Úvod do databázových systémů B

Transkript

1 Úvod do databázových systémů B Ing. David Chudán 2. přednáška Databáze, využití MS Excel

2 Obsah přednášky Teoretické základy databázových systémů (slajdy 3-34) MS Excel (slajdy 35-39) Příklady na cvičení (slajdy 40-41) Zdroje (slajd 42) 2

3 Co je to databáze <<< Kartotéka Informace neuspořádané uspořádané

4 Pojem databáze Databáze (DB) = množina dat (báze dat, zakódované informace) a nástrojů, které s těmito daty manipulují. Data jsou organizovány v tabulkách Databáze je uložená na disku v souboru V přeneseném smyslu pojmem databáze označuje i databázový informační systém Databáze lze vytvářet v programech MS Access, MS SQL Server, FoxPro, Sybase, Oracle, MySQL, OpenOffice.org Base, aj.

5 Příklady databází Pacienti (jméno, zdravotní stav, léky, ) Knihy (název, autor, rok vydání, ) Sklad (název, číselný kód, množství, ) Obyvatelé města (jméno, bydliště, ) Pozemky (číslo, místo, vlastník, ) Sbírka (název, datum získání, ) Zákazníci (jméno, nákup, )

6 pokročilý uživatel Role aplikační programátoři běžný uživatel aplikační programátoři běžná uživatelka správce databáze

7 Přístup k datům Sdílení dat aplikacemi, paralelní přístup aplikace aplikace DATA DATA aplikace aplikace Vrstva odstiňující aplikace od ukládání dat a chránící data.

8 Technologická architektura aplikační server tenký klient tlustý klient DATA SŘBD (DBMS) systém řízení báze dat (database management system) říká se mu databázový server např. IBM DB2, Oracle, Informix, MS SQL Server, Sybase,, MySQL, PostgreSQL, Firebird

9 aplikační server tenký klient DATA Tenký klient : např. web browser Aplikační server: např. Apache s PHP Databázový server: např. MySQL

10 DATA tlustý klient Aplikační logika je v tlustém klientovi: programován v C, Javě, nebo v proprietárním prostředí příslušném k db serveru, nebo to může být i např. aplikace v MS Access. Databázový server může být např. Oracle

11 file server Datový soubor klientská databáze Klientská databáze např. MS Access, Paradox, DBase

12 Databázový server vs. file server Přístup k jednotlivým datovým položkám záznamů, nikoli k celému souboru názvy pro různé objekty databázové struktury na strukturu je možno se dotázat... Specifická přístupová práva k jednotlivým typům záznamů pro různé uživatele v rámci OS má k datovému souboru přístup pouze SŘBD

13 Databázový server vs. file server Zajišťování integrity a konzistence dat Validace vstupu Obnova po poruchách až k poslednímu konzistentnímu stavu Efektivní správa velkého objemu dat

14 Databázový systém (maximální) požadavky sdílení dat, paralelní přístup nezávislost aplikací na fyzickém uložení dat, logický přístup k datům, centrální popis dat ochrana před neoprávněným přístupem před poruchami kontrola konzistence dat velké objemy dat

15 Různé modely pro databázovou strukturu databázové m odely 1960 S Ř B D síťový, hierarchický síťové, hierarchické relační relační objektový m ultidim enzionální objektově-relační 1990 objektové data w arehouse objektově-relační

16 Databázová struktura obecně Definují se typy záznamů výčet položek, jejich typů (domén) a jmen V typu záznamu může být určen primární klíč skupina položek k jednoznačné identifikaci záznamu užití v relačních a objektových databázích Záznamy mohou být vyhledávány navigací podle odkazů mezi záznamy v síťových a objektových databázích Vyhledávat se může také sekvenčně hierarchických databázích když to nejde jinak

17 Data a vztahy mezi nimi Sídlo-ulice Havlova 3 31 Číslo dveří Oddělení Prodej Jméno Anna Sezimovo Ústí Kollárova / Kč Základní plat Jméno Jan Praha / Kč Základní plat Adresa-město Adresa-město Adresa-ulice Foto Adresa-ulice Sládkovičova 13 Foto

18 Relační databáze Zaměstnenec RČ Jméno Adresa-město Adresa-ulice Základní plat Foto Oddělení /1478 Jan Praha 4 Sládkovičova Kč Prodej /0671 Anna Sezimovo Ústí Kollárova Kč Prodej Oddělení Název Sídlo-ulice Číslo dveří Vedoucí Prodej Havlova /1478 Relace, relační tabulky Primární klíče Cizí klíče

19 Relační databáze Data jsou organizována do tabulek Jeden záznam = jeden řádek nějaké tabulky Sloupce tabulky tvoří pole/položky záznamů Položky jsou atomické nejsou složeny z částí, které by nesly nějaký význam (ve světě aplikace) není v nich více údajů

20 Struktura relačního modelu Data v databázi jsou organizovány v tabulkách Jedna databáze může obsahovat i více tabulek Vztahy a vazby mezi tabulkami popisují tzv. relace Každá tabulka tvořena jednotlivými záznamy (řádek tabulky) Jeden záznam pro každého pacienta, knihu, pracovníka, Každý záznam se skládá z určitých datových polí (sloupce tabulky), označují se též jako položky nebo atributy Např. jméno, příjmení, datum narození, atd., pro pacienta Struktura tabulky = jaká datová pole tabulka obsahuje Struktura databáze = jaké tabulky (a vztahy mezi nimi) tvoří celou databázi

21 Tabulka

22 Relační databáze Položky v relační databázi jsou atomické nejsou složeny z částí, které by nesly nějaký význam (ve světě aplikace) není v nich více údajů

23 Co jsou atomické položky? Nejsou atomické: Vysoká škola ekonomická Vysoká škola finanční a správní W.Churchilla 4, Praha 3 Estonská 500, Praha Vnitřní struktura významů. Více hodnot se stejným významem.

24 Svět aplikace Číslo objednávky Zákazník Zaměstnanec Datum objednávky Dodat dne SIMOB King, Robert RICSU Callahan, Laura BONAP Peacock, Margaret Číslo objednávky Výrobek Jednotková cena Mnoţství Sleva ,25 Kč 14 5,00% ,00 Kč 10 15,00% ,00 Kč 30 15,00% ,00 Kč 2 15,00% ,00 Kč 20 25,00% ,25 Kč 20 25,00% ,00 Kč 10 25,00% databázová struktura Číslo výrobku Název výrobku Dodavatel 1 Chai Aux joyeux ecclésiastiques 2 Chang Exotic Liquids 46 Spegesild Lyngbysild 76 Lakkalikööri Karkki Oy Kód zákazníka Firma Adresa Město Země RICAR Ricardo Adocicados Av. Copacabana, 267 Rio de Janeiro Brazílie RICSU Richter Supermarkt Grenzacherweg 237 Ţeneva Švýcarsko ROMEY Romero y tomillo Gran Vía, 1 Madrid Španělsko relační databáze

25 Datová pole vs. datové typy Pole tabulky mohou být, podle charakteru údaje, který obsahují, různého druhu (datového typu): Text Číslo (celé, reálné) Automatické číslo Datum Logická hodnota (ANO / NE) Memo (poznámka) Objekt OLE (např. obrázek) Hypertextový odkaz

26 Vlastnosti datového pole 1 Pole mají definovanou určitou délku, danou počtem znaků nebo míst u čísel, a taky formát Lze také definovat masku pole, tj. jak mají zadávané hodnoty vypadat (např. rodné číslo) S hodnotami v polích typu číslo lze provádět všechny aritmetické operace Hodnoty v polích typu číslo, text či datum lze uspořádat (vzestupně či sestupně) Pokud při výpočtu vznikne číslo, které se do pole nevejde, dojde k chybě Volitelná vlastnost Nutno zadat (required) hodnotu

27 Vlastnosti datového pole 2 Primární klíč speciální vlastnost, označení nějakého jiného pole Obvykle celé kladné číslo nebo automatické číslo, jedinečné pro každý záznam v celé tabulce Pole mohou mít určena omezení na zadávané hodnoty (tzv. ověřovací pravidlo) Omezovací text se vypíše, když pravidlo není splněno Předdefinovaná hodnota (default) Automaticky vyplněná hodnota, uživatel ji může přepsat Povolení nulové délky hodnoty (prázdné políčko) Indexování podle pole Pro rychlejší vyhledávaní

28

29 Relace Databáze jsou tvořeny jednotlivými tabulkami, vztahujícími se k určitému předmětu (osobě, činnosti) V DB knihovny je např. vhodné mít tabulky pro knihy, autory, apod. Tabulky jsou mezi sebou propojeny přes určitá pole, tomuto propojení se říká relace Relace zpřehledňuje databázi, zabraňuje vícenásobnému zadávání stejných údajů K propojení polí v záznamech v různých tabulkách se používají tzv. sekundární klíče V tabulce je pole, jehož hodnota se odvolává na primární klíč v jiné tabulce

30

31 Typy relací Relace 1 : 1 1 kniha 1 autor (nepraktické a zbytečné) Relace 1 : N 1 autor více knih Relace M : N Více autorů více knih (rozšířeni relace 1 : N i opačným směrem 1 knihu může být i od více autorů) MS Access nabízí k zobrazení relacemi propojených záznamů v tabulkách tzv. vnořené datové listy U propojených záznamů v relaci 1 : N se po kliknutí na záznam na straně 1 relace otevřou záznamy z jiné tabulky

32 32

33 Význam databází Z předešlého stručného výčtu nasazení databázových aplikaci je zřejmý jejich obrovský význam. Dnešní společnost eviduje v databázích téměř všechno. Co není v databázích, vlastně neexistuje. (Parafráze na starý latinský výrok: Qout non in actis est non in mundis. ) Problematika ochrany dat v databázích je velmi závažná! Více než 90% peněz v ekonomice nejsou fyzické peníze (bankovky, mince), ale jen čísla na účtech podniků a občanů, uložená v nějaké databázi v počítači nějaké banky. Databáze pacientů u lékařů obsahují často citlivé údaje, které mohou být proti nim zneužity.

34 Význam databází Současný rozvoj a masové rozšíření počítačů jsou v hlavní míře zásluhou nasazování DB aplikací. Vývoj počítačů stál (a stojí) stamiliardy dolarů, musela proto existovat oblast jejich nasazení, která tyto peníze byla (a je) schopna vydělat. Touto oblastí jsou právě databáze firmy a instituce jsou za kvalitní, rychlou a dostupnou evidenci toho co potřebují ke své činnosti zaplatit nemalou částku. Žádné jiné využití (textové a tabulkové zpracování dat, grafika, multimédia, modelování a simulace, hry) by tyto částky na vývoj a hromadnou levnou velkovýrobu ICT v jejich počátcích nezajistilo.

35 MS Excel a databáze MS Excel nabízí databázové funkce, pomocí kterých je možné vypočítat například sumu, průměr, maximum, minimum a počet. Rozdíl oproti standardnímu použití těchto funkcí spočívá možnosti definovat určité podmínky, například maximum. Hodnoty nad toto maximum do výpočtu nebudou zahrnuty. Příklad: funkce DAVERAGE

36 Příklad funkce DPRŮMĚR DPRŮMĚR(databáze;pole;kritéria) Databáze je oblast buněk, která tvoří seznam nebo databázi. Databáze je seznam souvisejících dat, ve kterých řádky souvisejících informací představují záznamy a sloupce dat jsou pole. První řádek seznamu obsahuje popisky sloupců. Pole určuje, který sloupec je ve funkci používán. Argument pole může být zadán jako text s popiskem sloupce v uvozovkách, například "Stáří" nebo "Výnos", nebo jako číslo představující umístění sloupce v seznamu: hodnota 1 představuje první sloupec, hodnota 2 druhý sloupec atd. Kritéria je oblast buněk, která obsahuje zadaná kritéria. Pro argument kritéria můžete použít libovolnou oblast, která zahrnuje nejméně jeden popisek sloupce a nejméně jednu buňku pod popiskem sloupce určující podmínku sloupce.

37 Řešený příklad, funkce DPOČET Vytvořte databázovou funkci, která vrátí počet hodnot, jejichž spotřeba je menší než 10 litrů a průměrná rychlost je větší než 55km/h.

38 Řešený příklad

39 Požadované DB funkce DPOČET - vrátí počet buněk obsahující čísla v poli (sloupci) záznamů databáze, které splňují zadaná kritéria. DPRŮMĚR viz předchozí slide DSUMA sečte čísla v poli (sloupci) záznamů databáze, která splňují zadaná kritéria

40 Procvičení I. V souboru Excel_DB: 1. Vytvořte databázovou funkci, která vrátí počet hodnot, jejichž záznam v poli tankováno je větší než Vytvořte databázovou funkci, která vrátí počet hodnot, jejichž záznam v poli průměrná rychlost je menší než 50 a zároveň spotřeba je větší než 11.

41 Procvičení II. V souboru Excel_DB: 3. Vytvořte databázovou funkci, která vrátí průměr hodnot sloupce spotřeba, jejichž záznam v poli průměrná rychlost je větší než Vytvořte databázovou funkci, která vrátí součet hodnot sloupce km, jejichž záznam v poli spotřeba je menší než 9.

42 Procvičení III. 5. Vytvořte vlastní tabulku, která bude obsahovat alespoň 4 číselné sloupce a 10 řádků. Tabulka a sloupce by měly být smysluplné, vyplněné hodnoty mohou být náhodné. Nad vytvořenou tabulkou vymyslete zadání alespoň 3 příkladů a příklady vyřešte.

43 Zdroje Kubačák, Martin. Tvorba databáze & MS Access 1,2 Dostupné na: dec52.lf1.cuni.cz/~mkuba/vyuka/files/p08-inf databaze.ppt Palovská, Helena. Slajdy k předmětu Databázové systémy. Dostupné na: DPRŮMĚR. MS Office Excel. Dostupné na: