Michal Krátký, Miroslav Beneš

ˇ systémy Databázové a informacní

Databázové a informaˇcní systémy Michal Krátký, Miroslav Beneš Katedra informatiky VŠB–Technická univerzita Ostrava

5.12.2005

2005

Michal Krátký, Miroslav Beneš


1/24


Obsah

Databázové technologie – datové modely, dotazovací jazyky. Informaˇcní systémy – IS v prostˇredí internetu, architektura, datová vrstva. Dokumentografické informaˇcní systémy. Geografické informaˇcní systémy. Metody analýzy dat. Základy algoritmizace.

2005



2/24


Databázové technologie

Jak ukládat a efektivneˇ zpracovávat rozsáhlé soubory dat? Typy databázových systému, ˚ datové modely, dotazovací jazyky, hlavní pˇredstavitelé na trhu. ˇ Moderní datové modely - objektove-orientovaný datový model, XML datový model.

2005



3/24


Co je to databáze?

Soubor informací existujících po dlouhou dobu, cˇ asto mnoho let. ˇ Správu databáze zajišt’uje SRBD (systém ˇrízení báze dat, databázový systém). Perzistence - dlouhodobé bezpeˇcné uložení velkého objemu informací. Programátorské rozhraní – dotazovací jazyky. Správa transakcí – souˇcasný pˇrístup mnoha procesu˚ k datum. ˚ Distribuované báze dat.

2005



4/24


Agendové zpracování dat

Agendové zpracování dat Samostatné programy pro každou agendu. Vlastní formáty dat. Naˇctení dat – zpracování – uložení dat. Obtížná spolupráce aplikací. Nutnost vyˇclenit správu perzistentních dat. ˇ => systémy pro ˇrízení báze dat (SRBD).

2005



5/24


Databázové systémy

První databázové systémy Konec 60. let 20. století – první komerˇcní systémy Rezervaˇcní systémy aerolinií Bankovní systémy Firemní systémy

Ruzné ˚ datové modely Hierarchický model Sít’ový model Relaˇcní model ˇ Objektove-orientovaný model XML model

2005



6/24


Relaˇcní datový model

Data jsou organizována jako tabulky reprezentující relace. Def.: relace = podmnožina kartézského souˇcinu Osoba: login, jméno, pˇríjmení, datum narození String × String × String × Date Primární klíˇc. login dan001 wal001

2005

name Jack Johnny


surname Daniels Walker

birth 23.1. 1957 10.8. 1979


7/24


Organizace dat - motivace

ˇ ˇ Mejme 107 záznamu˚ (data obˇcanu˚ CR). Hledáme záznam dle ˇ Pokud by porovnání jednoho záznamu trvalo 10 ms, pak RC. vyhledání (sekvenˇcním pruchodem ˚ – n/2 porovnání) ˇ eˇ 13,9 h. pˇríslušného záznamu bude trvat prum ˚ ern Je tedy nutné hledat algoritmy a datové struktury, které ˇ efektivní vyhledávání (Základy algortitmizace). umožnují

2005



8/24


Organizace dat

Sekvenˇcní pˇrístup Postupný pruchod ˚ všemi záznamy v tabulce ˇ Pevná / promenná délka záznamu

Indexové soubory – v další datové struktuˇre jsou záznamy uspoˇrádány dle hodnot indexovaného atributu. Stromové datové struktury – B-strom. Hashování.

2005



9/24


Dotazovací jazyky

Definice struktury databáze. Vytvoˇrení databáze, tabulky, indexu.

Manipulace s databází Vkládání nových záznamu. ˚ Aktualizace existujících záznamu. ˚ Rušení záznamu. ˚

ˇ dat z databáze Výber ˇ ˇrádku˚ a sloupcu˚ tabulky podle zadaných podmínek, Výber ˇ z více tabulek – spojení tabulek. výber

2005



10/24


Dotazovací jazyky

Structured Query Language (SQL) Standardizovaný dotazovací a manipulaˇcní jazyk pro relaˇcní databáze (ANSI SQL-92). ˇ Rozšíˇrení SQL-99 s objektove-relaˇ cními prvky. Využívá se i pro komunikaci s databázovými servery. Rozhraní ODBC, JDBC, ADO .NET.

Query by Example (QBE) - dotaz pˇríkladem – pro ˇ tvorby dotazu. usnadnení ˚

2005



11/24


Jazyk SQL 1/2

SELECT FROM WHERE <podmínka> ORDER BY <podle ˇ ceho seˇ radit> SELECT login,jmeno,prijmeni FROM osoba WHERE prijmeni LIKE "Novák" ORDER BY prijmeni,jmeno

2005



12/24


Jazyk SQL 2/2

INSERT INTO osoba VALUES (‘bec022’, ‘Jan’, ‘Becher’, ’1980-01-20’) UPDATE osoba SET jmeno=‘Jeník’ WHERE login=‘wal001’ DELETE FROM osoba WHERE login=‘dan001’

2005



13/24


ˇ Objektove-orientovaný datový model ˇ Bolestivý pˇrechod od RSRBD - není pˇríliš rozšíˇren. ˇ ˇ cila kombinace V existujících SRBD se ale velmi osvedˇ ˇ relaˇcního a oo datové modelu – objektove-relaˇ cní datový model. CREATE OR REPLACE TYPE TAddress AS OBJECT ( street VARCHAR2(30), ... ); CREATE OR REPLACE TYPE TPerson AS OBJECT ( login VARCHAR2(6), fname VARCHAR2(20), sname VARCHAR2(20), address TAddress, ... ) NOT FINAL NOT INSTANTIABLE; 2005



14/24


XML datový model

The Two Towers J.R.R. Tolkien The Return of the King J.R.R. Tolkien ..

2005



15/24


XML datový model

0 books (0)

book 1 (1)

id

00304312 (3)

2 (2)

title

3 (4)

The Two Towers (5)

author

J.R.R. Tolkien (7)

4 (6)

id

00100863 (8)

book

5 (1)

title

7 (4)

6 (2)

The Return of the King (9)

author

J.R.R. Tolkien (7)

8 (6)

id

04500012 (10)

10 (2)

book

9 (1)

title

11 12 author (4) (6)

Catch 22 (11)

Joseph Heller (12)

XPath dotaz: /books/book[author="Joseph Heller"]/title

2005



16/24


Pˇríklady databázových systému˚

Volneˇ dostupné MySQL, PostgreSQL MSDE

Komerˇcní DBase, Access, FoxPro Oracle, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase

2005



17/24


Informaˇcní systém - Tvorba informaˇcních systému˚

Automatizovaný systém zahrnující osoby, stroje a metody organizované tak, aby umožnily uchovávat, pracovávat, pˇrenášet a šíˇrit data reprezentující informace. Pˇríklady Podnikové informaˇcní systémy Fakultní IS „KatIS“

2005



18/24


Informaˇcní systémy v prostˇredí Internetu

Datová vrstva - pˇrístup k datum ˚ nezávislý na konkrétním databázovém systému. Rozhraní ODBC, JDBC + jazyk SQL. 2005



19/24


Datové sklady – Metody analýzy dat

Kopie velkých objemu˚ dat Pˇr.: údaje o prodeji výrobku˚ v hypermarketu, záznamy o platební historii klienta v bance

Vyhledávání vzoru˚ nebo trendu˚ duležitých ˚ pro organizaci (data mining) Pˇr.: závislosti mezi nákupy ruzných ˚ typu˚ výrobku˚

OLAP (On-line Analytic Processing) „datové krychle“ – speciální datové struktury

2005



20/24


Dokumentografické informaˇcní systémy

ˇ reny na zpracování rozsáhlých kolekcí dokumentu˚ Zameˇ Pˇr.: Záznamy z jednání Parlamentu, sbírka zákonu, ˚ informace na Internetu (Google, . . . )

Základní problémy: Efektivní ukládání dokumentu˚ Komprese dat

Efektivní vyhledávání Podle klíˇcových slov Podle podobnosti dokumentu˚

2005



21/24


Dokumentografické informaˇcní systémy

Booleovský model - termy dokumentu˚ jsou indexovány napˇr. B-stromem. Vektorový model - dokument je chápán jako vektor v ˇ n-rozmerném prostoru. Velký objem dat – 109 dokumentu, ˚ 106 termu. ˚

2005



22/24


Geografické informaˇcní systémy

ˇ reny na zpracování Zameˇ ˇ prostorových informací (napˇr. parcely na katastrální mape), popisných informací (napˇr. majitel parcely, typ pozemku, cena, . . . )

Základní problémy: Ukládání dat – datové modely (vektory, rastr). Indexovací datové struktury - Kvadrantové stromy, R-stromy. Vyhledávání – speciální operátory, SpatialSQL

2005



23/24


Studijní program „Informaˇcní technologie“

Základy algoritmizace – 1. r. LS Teorie zpracování dat – 2. r. LS Databázové a informaˇcní systémy – 3. r. ZS Tvorba informaˇcních systému˚ – 3. r. LS Dokumentografické informaˇcní systémy Metody analýzy dat Geografické informaˇcní systémy

2005



24/24

Michal Krátký, Miroslav Beneš

Recommend Documents