DATABÁZOVÉ SYSTÉMY

Question 1

NÁVRH DATABÁZE

Answer 1

• Návrh databáze vychází z požadavků uživatele. Ty je nutné analyzovat a zjistit, která data má smysl udržovat - a která ne. Dáe v jakých datových strukturách a v jakých vztazích mezi sebou.

Question 2

NÁVRH DATABÁZE - Konceptuální model

Answer 2

• „jak to bude fungovat“
  - Formální popis uživatelské aplikace
  - Je založen na chápání světa jako množiny základních objektů – entit a vztahů mezi nimi.
  - Nejvyšší úroveň abstrakce, grafický
  - Konceptuální modely řeší přesnější vyjádření vztahů ve světě objektů
  - konceptuální schéma popisuje objekty aplikace
  - Měli by mu rozumět i běžní uživatelé
  - Nezávislý na implementaci (DB)
  - Obsahuje pouze názvy a vazby
  - Podporuje diskusi a komunikaci
  Předchází chybám a nedorozumění

Question 3

NÁVRH DATABÁZE - entity

Answer 3

• Představují objekty/osoby/věci, o kterých je třeba uchovávat informace zaznamenávané podle skutečnosti
  - Pojmenování souboru několika podobných objektů
  - Lze přirovnat ke třídám objektů stejného typu:
  FILM, ZÁKAZNÍK, ZAMĚSTNANEC, ZVÍŘE
  Instance je poté jeden případ výskytu entity

Question 4

NÁVRH DATABÁZE - Atributy

Answer 4

• Blíže popisují vlastnosti entit.
  □ Kvantifikují příslušnou entitu
  □ Kvalifikují příslušnou entitu
  □ Zařazují a přesňují příslušnou entitu
  - Je jím jedna hodnota určitého datového typu - např. věk od hodnot 0 do 120

Question 5

NÁVRH DATABÁZE - Povinnost atributů

Answer 5

• Povinné atributy se značí *
• Volitelné atributy se značí o
• Primární identifikátory se značí #
  Unikátní identifikátory se značí U

Question 6

NÁVRH DATABÁZE - Maticové diagramy

Answer 6

• Jde o metodu identifikaci vztahů mezi entitami
  Není u nich zaměřeno na násobnost či povinnost vazeb

Question 7

NÁVRH DATABÁZE - Kardinalita

Answer 7

• Určuje kolikrát se každá instance dané entity může učastnit specifikovaných vazeb
  Např. 1:1, 1:n, n:n

Question 8

NÁVRH DATABÁZE - Integritní omezení (IO)

Answer 8

• Vymezují korektnost databáze
  - Umožňují do výsledné databáze vkládat pouze data, která vyhovují předem definovaným kritériím
  - Základní omezení označuje možnost existence nedefinovaného stavu atributu - tedy NULL či NOT NULL
  - Další omezení lze zavést jako doplňující podmínku - CHECK
  - Kazdému atributu lze definovat klíč:
  □ PRIMARY KEY - Primární klíč
  □ UNIQUE - Unikátní
  □ REFERENCES - Cizí klíč
  Pojmenované omezení se uvádí jako CONSTRAINT jméno

Question 9

NÁVRH DATABÁZE - Systém řízení báze dat (SŘBD)

Answer 9

• Softwarový systém, umožňující definovat, vytvořit a řídit přístup do databáze.
  - Kolekce programů, které tvoří rozhraní mezi aplikačními programy a uloženými daty.

Question 10

ENTITNĚ-RELAČNÍ MODEL

Answer 10

• Metoda datového modelování
  
  • Definuje způsob uložení dat v databázi
  • Data modelována tabulkami/relacemi
  • Přesně popisuje potřeby uchování dat
  • Orientovaný na objekty (entity a vztahy mezi nimi)
  • Neřeší implementaci
  • Pokrývá současné potřeby s možností dalšího rozvoje
  • Výsledkem je konceptuální schéma
  • Obsahuje názvy, vazby a atributy entit
  • Specifikuje atributy (povinné, volitelné, unikátní)
  • Specifikuje vazby
  • Obsahuje ERDish věty (jazyk, který popisuje vztahy mezi entitami ve slovním vyjádřením).

Vytváříme logické ERD, tak i fyzické ERD

Question 11

ENTITNĚ-RELAČNÍ MODEL - logický

Answer 11

• Propracovanější konceptuální model
• Obsahuje pouze entity, jejich atributy a klíče, a vazby mezi entitami

Question 12

ENTITNĚ-RELAČNÍ MODEL - fyzický

Answer 12

• Jde o implementaci logického ERD modelu v konkrétním databázovém systému
  Určuje, jakým způsobem jsou data uložena

Question 13

NORMÁLNÍ FORMY

Answer 13

• Normální formy jsou určitá pravidla, kterou slouží k uvedení databáze do “optimální” podoby.
• Snahou normálních forem je co nejvíce redukovat redundanci.

Question 14

NORMÁLNÍ FORMY - 1. Normální forma

Answer 14

• Všechny atributy jsou atomické (co nejvíce oddělené).
  
  • Např. Jméno a příjmení odděleně
  • Musíme se zde řídit, zda nějakou databázi chceme např. řadit dle nějakého atributu - např.:
    
    • Pokud chceme někomu jen poslat pohled, adresa může být jen v rámci jednoho atributu
    • Pokud budeme v nějaké databázi na základě adresy chtít zjistit, kdo všechno se nachází v Brně, bude již nutné adresu rozdělit.
      Většinou dodržení této normální formy vede k vytvoření nové entity:

Question 15

NORMÁLNÍ FORMY - 2. Normální forma

Answer 15

• Každý neklíčový atribut musí plně závislý na každém kandidním klíči.
  - Např. na obrázku níže je pouze číslo účtu závislé na kódu banky.

Question 16

NORMÁLNÍ FORMY - 3. Normální forma

Answer 16

• Všechny neklíčové atributy musí být vzájemně nezávislé.

Question 17

DOTAZOVACÍ JAZYKY

Answer 17

• Realizují výběr dat z databází
  
  • Umožňují ovládat databázi prostřednictvím dotazů
  • Vlastnosti dotazovacích jazyků:
    • Konstruován tak, aby ke každému výrazu jazyka bylo možné přiřadit dotaz
    • Konstruován tak, aby pomocí něho šlo vyjádřit jakýkoliv databázový dotaz
    • V dnešní době SQL, MongoDB, DMX, Dataloq …

Question 18

SQL A PROCEDURÁLNÍ ROZŠÍŘENÍ SQL

Answer 18

• SQL - neboli Structured Query Language
  
  • Používán od 70. let
  • Používá se pro práci s relačními databázemi
  • Umožňují pracovat s data v databázích bez znalosti programovacího jazyka
  • Jde o deklarativní jazyk
  • Umožňují efektivně implementovat:
    
    • Správu databáze - příkazy pro definici dat
    • Správu dat
      Dotazování

Question 19

PL/SQL

Answer 19

• Procedurální rozšíření SQL
  - Obsahuje triggery, funkce, procedury a kurzory
  - Základní stavební jednotkou je PL/SQL blok
  - Základní struktura:
  - DECLARE - deklarace konstant a proměnných
  - BEGIN - výkonné příkazy bloku
  - EXCEPTION - výkonné příkazy obsluh přerušení
  - END
  Podporuje komentáře

Question 20

PL/SQL - Procedury PL/SQL

Answer 20

• Program, jehož příkazy jsou uloženy přímo v databázi

Question 21

PL/SQL - Triggery

Answer 21

• Dá se popsat jako procedura spojená přímo st abulkou.
  - Volá se ve chvíli kdy je nad tabulkou zavolán příkaz INSERT, UPDATE nebo DELETE
  - BEFORE/AFTER - upřesňující klauzule, jež definují zda trigger procedura má být spuštěna před či po provedení aktivačního příkazu (insert, delete..)

Question 22

PL/SQL - Funkce

Answer 22

• Vrací nějakou hodnotu
  Používá se přímo v příkazu

Question 23

PL/SQL - Kurzor

Answer 23

Ukazatel víceřádkový výběr

Question 24

TRANSAKCE, TRANSAKČNÍ PŘÍSTUP KE ZPRACOVÁNÍ DAT

Answer 24

• Databázová transakce je skupina příkazů, které převedou databázi z jednoho konzistentního stavu do druhého

Question 25

TRANSAKCE, TRANSAKČNÍ PŘÍSTUP KE ZPRACOVÁNÍ DAT - Vlastnosti transakce

Answer 25

• Atomicita – transakce je jako operace dále nedělitelná; buď se provede jako celek nebo se neprovede vůbec. Při neprovedení transakce vyskakuje chybová hláška.
  - Konzistence – není porušeno žádné integritní omezení; databáze zůstává i po vykonání transakce v konzistentní stavu
  - Izolovanost – operace uvnitř transakce jsou skryty před ostatními operacemi; transakce o sobě navzájem neví. Vrácením transakce není zasažena jiná transakce, jinak i tato musí být vrácena. V důsledku tohoto chování může dojít k tzv. řetězovému vrácení.
  - Trvalost – po úspěšném vykonání transakce jsou změny skutečně uloženy v databázi a nemohou být ztraceny

Question 26

TRANSAKCE, TRANSAKČNÍ PŘÍSTUP KE ZPRACOVÁNÍ DAT - Transakční operace:

Answer 26

• START – označuje začátek transakce
• COMMIT – označuje normální ukončení transakce - uložení změn
• ABORT – označuje nenormální ukončení transakce, transakci je potřeba anulovat
  ROLLBACK - situaci se vrací do okamžiku před zahájením transakce

Aktivní – od počátku provádění transakce
Částečně potvrzený – po provedení poslední operace transakce, před COMMIT
Chybný – nelze pokračovat v normálním průběhu transakce - provede se ROLLBACK
Zrušený – po skončení operace ROLLBACK
Potvrzený – po úspěšném vykonání operace COMMIT

Question 27

TRANSAKCE, TRANSAKČNÍ PŘÍSTUP KE ZPRACOVÁNÍ DAT - Žurnály

Answer 27

• Jde o záznamy provedených transakcí, jež slouží k navrácení databáze do původního stavu kvůli vzniklé chybě

Question 28

VÝVOJ DATABÁZOVÝCH APLIKACÍ

Answer 28

1. Na začátku využítí pouze papírových kartoték, jež lidmi byly uspořádány dle kritérií
   
   2. Zpracování dat převedeno na stroje - paměťové médium děrný štítek
   3. 50. Léta 20. století - s rozmachem počítačů ývoj prvních databází
   4. 1959 - COBOL pro hromadné zpracování dat
   5. 1974 - první verze SQL
   6. V dnešní době noSQL databáze jako např. MongoDB. Ta nevyžaduje jakékoliv schéma a ukládá jakýkoliv typ dat. Umožňoje to uživateli obrovskou flexibilitu.