vmesnik za knjižničarko, ki vnaša podatke
o knjigah drugačen, kot za študenta, ki knjige išče.
Notranji nivo opredeljuje fizični način shranjevanja in dostope do podatkov.
Podan je opis, kako so podatki shranjeni v PB (dodelitev spomina za podatke in indekse,
opis zapisov skupaj s podatki, enkripcijske tehnike in stiskanje podatkov). Na nivoju
notranje sheme se podatkovna baza kaže kot zbirka fizičnih datotek različnih organizacij
shranjenih v zunanjem pomnilniku računalniškega sistema.
Za fizično organizacijo podatkov je zadolžen operacijski sistem ob podpori SUPB. Pod
notranjim nivojem obstaja še fizični nivo, s katerim upravlja OS na osnovi navodil, ki jih
dobi od SUPB-ja. Ločitev funkcij med SUPB-jem in OS na fizičnem nivoju ni striktno
določena in se med sistemi zelo razlikuje.
Konceptualni nivo predstavlja celovit pregled vseh podatkov in povezav med podatki v
podatkovni bazi, ki vsebuje:
– vse entitete, relacije, atributi,
– omejitve,
– semantične (vsebinske) informacije o podatkih,
– informacije vezane na varnost in integriteto.
Značilnosti:
– Vsebuje celovito informacijo o vsebini in strukturi podatkovne baze
– Opisani so podatki in povezave med podatki v PB
– Konceptualna shema vsebuje le logične podatke o PB
– Vsaka PB ima le 1 konceptualno shemo
– Konceptualna shema:
o odraža potrebe uporabnikov,
o je popolnoma neodvisna od SUPB-ja in strojne opreme.
Stran 23
Osnovni cilj trinivojske arhitekture je ločiti izbrani uporabniški pogled od njegove
predstavitve.
Zelo poenostavljeno: zunanji nivo opisuje uporabo podatkov, konceptualni pomen
podatkov, notranji pa način shranjevanja podatkov. Opis posameznega nivoja se imenuje
shema podatkovne baze.
Stran 24
Na konceptualnem in zunanjem nivoju podatkovna baza opisana s pomočjo podatkovnih
modelov:
– E-R modela
– relacijski
– objektni
– mrežni
– hierarhični
Za preslikave med opisi podatkovnih baz na različnih nivojih skrbi SUPB. Te preslikave
zagotavljajo podatkovno neodvisnost. Spremembe nižjega nivoja ne smejo vplivati na
nivo. Popolne podatkovne neodvisnosti seveda ni možno doseči, zaželeno pa je, da je čim
višja.
Vrsti podatkovnih neodvisnosti sta:
1. fizična podatkovna neodvisnost
Spremembe kot npr. spremenjene pristopne metode, organizacija fizičnih datotek,
naj ne vplivajo na logično predstavitev podatkov-
Predstavlja neodvisnost konceptualne sheme od sprememb v notranji shemi.
Programi ne smejo biti odvisni od načinov shranjevanja podatkov in obratno:
strukturo podatkovne datoteke ne sme narekovati aplikacijski program.
Fizična podatkovna neodvisnost zmanjšuje potrebo po vzdrževanju:
o programov in
o konceptualnega modela PB.
2. logična podatkovna neodvisnost
Razširitev PB z novimi entitetami iz okolja naj ne vplivajo na uporabnike, ki jih te
spremembe po pomenski plati ne prizadevajo.
Zagotavlja neodvisnost zunanjih shem od sprememb v konceptualni shemi.
Omogoča spreminjanje konceptualne sheme, ne da bi pri tem morali nujno
spremeniti tudi zunanje sheme.
Uporaba
- Logična podatkovna neodvisnost zagotavlja starim aplikacijskim programom
neodvisnost od novo-dodanih podatkov, ki jih ti programi ne potrebujejo.
- Logično podatkovno neodvisnost lahko uporabimo tudi pri integraciji prej
razdeljenih/različnih podatkovnih baz.
Stran 25
Smisel trinivojske arhitekture je v tem, da naj uporabniki preko svojih uporabniških
pogledov ne bi čutili morebitnih sprememb na konceptualnem in notranjem nivoju.
Seveda pa uporabniki te vplive čutijo takrat, ko se dogajajo, spreminjajo ali brišejo
obstoječi podatki v PB.
2.7 Oblikovanje podatkovne baze
Oblikovanje PB praviloma delimo v tri faze:
Konceptualno oblikovanje (oblikujemo model, ki je popolnoma neodvisen od
logičnega in fizičnega oblikovanja - E-R model);
Logično oblikovanje (izberemo SUPB -> preoblikujemo model – relacijski,
mrežni, hierarhični, objektni);
Fizično oblikovanje (priprava opisa implementacije podatkovne baze v
sekundarnem pomnilniku za izbrani SUPB);
Da pridemo do logične sheme podatkovne baze, pa lahko uporabimo več načinov:
– preko vmesnega konceptualnega modela (E-R model → pretvorba v
relacijski podatkovni model);
– direktno načrtovanje relacijskih shem (izhodiščna relacijska shema →
normalizacija → relacijski podatkovni model).
Stran 26
Smisel načrtovanja je spraviti realen problem v obliko, ki jo bomo najlaže prenesli v
računalniški zapis. Ker želimo graditi podatkovno bazo z Accessom po objektivnih načelih,
je najprimernejše, da se lotimo tudi načrtovanja po istih načelih. Takšen pristop je tudi
najprimernejši. Najprej iz danih zahtev naredimo mentalni model. Na osnovi mentalnega
modela naredimo konceptualni model. Nato naredimo logični model - določiti moramo
tabele, v katere bomo vpisovali podatke, ki opisujejo zastavljeno nalogo in jih bomo
lahko preprosto vnesli v Access.
Načrtovanje podatkovne baze poteka v naslednjih fazah:gi
Za primer bomo izdelali podatkovno bazo, ki nam bo v pomoč pri vodenju evidence knjig.
V mentalnem modelu opišemo nalogo v strnjeni obliki. Opis naj bo takšen, da bomo
pozneje nalogo čim lažje prenesli v računalniško orodje za delo z bazami podatkov.
2.8 Uporabniki PB
To so vsi, ki kakorkoli uporabljajo podatkovno bazo. Delimo jih na neposredne in
posredne uporabnike. Neposredni komunicirajo s PB preko terminalov, posredni pa le
okvirno podajajo svoje podatkovne zahteve, njihovo izvedbo pa prepuščajo neposrednim
uporabnikom.
Stran 27
2.9 Načrtovanje podatkovnega modela
2.9.1 Globalni model
Ker izhajamo iz realnosti, začnemo načrtovanje podatkovnega modela v realnosti.
Osredotočimo se na realni problem, ki ga želimo modelirati. Poiščemo glavne entitete, ki
sodelujejo v problemu, v grobem opredelimo njihove atribute in pomembnejše povezave.
Kar gradimo ni več realnost, ampak globalni model obravnavanega problema.
Entitete so vsi elementi, ki jih zaznamo in tisti, ki jih ne zaznamo, a obstajajo v realnosti
(sneg, drevesa, cesta, avti, stavba).
Vsaka entiteta ima določene atribute (značilnosti, lastnosti).
Atributi so značilnosti oziroma lastnosti entitet (npr. temperatura snega, barva jakne).
Atributu omogočajo razločevanje entitet.
Entiteta ima lahko poljubno mnogo atributov, običajno v obdelavo zajamemo le tiste, ki
nas zanimajo. Pri tekmovanju teka na smučeh se ocenjuje čas pretečene proge, ne pa
dolžina smuč, velikost tekaškega čevlja, čeprav so tudi entitete teka na smučeh.
Stran 28
2.9.2 Konceptualni model
V konceptualnem modelu grafično predstavimo našo zamisel podatkovne baze. Pri tem se
na področju baz podatkov uporabljajo predpisani simboli. Med pogosto uporabljenimi je
model - entiteta - povezava (entity - relationship). Danes uporabljena računalniška
orodja za delo z bazami podatkov so zmožna izrisati grafični model. MS Access izriše
konceptualni model, kot ga vidimo na naslednji sliki.
Primer entitete je realna oseba, dogodek ali koncept. Vsaka entiteta ima unikatno ime, ki
jo hkrati opredeljuje. To olajša predstavljivost entitet in razumevanje enotnega modela.
Atribut je lastnost (značilnost) entitet (nekaj kar hočemo vedeti o entiteti (npr. ime,
priimek, spol)).
Vrednosti so vrednosti atributov entitet (npr. ime=Janez, Spol=m).
Razmerje predstavlja povezave med posameznimi entitetami (npr. Izpit je razmerje
med Študentom in predmetom).
Model, ki ga razvijemo s tem pristopom, imenujemo model: entiteta-razmerje (relacija)
ali E-R model ali diagram.
Dogovorjeni simboli E-R diagrama:
- entiteta (pravokotnik)
- razmerje (romboid)
- atribut (elipsa)
Stran 29
VAJA 1: Izdelaj model entiteta-razmerje branje knjige:
- 2 entiteti (knjiga (avtor in naslov) in oseba (spol in starost))
- 1 razmerje (bere)
V konceptualnem modelu načrtujemo tudi relacije med objekti.
Vrste relacij:
- Relacija ena proti mnogo je v naravi prav gotovo najpogostejši. Takšen
tip povezave se pojavi, če na primer en založnik izda več naslovov knjig
oziroma, če posamezni avtor napiše več knjig. Takšen način povezave je v
konceptualnem modelu označen z (1, ∞).
– Npr. Mati ima več otrok
- Relacija ena proti ena je v naravi redkejši. V našem modelu ga ni. Primer
takšne povezave pa je, kadar neločljivo celoto predstavljamo z dvema
tabelama npr.:
ravnatelj vodi šolo,
osebni podatki osebe,
prstni odtisi osebe.
V tem primeru eni osebi pripada samo eden in edini prstni odtis. Takšen način povezave
je v konceptualnem modelu označen z (1, 1).
- Relacija mnogo proti mnogo:
– Učitelji uči več dijakov
VAJA 2: Izdelaj model entiteta-razmerje za izbiranje predmetov. Vsak dijak lahko izbere
1 predmet, 1 predmet izbere več dijakov:
- 2 entiteti (dijak (ime) in predmet (ime) in
- 1 razmerje (izbere)
Stran 30
VAJA 3: Izdelaj E-R diagram izbiranja izbirnih modulov. Imamo:
- 2 entiteti: dijak in modul
- Eno relacijo (izbiranje)
- Pri dijak atribut: ime
- Pri modulu: ime
- Vsak dijak lahko izbere le en modul, isti modul lahko izbere več dijakov.
VAJA 4: Nariši E-R diagram »izposoje knjige«.
VAJA 5: Izdelaj ER model za časopisno podjetje, ki bi rado spremljajo raznašalce, poti in
stranke. O vsakem raznašalcu bi radi vedeli za poti, ki jih obdeluje (najmanj 1), vsako
pot ima lahko več raznašalcev, vsaka pot ima najmanj eno stranko. Stranke so na točno
določeni poti. Podatki o stranki so ime, naslov in telefonska številka. Poti imajo imena,
raznašalci pa telefonsko številko.
VAJA 6: Naredite ER model za knjižnico. Stranke si izposojajo knjige. Knjigo je napisal
eden ali več avtorjev. Podatki o avtorjih so ime, priimek, kratka biografija. Podatki o
knjigah: naslov, leto izdaje, ime zvrsti v katero spada knjiga. Podatki o stranki so ime,
priimek in naslov.
VAJA 7: Gledališče vodi evidenco obiskovalcev z letno karto. Za vsakega lastnika želijo
imeti naslednje podatke:
- ima in naslov
- ali ima status študenta ali ne
Vsi lastniki kart niso študentje. Vsi študentje niso lastniki kart. Za študente zbiramo
podatke ali je reden študent in ime univerze.
Lastniki kart imajo lahko le eno karto, ki vsebuje podatke: ceno in številko sedeža. Vseh
kart nikoli ne prodajo.
Stran 31
2.9.3 Logični model
Razvit konceptualni model je izhodišče za izdelavo logičnega modela.
Zajema vse entitet in razmerja med njimi. Vsaka entiteta je enolično opisana s svojimi
atributu.
Najbolj razširjeni logični podatkovni modeli so:
relacijski podatkovni model, ki temelji na relacijah; sestavlja ga množica tabel
v katerih so vpisani podatki entitetne množice (priimki in imena dijakov, rojstni
datum, …)
objektni podatkovni model, ki temelji na objektih. Njegovo bistvo je v centralni
vlogi objektov in njihovi klasifikaciji v razrede. Z objekti, ki predstavljajo
podatkovno strukturo so tesno povezane metode oziroma operacije nad objekti.
Pri objektno orientiranem podatkovnem modelu so objekti povezani med seboj s
kazalci.
mrežni podatkovni model, ki temelji na grafih,
• Je generalizacija hierarhičnega.
• Zapisi so poljubno povezani med seboj, tako da tvorijo mrežo.
• Na najvišjem nivoju je lahko več vozlov, tako dobimo več vstopnih poti do
zapisov na nižjih nivojih.
• Zapisi znotraj strukture imajo lahko poljubno število nadrejenih in prav tako
poljubno število podrejenih zapisov.
• Na ta način imamo precej več svobode pri dostopu do zapisov, ki so povezani
v mrežni strukturi.
hierarhični podatkovni model, ki temelji na drevesih.
• Osnova je v obliki narobe obrnjenega drevesa.
• Drevo je sestavljeno iz hierarhije vozlov, ki jih predstavljajo zapisi.
• Na najvišjem nivoju je en sam vozel (koren, korenski vozel) in le preko njega
lahko dostopamo do zapisov na nižjih nivojih v strukturi.
Stran 32
• Vsak vozel ima prirejen na višjem nivoju en sam vozel (oče), na nižjem nivoju
pa poljubno število vozlov (otroci).
• Struktura natančno določa poti, po katerih pridemo do zapisov na nižjih
nivojih.
2.9.3.1 Relacijski podatkovni model
Relacijska podatkovna baza se uporabniku kaže kot množica tabel, ki jih lahko
povezujemo med seboj. To je:
- Prevladujoči model za hranjenje podatkovnih baz v računalniku
- Osnova so matematične relacije, ki jih v praksi izvedemo s tabelami
- To je množica tabel, v katerih so vpisani podatki entitetne množice (dijaki
vpisani v 1. letnik)
- V vsako vrstico tabele vpišemo podatke določene entitete (zapis)
- Ker je vrstni red zapisovanja podatkov v vseh zapisih enak, dobimo v
stolpcih tabele, lastnosti entitet, zapisane drugo pod drugo.
- V prvi ali čelni vrstici tabele je naveden pomen posameznih stolpcev, druge
vrstice pa vsebujejo podatke
- Vsak podatek v zapisu je vpisan v svoje polje
Vsaka tabela je sestavljena iz dveh delov:
- čelne vrstice, ki se imenuje relacijska shema in pojasnjuje pomen
posameznih stolpcev v tabeli
- podatkovnih vrstic pa se imenujejo zapisi oziroma n-terke.
Ime stolpca se imenuje atribut, celotna tabela pa relacija.
Odlikujejo ga naslednje lastnosti:
– formalno je definiran in osnovan na matematičnih strukturah – relacijah;
– ne vsebuje elementov fizičnega shranjevanja podatkov, s čimer je zagotovljena
podatkovna neodvisnost;
Stran 33
– relacije so predstavljive s tabelami, ki so človeku dobro razumljive.
Vsaka entitetna množica je predstavljen z eno ali več relacijami = TABELAMI.
Stolpci v tabeli (relaciji) predstavljajo atribute entitetne množice.
Vrstice predstavljajo primerke entitetne množice (zapis/record).
Povezave med relacijami niso vnaprej določene in vgrajene v strukturo (kot je to pri
hierarhični oz. mrežni strukturi).
Vzpostavijo se v skladu s trenutnimi informacijskimi potrebami.
Terminologija v relacijski podatkovni bazi:
– atribut: podatkovni element, ki opisuje določeno lastnost
– relacijska shema (entitete): skupina atributov, odvisna samo in izključno od ključa
– ključ: en ali več atributov, ki enolično določijo vsako vrstico (zapis) znotraj
relacije. Ključ se ne sme spreminjati!
– domena: zaloga vrednosti, ki jih lahko zavzame atribut (črke, znaki, datum, celo
število, …) in njegove omejitve (obvezen vnos, pozitivna števila, točno 8 znakov…)
– relacijska shema (entitete): skupina atributov, odvisna samo in izključno od ključa
Podatkovni tipi:
– V podatkovni bazi so v poljih tabel shranjeni različni podatki: besedila, števila,
slike, zvok itd. Računalnik mora vedeti kaj podatek predstavlja: ali je število, s
katerim lahko opravlja matematične operacije ali gre za znake, ki jih ni za v
besedilo…
– Ker je v polju vpisan en podatek, s katerim je zapisan določen atribut, opredelimo
podatkovni tip z naravo tega atributa (v polju PRIIMEK je niz znakov, v polju
VIŠINA_CM pa številski podatek)
– Kakšna vrsta podatka je v posameznem polju določa podatkovni tip:
o besedilo (text) –za nize do 255 znakov (npr.: ime, priimrk, naslov, …) in
števila, kine služijo za izračune (npr.telefonskeštevilke).
o zapisek–za daljša besedila ali kombinacijo besedila in številk, do
65.535znakov.
o število (number) –za številske vrednosti, s katerimi opravljamo
matematične operacije
o datum (date) –za datume (primer: datum rojstva, današnji datum,…)
Stran 34
o logični tip (logical) –za podatke ki zavzemajo le dve vrednosti (da ali ne)
o valuta–za denarne vrednosti valute
o samoštevilo‐enolično zaporedno število(povečanoza1)
Ključi relacije:
o Entitete se v realnosti razlikujejo vsaj v enem atributu, ki ga imenujemo
ključ.
o Enako je v podatkovni bazi. Ključ torej enolično določa zapis v tabeli
o Ker je v zapisu lahko več polj v ključu, raje dodamo v tabelo novo polje, v
katerem bo zapisan atribut, ki bo povsem enolično določal zapis.
Imenujemo ga primarni ključ.
Poznamo več vrst ključev:
– primarni ključ (primarykey) je tisti atribut ali skupina atributov
znotraj relacije, ki nam bo enolično določal posamezno n‐ terico v
relacije.,
– tuji ključ (foreign key) je atribut ali skupina atributov znotraj
relacije, ki je primarni ključ druge relacije (izhodiščne relacije).,
– sestavljen ključ je ključ, ki ga sestavlja več kot en atribut.
Primeri ključev
Izkušnje kažejo, da ima relacijski podatkovni model naslednje prednosti:
Preprosta, razumljiva predstavitev podatkov (tabele).
Ne vsebuje elementov fizičnega shranjevanja podatkov.
Relativna neodvisnost od konkretne izvedbe.
Osnovan je na formalnih matematičnih strukturah – relacijah.
Stran 35
Dobro definirane operacije nad podatki: relacijska algebra, relacijski račun.
Standardizirani povpraševalni jeziki: SQL
Koraki pri pripravi tabel – relacij:
1. imena polj
2. vrsta podatkov
3. določanje lastnosti polj: dolžina, vnosna maska, omejitev vrednosti
Značilnosti tabele:
– Tabela je neurejena, če ni predpisa, ki bi urejal zaporedje njenih vpisov. Iskanje
podatkov je zamudno.
– Tabela je urejena, kadar so zapisi v njej urejeni po določenem vrstnem redu
podatkov v enem ali več poljih zapisa (npr. telefonski imenik najprej po krajih,
nato priimkih, znotraj enakega priimka pa še po imenih).
o Najpreprosteje je, da prepišemo zapise v urejenem vrstnem redu v novo
datoteko. Slabost: imamo 2 datoteki.
o Kadar uredimo zapise po želenem vrstnem redu brez prepisovanja tabele v
novo tabelo, govorimo o indeksiranju.
– Pri indeksiranju ostane vrstni red zapisov v tabeli enak, program pa določi njihov
vrstni red in ga zapiše v indeksno tabelo, v kateri je manj podatkov in je zato
urejanje hitrejše.
– Tabela ima lahko poljubno mnogo indeksnih tabel.
– Da se izognemo dolgim zapisom v tabeli, raje razporedimo podatke v več tabel –
za vsako entitetno množico svojo tabelo.
– Povezujemo atribute –preko ključa:
o iz osnovne tabele (s primarnim ključem).
Stran 36
– Ustvarimo torej povezave v relacijski podatkovni bazi.
– Določimo vrsto povezave in referenčno integriteto.
– Za predstavitev informacij ne potrebujemo vseh podatkov iz zapisa. Za določeno
informacijo potrebujemo npr. pet podatkov, za drugo le dva ali tri.
– Za povpraševanje, dodajanje, brisanje in spreminjanje podatkov in zapisov v
relacijskih podatkovnih bazah uporabljamo povpraševalni jezik SQL (Structured
Query Language).
2.9.4 Fizični model
Izdelani logični podatkovni model se na zaključku modeliranja podatkov izvede v dejanski
oziroma fizični podatkovni model. To je dejansko podatkovna baza. Hranjena je v
zunanjem pomnilniku računalnika in se izvede z različnimi programskimi orodji (Oracle,
MS Access).