LC238D http://www.aitel.hist.no/fag/_dmdb/ Introduksjon til fagfeltet Datafiler side 2 Databasesystemer side 3-5 Databasearkitektur ANSI/SPARC side 6-7 Datamodeller side 8 Flerbruker databasesystem side 9 Klient-tjener arkitektur side 10 Datakatalog metadata side 11 Eksempel på databasetabeller side 12 Læreboka, kapittel 1, august 2012 Forelesning 1, uke 34 Datafiler Historien papirbaserte arkiver elektroniske arkiver Hva karakteriserer datafiler og et programs bruk av disse? ofte har hver applikasjon sitt sett av filer flere programmer / brukere kan ikke jobbe samtidig på filene svært tungvint med annet enn sekvensielle filer datidens maskinressurser krevde direkte tilgang Generelle problemer sterk avhengighet mellom program og datafiler all datakontroll må ligge i programmene endringer tungvindt, programmene forutsetter dataene i bestemt format og rekkefølge dobbeltlagring side 2 1
Databasesystemer En database er en samling data som logisk hører sammen. Sammen med dataene lagres en beskrivelse av dataene (metadata, datakatalog). Datakatalogen gjør data og program uavhengig av hverandre. Et databasesystem (Database Management System DBMS) er et stort programsystem som hjelper oss å holde orden på dataene Databasesystemet tar seg av filbehandlingen Effektive rutiner for lagring og søking Standardisert språk for å håndtere dataene: SQL Språk for å definere dataene: DDL Data Definition Language Språk for å vedlikeholde og søke i dataene: DML Data Manipulation Language Ulike grupper brukere Sentral rolle: DBA database-administrator Andre brukere kan gis rettigheter på forskjellige nivåer Sikkerhet og flerbrukerhåndtering Kjente relasjonsdatabasesystemer SQL Server MySQL Oracle PostgreSQL (Java DB / Derby) side 3 Databasesystemets funksjonalitet Data må kunne lagres, endres, gjenfinnes og slettes Metadata må lagres og være tilgjengelig for brukerne Støtte for transaksjonshåndtering En transaksjon er en enhet arbeid som må utføres i sin helhet. Kan bestå av flere oppdateringer. En transaksjon er enheten ved gjenoppretting. Transaksjoner må holdes intakt. Systemet må sørge for låsing av data når flere brukere skal oppdatere samtidig, slik at dataene blir oppdatert korrekt. Sikkerhet Dataene må beskyttes mot uautorisert bruk Gjenoppretting etter systemutfall Integritet Krav må kunne legges i databasen side 4 2
Fordeler/ulemper ved databasesystemer Fordeler Kontrollert duplisering av data, kun for å kople sammen tabeller Hele organisasjonen / mange applikasjoner /mange brukere har adgang til de samme dataene Bedre dataintegritet og sikkerhet Helhetssyn framfor særinteresser Enklere vedlikehold pga program datauavhengighet Rutiner for sikkerhetskopiering og gjenoppretting Ulemper Kompleks programvare som ofte krever kompetent driftspersonale Investeringskostnadene kan være store, men open-source-systemer (PostgreSQL, mysql, Java DB) er konkurransedyktige Kan bli dyrt å flytte applikasjoner fra et system til et annet, dersom en ikke tenker standardisering og kompatibilitet Ytelsen i forhold til spesiallagde programmer kan i helt spesielle tilfeller være lav side 5 Databasearkitektur ANSI/SPARC Et ideal som skal gjøre DBMS mest mulig robuste Datauavhengighet er stikkordet skjema = databasebeskrivelse eksternt skjema (subskjema) applikasjonens vindu(-er) mot databasen brukerne er sluttbrukere konseptuelt skjema modell av hele databasen brukerne er DBA dataene som tabeller internt nivå indekser, fysisk rekkefølge av poster, etc fysisk nivå oppdelingen av disken i sider, blokker osv. logisk datauavhengighet eksterne skjema uavhengig av endringer i det konseptuelle skjema fysisk datauavhengighet lagringsstrukturer må kunne endres uten at det berører det konseptuelle skjema side 6 3
Eksempel på de tre nivåene ansnr fornavn etternavn avdeling ansnr fornavn etternavn lønn ansnr fornavn etternavn lønn avdeling struct ansatt { int ansnr, char fornavn[40], char etternavn[30], float loenn, struct ansatt *neste; }; index ansnr; index avdeling; side 7 Datamodeller En datamodell beskriver data, sammenhenger mellom data og krav til dataene Et verktøy for kommunikasjon mellom brukere/oppdragsgivere og utviklere Ekstern datamodell, konseptuell datamodell, intern datamodell Objektbasert datamodell (UML) Postbasert datamodell (tabellene) side 8 4
Flerbruker databasesystem Kari OIe database Per Ingrid side 9 Klient-tjener arkitektur side 10 5
Datakatalog - metadata Databasesystemet inneholder alltid en datakatalog En database med metadata = data om data Derby system tables i Derby Reference Manual Grafisk grensesnitt SQL-basert grensesnitt select * from SYS.SYSCONSTRAINTS; // mulig å gjenfinne primærnøkkelen i person-tabellen her side 11 Eksempel på databasetabeller Lag database: studnr, navn, adresse, postnr, poststed, emnekode, emnenavn, karakter (kun én karakter pr. student og emne) Hvilke tabeller? Prøv! Tenk objektorientert, finn objekter (klasser) og fordel attributtene. Tegn klassediagram uten operasjoner («datamodell») Lag tabellene. Hva karakteriserer en databasetabell? Vis enkel bruk av Java DB i NetBeans (repetisjon) Kun én tabell med persondata (navn og nr) SQL-setninger Data Definition Language (DDL) lage tabellen Data Manipulaton Language (DML) legge inn data søke endre data slette data side 12 6