BAZE DE DATE sI SQL
III.1. Concepte ale bazelor de date relationale
III.1.1. Structura unei baze de date relationale
O baza de date este o colectie de date organizata astfel încât acestea sa poata fi usor gasite si actualizate. O baza de date contine toate informatiile necesare despre obiectele ce intervin într-o multime de aplicatii, relatiile logice între aceste informatii si tehnicile de prelucrare corespunzatoare. În bazele de date are loc o integrare a datelor, în sensul ca mai multe fisiere sunt privite în ansamblu, eliminându-se pe cât posibil informatiile redundante. De asemenea, se permite accesul simultan la aceleasi date, situate în acelasi loc, sau distribuite spatial, a mai multor persoane de pregatiri diferite, fiecare cu stilul personal de lucru.
Sistemul de programe care permite construirea unei baze de date, introducerea informatiilor în ba 252y2422c zele de date si dezvoltarea de aplicatii privind bazele de date se numeste Sistem de Gestiune a Bazelor de Date (SGBD). Un SGBD da posibilitatea utilizatorului sa aiba acces la date folosind un limbaj de nivel înalt, apropiat de modul obisnuit de exprimare, pentru a obtine informatii, utilizatorul facând abstracttie de algoritmii aplicati pentru selectionarea datelor implicate si a modului de memorare a lor. SGBD-ul este o interfata între utilizatori si sistemul de operare.
Sistemele de baze de date au în vedere mai multe tipuri de structuri de reprezentare a informatiilor la nivel logic si de operare cu ele dintre acestea, modelul relational fiind cel mai folosit.
Acest model a fost dezvoltat de un matematician de la IBM, E.F. Codd, prin anii 1960, iar bazele de date organizate be baza acestui model se numesc baze de date relationale.
Un model relational de baze de date cuprinde trei componente principale:
- Structura datelor - prin definirea unor domenii si a relatiilor n-are.
- Integritatea datelor - prin impunerea unor restrictii.
- Prelucrarea datelor - prin operatii din algebra relationala sau calculul relational.
Modelul relational se bazeaza pe notiunea matematica de relatie, asa cum este definita în teoria multimilor, si anume ca o submultime a produsului cartezian a unei liste finite de multimi numite domenii. Elementele unei relatii se numesc tupluri, iar numarul de domenii din produsul cartezian se numeste aritatea relatiei.
De obicei relatiile sunt reprezentate sub forma unor tabele în care fiecare rând reprezinta un tuplu si fiecare coloana reprezinta valorile tuplurilor dintr-un domeniu dat al produsului cartezian. Coloanelor si, respectiv, domeniilor corespunzatoare lor li se asociaza nume intitulate atribute.
Accesul la informatii se face pe baza cheilor. O cheie este o coloana (sau un grup de coloane) care identifica în mod unic un rând dintr-un tabel.
III.1.2. Normalizarea tabelelor
Pentru a deosebi anumite calitati specifice ale unor relatii, s-au facut mai multe clasificari, dintre acestea, cea mai frecvent utilizata fiind clasificarea în forme normale. Se spune ca o relatie (un tabel) este într-o forma normala particulara daca satisface o multime data de constrângeri. Transformarea unei relatii într-o multime de relatii de un anumit tip se numeste normalizare. Exista cinci forme normale, primele trei au fost definite de Codd, iar a patra si a cincea au fost definite de Fagin.
Principalele scopuri urmarite în procesul de normalizare sunt: eliminarea unor redundante, evitarea unor anomalii de reactualizare, realizarea unui proiect care sa reprezinte cât mai fidel modelul real (usor de înteles si eventual de modificat), stabilirea unor constrângeri de integritate simple si altele.
III.1.3. Structured Query Language
SQL (Structured Query Language) este un limbaj relational de cereri care formeaza nucleul multor sisteme de gestiune a bezelor de date. SQL a fost dezvoltat de IBM în anii '70 - '80 si standardizat la sfârsitul anilor '80.
În ciuda simplitatii sale, SQL este un limbaj foarte puternic, care poate obtine accesul la date stocate în mai multe tabele, poate filtra datele dorite si poate sorta, rezuma si afisa rezultatele.
În general, nu se pot anticipa toate modalitatile în care utilizatorii pot dori sa obtina acces la date si sa le vizualizeze. Ca atare, nu se pot scrie programe de aplicatie care sa satisfaca fiecare potentiala necesitate de informatii. Este aproape sigur ca vor aparea unele cereri de date neprevazute (sau ad-hoc).
Utilizând SQL, este posibil accesul la datele stocate într-o baza de date relationala fara a scrie un program de aplicatie, permitând frecvent evitarea întârzierilor si a costurilor implicate de programarea personalizata. Astfel, bazele de date relationale permit satisfacerea tuturor cererilor ad-hoc de informatii, care ar ramâne fara raspuns în alte situatii.
În functie de întrebuintarea sa, SQL poate fi împartit în trei componente:
- DDL - Data Definition Language - folosit pentru a crea bazele de date.
- DML - Data Manipulation Language - folosit la actualizarea datelor.
- DQL - Data Query Language - folosit pentru extragerea informatiilor din baze de date.
III.2. Implementarea unei baze de date
III.2.1. Proiectarea unei baze de date
Un instrument frecvent utilizat de proiectare a bazelor de date consta din procedeul cunoscut sub numele de modelare entitate-relatie sau modelare E-R. În contextul modelarii E-R, o entitate este similara cu un tabel relational, cu alte cuvinte, contine date care descriu un set de individualitati corelate. Modelarea E-R este un proces în cadrul caruia coloanele, entitatile si relatiile între entitati sunt descoperite si organizate. Un model E-R poate fi rafinat cu usuinta, pentru a genera o structura a unei baze de date, care poate fi transformata într-o baza de date relationala efectiva.
III.2.2. Modelare E-R
Procesul de modelare E-R costa în patru faze principale:
Identificarea coloanelor.
Gruparea coloanelor în entitati.
Identificarea cheilor primare.
Identificarea cheilor externe
III.2.3. Identificarea coloanelor
Prima operatie din cadrul procesului de modelare E-R este identificarea coloanelor. Coloanele înregistreaza o singura caracteristica a unei entitati. În încercarea de identificare a coloanelor în general este util sa se raspunda la unele întrebari conexe, cum sunt urmatoarele:
Care sunt deciziile pe care sistemul trebuie sa le ia sau sa le sustina?
Care sunt operatiile pe care sistemul trebuie sa le execute sau sa le sustina?
Care sunt datele necesare pentru a lua aceste decizii si pentru a efectua aceste operatii?
III.2.4. Gruparea coloanelor în entitati
De obicei este evident ca unele coloane sunt corelate, în sensul ca fac referire la un anumit set de individualitati corelate. Ca atare, aceste coloane pot fi grupate pentru a forma o entitate. Uneori o coloana data este corelata cu mai multe entitati; în acest caz, coloana poate aparea de mai multe ori pe lista.
III.2.5. Identificarea cheilor primare
Fiecare entitate va deveni un tabel relational si ca atare va trebui sa aiba o cheie primara. Se examineaza fiecare entitate pentru a determina daca una dintre coloanele sale asociate are o valoare unica pentru fiecare din aparitiile entitatii. Daca o asemenea coloana exista, aceasta va fi identificata drept cheie primara a entitatii.
Se pot gaasi unele entitati care nu contin nici o coloana adecvata pentru rolul de cheie primara. Într-o asemenea situatie se poate cauta o serie de coloane care au o valoare combinata unica. Daca se descopera o asemenea serie, se poate identifica drept cheie primara compusa a entitatii.
S-ar putea sa nu se descopere nici o coloana sau serie de coloane care sa identifice în mod unic fiecare aparitie a unei entitaati. În acest caz, se creeaza o coloana noua, care va contine o identificare artificiala unica, si se identifica noua coloana ca fiind cheia primara a entitatii.
Se poate folosi o identificare artificiala unica chiar si atunci când una sau mai multe coloane pot servi drept cheie primara. Astfel, se evita problemele care apar când identificatori presupusi unici se dovedesc a nu fi unici.
III.2.6. Identificarea cheilor externe
Operatia finala si cea mai dificila din cadrul activitatii de modelare E-R o constituie identificarea cheilor externe. Acestea sunt pur si simplu coloane ale caror valori sunt corelate cu acelea ale valorilor cheilor primare ale unei entitati oarecare. Procesul de identificare a cheilor externe consta în compararea coloanelor cu cheile primare si, pentru fiecare combinatie posibila, în raspunsul la întrebarea: "Exista o relatie între valoarea acestei coloane si valoarea acestei chei primare?".
III.2.7. Rafinarea modelelor E-R
Ultima opertie de finete aplicata unui model E-R, dupa normalizarea bazei de date, consta în specificarea unui tip de date pentru fiecare coloana.
Majoritatea bazelor de date relationale accepta urmatoarele tipuri de date generale:
caracter
întreg
zecimal
data si ora
binar
|
