FORORD...III KAPITTELOVERSIKT... VI INNHOLDSFORTEGNELSE...VII DEL I SQL OG RELASJONSDATABASER INTRODUKSJON...

Transkript

1 FORORD...III KAPITTELOVERSIKT... VI INNHOLDSFORTEGNELSE...VII DEL I SQL OG RELASJONSDATABASER INTRODUKSJON DATABASESYSTEMER Anvendelser Oppgaver og arkitektur Brukere Databaseobjekter Metadata og systemkatalogen DATABASEHÅNDTERINGSSYSTEMER Klassifisering Utførelse av SQL-spørringer Effektiv dataaksess Transaksjoner og samtidighetskontroll LIVSLØPET TIL ET DATABASESYSTEM DIGITAL REPRESENTASJON AV DATA Data og informasjon Tall og tekst som Ascii og binært Måleenheter for datamengder Bilder og video Databasetabeller DATAMASKINER OG PROGRAMMER Komponentene i en datamaskin Dataoverføring mellom minne og harddisk Programmer og programutførelse Operativsystem Programmeringsspråk HOBBYHUSET AS AKTUELLE DATABASEPRODUKTER OPPSUMMERING OPPGAVER TABELLER OG ENKLE SPØRRINGER...26

2 viii Innholdsfortegnelse 2.1 OPPBYGGING AV DATABASETABELLER SQL VELGE UT KOLONNER VELGE UT RADER UTTRYKK AVLEDET INFORMASJON INTERVALLSØK OG JOKERNOTASJON SORTERING GRUPPERING OG MENGDEFUNKSJONER OPPSUMMERING OPPGAVER TABELLDEFINISJON OG DATAMANIPULERING DATATYPER Standard datatyper Datatyper i konkrete systemer TABELLDEFINISJON Primærnøkler Nullmerker Unike kolonner Standardverdier Fremmednøkler Massesletting og masseoppdatering Forretningsregler Endre tabellstruktur IMPLEMENTASJON AV DATABASER Databaseobjekter Systemkatalogen og skjemaer Verktøy og skriptfiler AJOURHOLD AV TABELLER Innsettingsspørringer Slettespørringer Oppdateringsspørringer Transaksjoner OPPSUMMERING OPPGAVER SPØRRINGER MOT FLERE TABELLER REDUNDANS HOBBYHUSET AS KRYSSPRODUKT INDRE KOBLINGER...77

3 ix Likekobling Syntaks for likekoblinger Likekoblinger og fremmednøkler Koble tre eller flere tabeller Gruppering og likekoblinger Egenkoblinger Generelle koblinger MENGDEOPERASJONER OG YTRE KOBLINGER Venstre og høyre ytre kobling Vanskeligheter med ytre koblinger Union, snitt og differanse OPPSUMMERING OPPGAVER AVANSERTE SPØRRETEKNIKKER VALGUTTRYKK OG NULLMERKER SPØRRING PÅ SPØRRING PARAMETERSPØRRINGER DELSPØRRINGER Delspørringer i betingelser Vekselvirkende delspørringer Operatorer for delspørringer Delspørringer i SELECT-delen Delspørringer i FROM-delen Delspørringer i INSERT, UPDATE og DELETE PÅ TOPP REKURSJON KRYSSTABELLSPØRRINGER GENERERE TABELLINNHOLD OPPSUMMERING OPPGAVER RELASJONSMODELLEN REPRESENTASJONSUAVHENGIGHET PROSJEKTADMINISTRASJON RELASJONER INTEGRITETSREGLER Funksjonelle avhengigheter Primærnøkler og entitetsintegritet Fremmednøkler og referanseintegritet RELASJONSALGEBRA Seleksjon og projeksjon...120

4 x Innholdsfortegnelse Mengdeoperatorer union, snitt og differanse Kryssprodukter og koblinger Divisjon Algebraiske uttrykk Grunnleggende og avledbare operatorer RELASJONSKALKYLE DATABASESYSTEMER OG RELASJONSMODELLEN Rekkefølge og repetisjoner i databasetabeller SQL og relasjonsalgebra OPPSUMMERING OPPGAVER DEL II DATABASEDESIGN DATAMODELLERING MED E/R E/R-DIAGRAMMER OG TABELLSTRUKTUR ENTITETER, ATTRIBUTTER OG IDENTIFIKATORER FORHOLD Kardinalitet Roller og navn på forhold REPRESENTASJON OG SVAKE ENTITETER ATTRIBUTTER TIL FORHOLD OG KOBLINGSENTITETER Forhold mellom 3 eller flere entiteter SUBTYPER METODIKK Finne entitetene Entitet eller attributt? Valg av identifikator Historikk Hode/linje-mønsteret Egenforhold Hierarkier Tid og rom Ikke-atomære attributter OPPSUMMERING OPPGAVER LOGISK DATABASEDESIGN FRA E/R-DIAGRAMMER TIL TABELLER Entiteter, attributter og identifikatorer En-til-mange forhold Svake entiteter Mange-til-mange forhold...158

5 xi En-til-en forhold Håndtere minimumsskranker Subtyper NORMALISERING Redundans og funksjonelle avhengigheter Problemer med dårlig design Dekomponere tabeller NF, 2NF og 3NF Boyce-Codd NormalForm (BCNF) Sammenhengen mellom normalformene Forskjell på 3NF og BCNF Normalisering utover BCNF Redundans som ikke lar seg fjerne ved normalisering UTSNITT Utsnitt i SQL Spørringer mot utsnitt Oppdaterbarhet av utsnitt Representasjonsuavhengighet OPPSUMMERING OPPGAVER FYSISK DATABASEDESIGN LAGRINGSMEDIER Klassifisering og minnehierarki Oppbyggingen av en harddisk Dataoverføring mellom minne og harddisk En modell av harddisken RAID FILSTRUKTURER OG AKSESSMETODER Representasjon av poster Heap-filer Sekvensielle filer Hashing INDEKSER Indekssekvensielle filer Sekundærindekser Flernivåindekser Bitmap-indekser Opprette indekser med SQL RETNINGSLINJER FOR FYSISK DESIGN Valg av datatyper...203

6 xii Innholdsfortegnelse Valg av filstruktur og indekser Denormalisering ANSI/SPARC 3-SKJEMA ARKITEKTUR OPPSUMMERING OPPGAVER DEL III DATABASER I PRODUKSJON TRANSAKSJONER INTRODUKSJON HÅNDTERING AV FEILSITUASJONER Definisjon av transaksjoner Kontrollerte avbrudd og feilsituasjoner Transaksjonsloggen Gjenoppbygging med transaksjonslogg FLERBRUKERDATABASER Prosesser ACID-egenskapene Les-beregn-skriv Utfordringer med samtidige brukere Låsemekanismer Serialiserbare forløp To-faselåsing Vranglås Isolasjonsnivåer og optimistisk låsing OPPSUMMERING OPPGAVER DATABASEADMINISTRASJON SYSTEMARKITEKTUR Sentraliserte databasesystemer Klient/tjener-arkitektur Distribuerte databasesystemer OPPBYGGING AV ET DATABASESYSTEM Data og metadata Moduler i et DBHS SPØRREOPTIMALISERING Introduksjon Relasjonsalgebra og operatortrær Regelbasert optimalisering Kostnadsbasert optimalisering Algoritmer for behandling av data på harddisk OPPGAVENE TIL EN DBA...246

7 xiii Brukeradministrasjon Overvåking Sikkerhetskopiering og gjenoppbygging Optimalisering OPPSUMMERING OPPGAVER DEL IV DATABASEAPPLIKASJONER SYSTEMUTVIKLING INFORMASJONSSYSTEMER Fysisk arkitektur Logisk arkitektur Plattform og utviklingsstakker Databaseprogrammering Verktøy SYSTEMUTVIKLING Utviklingsmetodikk, livssyklus og leveranser Perspektiver Systembeskrivelsesspråk Prosjektorganisering FASER OG LEVERANSER Forstudiet Analyse Design Implementasjon Testing DOKUMENTASJON AV DET FERDIGE SYSTEMET OPPSUMMERING OPPGAVER DATABASEPROGRAMMERING GENERELT OM PROGRAMMERING Programmeringsspråk Grunnleggende konstruksjoner i imperative språk Modularisering av programkode Eksempel DATABASEKLIENTER MED JAVA OG JDBC Eksempel: Ansattrapport Programbibliotek og JDBC-drivere Åpne og lukke forbindelsen til databasen Utføre spørringer Behandle spørreresultater...287

8 xiv Innholdsfortegnelse Interaktive applikasjoner med grafisk brukergrensesnitt Bruk av JDBC i web-løsninger Flere teknikker PL/SQL PÅ DATABASETJENEREN Lagrede prosedyrer Klient/tjener-kommunikasjon Lagrede funksjoner Markører Triggere Sekvenser Pakker C# OG ADO.NET Introduksjon til.net ADO.NET Eksplisitte databaseforbindelser CRUD-operasjoner og transaksjoner Forbindelsesløs bruk av ADO.NET FORMER FOR DATABASEPROGRAMMERING OPPSUMMERING OPPGAVER DATABASER OG WEB WEB-TEKNOLOGI Introduksjon Internett HTML HTTP TJENERPROGRAMMERING MED PHP Dynamiske nettsider HTML-skjemaer Åpne og lukke forbindelsen til databasen Utføre spørringer Behandle spørreresultater og generere HTML Sesjoner JAVASCRIPT I WEB-KLIENTER Inndatavalidering Kalkulerte skjemafelt ASP.NET Brukergrensesnitt og forretningslogikk Databaseaksess Inndatavalidering...328

9 xv 14.5 SIKKERHET Sikring av databaser og infrastruktur Kryptering Brukernavn og passord Vasking av inndata OPPSUMMERING OPPGAVER DEL V UTVALGTE EMNER OBJEKTER OG DATABASER EN KRITIKK AV RELASJONSDATABASER Geografiske informasjonssystemer Behov for brukerdefinerte datatyper OBJEKTORIENTERTE BEGREPER Historikk Objekter og klasser Metoder og innkapsling Arv og polymorfi OBJEKTORIENTERT ANALYSE OG DESIGN MED UML UML-diagrammer Klassediagrammer OBJECT-RELATIONAL MAPPING (ORM) Objektorienterte datastrukturer Fra objekter til tabeller Annotering av klasser Likhet LINQ Spørringer mot objektsamlinger Spørringer mot databasen Oppdatering av databasen OBJEKTRELASJONELLE DATABASER Kort om objektorienterte databaser Objekt-typer og objekt-tabeller Verdisamlinger som datatype Subtyper Objektidentifikatorer og objektreferanser OPPSUMMERING OPPGAVER XML INTRODUKSJON TIL XML XML og HTML...374

10 xvi Innholdsfortegnelse Prolog og elementer Attributter Kommentarer og prosesseringsinstruksjoner Entitetsreferanser og CDATA Navnerom Anvendelser av XML XML SOM HIERARKISK STRUKTUR Generelt om trestrukturer Dokumentobjektmodellen Stiuttrykk og hyperlenker TRANSFORMASJON OG PRESENTASJON Generelt om stilark XSLT BESKRIVE LOVLIG STRUKTUR Dokumenttypedefinisjon XML Schema REPRESENTASJON AV DATA XML-representasjon av tabelldata Normalisert datamodell for dokumenter SPØRRESPRÅK XQuery SQL/XML WEB-TJENESTER Motivasjon og anvendelser Bruke web-tjenester: SOAP Beskrive og oppdage web-tjenester: WSDL og UDDI INFORMASJONSGJENFINNING Søkemotorer Fritekstsøk OPPSUMMERING OPPGAVER DATAVAREHUS BESLUTNINGSSTØTTESYSTEMER DESIGN OG IMPLEMENTASJON Hobbykjeden AS Datakuber Faktatabeller og dimensjonstabeller Stjerneskjema og snøflakskjema Opplasting av data ANALYSE OG RAPPORTERING...412

11 xvii Operasjoner på datakuber SQL-konstruksjoner for datavarehus Datagruvedrift OPPSUMMERING OPPGAVER A SQL-SYNTAKS A.1 METASPRÅKET FOR Å BESKRIVE GRAMMATIKK A.2 SQL-SETNINGER A.3 TABELLSTRUKTUR A.4 INDEKSER A.5 UTSNITT A.6 UTVALGSSPØRRINGER A.7 AJOURHOLD AV TABELLINNHOLD A.8 TRANSAKSJONER A.9 BRUKERADMINISTRASJON A.10 UTTRYKK A.11 LEKSIKALSKE ELEMENTER A.12 OPERATORPRESEDENS A.13 FUNKSJONER OG OPERATORER A.13.1 Funksjoner på tall A.13.2 Funksjoner på tekststrenger A.13.3 Funksjoner på datoer og klokkeslett A.13.4 Konvertering mellom datatyper B SQL-KODE FOR HOBBYHUSET LITTERATURLISTE STIKKORDLISTE...444