ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η / Υ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Α ΙΓΑ I ΟΥ & ΑΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τ. Τ. Τμήματα Ναυτιλίας και Επιχειρηματικών Υπηρεσιών & Μηχ. Αυτοματισμού.

Παρουσίαση με θέμα: "ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η / Υ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Α ΙΓΑ I ΟΥ & ΑΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τ. Τ. Τμήματα Ναυτιλίας και Επιχειρηματικών Υπηρεσιών & Μηχ. Αυτοματισμού."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η / Υ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Α ΙΓΑ I ΟΥ & ΑΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τ. Τ. Τμήματα Ναυτιλίας και Επιχειρηματικών Υπηρεσιών & Μηχ. Αυτοματισμού ΤΕ ΒΟΗΘΗΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ

2 Αρχιτεκτονική Η / Υ ( κλασσική προσέγγιση ) ARXITEKTONIKH Von Neumann

3 Αρχιτεκτονική Η / Υ Υπολογιστικά Συστήματα : Στρώματα

4 Αρχιτεκτονική Η / Υ Δομή υπολογιστή

5 Αρχιτεκτονική Η / Υ κεντρική μονάδα επεξεργασίας ( ΚΜΕ, central Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας ( ΚΜΕ, central processing unit CPU) processing unit CPU) είναι « καρδιά » υπολογιστή unit, η του υπολογιστή : εντολή καθοδηγεί τη λειτουργία του : Καθορίζει ποια εντολή πρέπει να εκτελεστεί ανά πάσα στιγμή δεδομένα εκτελεί τις πράξεις στα δεδομένα : Εκτελεί την κάθε εντολή στα κατάλληλα δεδομένα

6 Αρχιτεκτονική Η / Υ η ΚΜΕ λειτουργεί με σειριακό τρόπο ανάλογα με τις υποδείξεις των εντολών του αποθηκευμένου προγράμματος επεξεργάζεται τα δεδομένα σύμφωνα με το πρόγραμμα επεξεργασίας του υπολογιστικού συστήματος ώστε να ανταποκρίνονται στη ζητούμενη εφαρμογή

7 Αρχιτεκτονική Η / Υ Η ΚΜΕ αποτελείται από δύο βασικά τμήματα : μονάδα ελέγχου, ΜΕ (Control Unit, CU) μονάδα ελέγχου, ΜΕ (Control Unit, CU) αριθμητική και λογική μονάδα, ΑΛΜ (Arithmetic and Logic Unit, ALU) αριθμητική και λογική μονάδα, ΑΛΜ (Arithmetic and Logic Unit, ALU) Καταχωρητές (registers) : θέσεις μνήμης για αποθήκευση δεδομένων

8 Αρχιτεκτονική Η / Υ αριθμητική πράξη (+, ‐, /,*) ή λογική ( Α ND, OR, NOT, …) Η ΑΛΜ εκτελεί κάθε αριθμητική πράξη (+, ‐, /,*) ή λογική ( Α ND, OR, NOT, …) που απαιτείται Η ΜΕ την καθοδηγεί στις εξής λειτουργίες : ποια πράξη να εκτελέσει - ποια πράξη να εκτελέσει - από πού να πάρει δεδομένα - που να τοποθετήσεις το αποτέλεσμα

9 Αρχιτεκτονική Η / Υ Τα κυκλώματα, τα οποία συνήθως περιέχονται σε μια ALU: αθροιστής (adder) Ένας αθροιστής (adder) για την εκτέλεση των βασικών αριθμητικών πράξεων συγκριτής (comparator) Ένας συγκριτής (comparator), για την σύγκριση των αριθμών που τοποθετούνται στους καταχωρητές ολισθητής (shifter), Ένας ολισθητής (shifter), για την ολίσθηση ή την περιστροφή ενός αριθμού μονάδα λογικής επεξεργασίας Μία μονάδα λογικής επεξεργασίας, για την εκτέλεση λογικών πράξεων πάνω στους αριθμούς, που τοποθετούνται στους καταχωρητές καταχωρητές Κάποιοι καταχωρητές για την αποθήκευση των αριθμών και τα αποτελέσματα των πράξεων

10 Αρχιτεκτονική Η / Υ Η ΜΕ είναι το οργανωτικό κέντρο του Η / Υ, που περιέχει δύο καταχωρητές : Καταχωρητή Εντολής, ΚΕ (Instruction Register, IR) Καταχωρητή Εντολής, ΚΕ (Instruction Register, IR), που περιέχει την εντολή που εκτελείται αυτή τη στιγμή Μετρητή Προγράμματος, ΜΠ (program counter, PC Μετρητή Προγράμματος, ΜΠ (program counter, PC), που περιέχει τη διεύθυνση ( στη μνήμη ) της εντολής που θα εκτελεστεί αμέσως μετά

11 Αρχιτεκτονική Η / Υ κατευθυντήριο κέντρο η μονάδα ελέγχου είναι το κατευθυντήριο κέντρο του μικροεπεξεργαστή και παρέχει τις λειτουργίες χρονισμού, αποκωδικοποίησης και ενεργοποίησης για όλα τα τμήματα του μικροϋπολογιστή ΚΕΚΕΚΕΚΕ ΜΠ

12 Αρχιτεκτονική Η / Υ κύρια μνήμη Η κύρια μνήμη αποτελείται από έναν αριθμό θέσεων που σε καθεμία από αυτές αποθηκεύεται και ένα τμήμα πληροφορίας ( εντολή, μέρος εντολής ή δεδομένα ) με τη μορφή μιας ακολουθίας δυαδικών ψηφίων φυσική διεύθυνση Σε κάθε θέση της μνήμης αντιστοιχεί ένας αριθμός, που καλείται φυσική διεύθυνση της θέσης μνήμης, και χρησιμοποιείται για να αναφερθούμε στη συγκεκριμένη θέση

13 Αρχιτεκτονική Η / Υ Οι βασικότερες ιδιότητες της κύριας μνήμης είναι ότι : οι θέσεις της μπορούν να προσπελαστούν άμεσα από την ΚΜΕ (CPU) οι θέσεις της μπορούν να προσπελαστούν με οποιαδήποτε σειρά και γο χρόνος προσπέλασης μίας θέσης είναι σταθερός και ανεξάρτητος από τη διεύθυνση της θέσης

14 Αρχιτεκτονική Η / Υ το χρόνο προσπέλασης ανάγνωσης ή χρόνο προσπέλασης (access time) Η ταχύτητα της κύριας μνήμης μετριέται με το χρόνο προσπέλασης ανάγνωσης ή χρόνο προσπέλασης (access time) μιας θέσης της κύριας μνήμης χρόνος προσπέλασης εγγραφής χρόνο προσπέλασης ανάγνωσης Ο χρόνος προσπέλασης εγγραφής είναι συνήθως ίσος με το χρόνο προσπέλασης ανάγνωσης χρόνος προσπέλασης Ο χρόνος προσπέλασης ισούται με το χρόνο που παρέρχεται από τη στιγμή, που η μνήμη λαμβάνει μία απαίτηση διαβάσματος μέχρι τη στιγμή που η απαιτούμενη πληροφορία είναι διαθέσιμη στις εξόδους της μνήμης χρόνος προσπέλασης τεχνολογία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, Ο χρόνος προσπέλασης της κύριας μνήμης εξαρτάται από την τεχνολογία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, με τα οποία υλοποιείται, το μέγεθός της και τον τρόπο σχεδιασμού της

15 Αρχιτεκτονική Η / Υ

16 Χωρητικότητα μνήμης Κύρια Μνήμη 1 λέξη των 16 bit : 2 byte Κύρια Μνήμη 1 λέξη των 16 bit & διευθύνσεις (address) 8 bit : 256 λέξεις (512 byte)

17 Αρχιτεκτονική Η / Υ Σύνδεση ΚΜΕ και Κύριας Μνήμης Σύνδεση ΚΜΕ και Κύριας Μνήμης Δίαυλος ελέγχου (control bus) Δίαυλος διευθύνσεων (address bus) Δίαυλος δεδομένων (data bus)

18 Αρχιτεκτονική Η / Υ Η κύρια μνήμη μπορεί να υλοποιηθεί με ημιαγωγικές μνήμες ανάγνωσης και εγγραφής άμεσης προσπέλασης (Random Access Memory, RAM) Υπάρχουν δύο κατηγορίες μνημών RAM, οι στατικές, SRAM, και οι δυναμικές, DRAM Συγκρίνοντας μία SRAM, με μία DRAM της ίδιας χωρητικότητας, η SRAM είναι ακριβότερη και πιό γρήγορη από την DRAM Λόγω των απαιτήσεών μας για κύρια μνήμη πολύ μεγάλης χωρητικότητας, η κύρια μνήμη υλοποιείται συνήθως με DRAM

19 Αρχιτεκτονική Η / Υ Read Only Memory, ROM Ένα μικρό τμήμα της υλοποιείται από μνήμη μόνο ανάγνωσης (Read Only Memory, ROM), δηλαδή μία μνήμη που τα περιεχόμενά της μπορούν να διαβάζονται, αλλά δεν είναι δυνατόν να τροποποιηθούν μέσα από τα προγράμματα που εκτελούνται στον υπολογιστή Παραμένει τα περιεχόμενο της και όταν « κλείσει » ο υπολογιστής

20 Αρχιτεκτονική Η / Υ Οι διατάξεις που χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση της βοηθητικής ή δευτερεύουσας μνήμης, είναι σημαντικά φθηνότερες από αυτές που χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση της κύριας μνήμης Διακρίνονται σε διατάξεις σειριακής προσπέλασης (serial access) και διατάξεις κατευθείαν προσπέλασης (direct access)

21 Αρχιτεκτονική Η / Υ μέσα Βοηθητικής Μνήμης Τα πιο διαδεδομένα μέσα Βοηθητικής Μνήμης είναι : Σκληρός Δίσκος (Hard Disk 100 GB – 2 TB) CD-ROM (~ 700MB) / DVD-ROM (4-17 GB) BD (Blue-ray Disk) (50GB) USB sticks (8 GB – 128 GB)

22 Αρχιτεκτονική Η / Υ

23 λανθάνουσα ή κρυφή μνήμη (cache memory) Η λανθάνουσα ή κρυφή μνήμη (cache memory) βοηθά στην επιτάχυνση της λειτουργίας ενός επεξεργαστή κρατώντας το περιεχόμενο των πιο πρόσφατα χρησιμοποιημένων θέσεων μνήμης οι πιο πολλοί προσωπικοί υπολογιστές έχουν δύο διαφορετικούς τύπους λανθάνουσας μνήμης : « επιπέδου 1» (Level 1 ή L1 cache) & « επιπέδου 2» (Level 2 ή L2 cache)

24 Αρχιτεκτονική Η / Υ L1 L1: βρίσκεται στο εσωτερικό του επεξεργαστή και κρατά διευθύνσεις μνήμης που αντιστοιχούν σε δεδομένα αλλά και σε εντολές μηχανής (~ 2MB) L2 L2: είναι μεγαλύτερου μεγέθους, πιο αργή και βρίσκεται πάνω στη μητρική κάρτα του υπολογιστή και χρησιμοποιείται βάση της τοπικότητας των αναφορών (~ 4MB)

25 Αρχιτεκτονική Η / Υ Εικονική μνήμη (Virtual Memory) Εικονική μνήμη (Virtual Memory) Αύξηση αναγκών σε μνήμη κάνει το χρήστη να βλέπει την κύρια μνήμη και ένα μέρος της μνήμης στο δίσκο σαν μία ενιαία, πολύ μεγάλη άμεσα προσπελάσιμη από την ΚΜΕ μνήμη η ιδεατή μνήμη γίνεται αντιληπτή από το λογισμικό του συστήματος, αλλά όχι και από το λογισμικό των εφαρμογών

26 Αρχιτεκτονική Η / Υ Για να εκτελέσουν ένα πρόγραμμα, η ΚΜΕ και η μνήμη κύκλο μηχανής (machine cycle), επαναλαμβάνουν διαρκώς τον λεγόμενο κύκλο μηχανής (machine cycle), δηλαδή τα εξής δύο στάδια : « φέρε »: - « φέρε »: η επόμενη προς εκτέλεση εντολή ( όπως υποδεικνύει ο PC) μεταφέρεται από τη μνήμη στην ΜΕ « εκτέλεσε »: - « εκτέλεσε »: η ΜΕ στέλνει τα σήματα που απαιτούνται ( στην μνήμη, την ΑΛΜ, τις συσκευές Ε / Ε ) για την εκτέλεση αυτής της εντολής.

27 Αρχιτεκτονική Η / Υ Κάθε εντολή εκτελείται / αποτελείται σε δύο φάσεις ( μέσα στον επεξεργαστή ) : Προσκόμιση εντολής (Fetch) Προσκόμιση εντολής (Fetch) Εκτέλεση εντολής (Execute) Εκτέλεση εντολής (Execute) H διεργσία που απαιτείται για την εκτέλεση μιας εντολής ενός προγράμματος ονομάζεται κύκλος μηχανής ( εντολής )

28 Αρχιτεκτονική Η / Υ Συσκευές εισόδου Συσκευές εισόδου

29 Αρχιτεκτονική Η / Υ Εσωτερικό ποντικού (mouse) Εσωτερικό ποντικού (mouse)

30 Αρχιτεκτονική Η / Υ Συσκευές εξόδου Συσκευές εξόδου

31 Αρχιτεκτονική Η / Υ Οθόνες : βασικές κατηγορίες Οθόνες σωλήνα καθοδικών ακτίνων (CRT- Cathode Ray Tube) Οθόνες σωλήνα καθοδικών ακτίνων (CRT- Cathode Ray Tube)

32 Αρχιτεκτονική Η / Υ Οθόνες υγρών κρυστάλλων LCD, TFT συνδυασμός δύο φίλτρων πόλωσης και μίας διάταξης υγρών κρυστάλλων Ένας υγρός κρύσταλλος είναι μία ελεγχόμενη από ηλεκτρικό πεδίο διάταξη, η οποία μπορεί να αλλάζει ή να μη αλλάζει την πόλωση του φωτός που περνά μέσα απ ' αυτό χρησιμοποιείται ανάκλαση φωτισμού (backlight) που παράγεται από λαμπτήρες φθορισμού και κατευθύνεται προς τους υγρούς κρυστάλλους. Τα τελευταία χρόνια άρχισε η διάθεση στην αγορά οθονών LCD που χρησιμοποιούν φωτοεκπέμπουσες διόδους (LED) αντί των λαμπτήρων φθορισμού.

33 Αρχιτεκτονική Η / Υ οθόνη πλάσμα Η οθόνη πλάσμα είναι ένα είδος επίπεδης οθόνης, συνηθισμένης σε τηλεοράσεις μεγαλύτερες από 76 εκατοστά (30 ίντσες ). χρησιμοποιεί μικρές κυψέλες που περιέχουν αέριο που ιονίζεται από ηλεκτρικό φορτίο, ή όπως είναι κοινώς γνωστό λυχνίες φθορισμού

34 Αρχιτεκτονική Η / Υ Χαρακτηριστικά Οθονών Διάσταση Διάσταση : Το μήκος της διαγωνίου, σε ίντσες : 15”, 17 ” κ. λπ. Μεγάλη διάσταση → ξεκούραστη εικόνα Ανάλυση Ανάλυση : Το πλήθος των πίξελ : 640x480, 800x600, κ. λπ. Μεγάλη ανάλυση → ευκρινής εικόνα Απόσταση κουκκίδων (pixel-pitch): Απόσταση κουκκίδων (pixel-pitch): Η απόσταση μεταξύ γειτονικών κουκκίδων : 0,24mm, 0,20mm, κ. λπ. Μικρή απόσταση → ευκρινής εικόνα Συχνότητα ανανέωσης Συχνότητα ανανέωσης : Πόσο συχνά ξαναπροβάλλεται η είκονα : 72 Hz, 96 Hz, κ. λπ. Μεγάλη συχνότητα → ξεκούραστη εικόνα Βάθος χρώματος Βάθος χρώματος : Πόσα μπιτ / πίξελ : 16, 24, κ. λπ. Μεγάλο βάθος → πολλά διαφορετικά χρώματα. Ένταση της ακτινοβολίας Ένταση της ακτινοβολίας : Πόσο ισχυρή η ακτινοβολία. Υπάρχουν διάφορα πρότυπα : MPRII, TCO, ELF&VLF κλπ.

35 Αρχιτεκτονική Η / Υ Έκχυσης μελάνης (inkjet): Έκχυσης μελάνης (inkjet): Σταγόνες μελάνης ψεκάζο ‐ νται προς το χαρτί από κινούμενη κεφαλή. Καλή ποιότητα, φθηνή αγορά, ακριβή συντήρηση Laser: Laser: Τεχνολογία παρόμοια με των φωτοτυπικών, με χρήση laser στο στάδιο της έκθεσης. Υψηλή ποιότητα, μεγάλη ταχύτητα, φθηνότερη εκτύπωση ανά σελίδα

36 Αρχιτεκτονική Η / Υ BIOS Basic Input – Output System, BIOS Το BIOS είναι το ολοκληρωμένο κύκλωμα το οποίο λειτουργεί ως βασικό σύστημα εισόδου – εξόδου (Basic Input – Output System, BIOS) σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή μνήμη ROM είναι ουσιαστικά μία μνήμη ROM αποτελείται από μερικά βασικά προγράμματα, τα οποία έχουν γραφτεί από τον κατασκευαστή της μητρικής κάρτας και παρέχουν τις βασικές υπηρεσίες πρόσβασης στο υλικό του υπολογιστή

37 Αρχιτεκτονική Η / Υ μητρική κάρτα (motherboard) Η μητρική κάρτα (motherboard) είναι ένα μεγάλο τυπωμένο κύκλωμα, το οποίο υλοποιεί τη βασική συνδεσμολογία ενός προσωπικού υπολογιστή Η αρχιτεκτονική της μητρικής πλακέτας έχει άμεση σχέση με το είδος του επεξεργαστή του προσωπικού υπολογιστή

38 Αρχιτεκτονική Η / Υ θύρες επικοινωνίας Οι θύρες επικοινωνίας του προσωπικού υπολογιστή είναι τυποποιημένες Y πάρχουν τρεις τυποποιημένες θύρες, που έχουν επικρατήσει στο χώρο των προσωπικών υπολογιστών : 1. Η παράλληλη θύρα 2. Η σειριακή θύρα 3. Η θύρα USB

39 Αρχιτεκτονική Η / Υ Η επικοινωνία μεταξύ δύο υπολογιστών πραγματοποιείται μέσω μιας ειδικής συσκευής, η οποία λέγεται Modem ( κωδικοποιητής - αποκωδικοποιητής ), η επικοινωνία αυτή επιτυγχάνεται µ εταξύ τους, µ έσω µ ιας απλής τηλεφωνικής γρα µµ ής Το modem είναι η συσκευή η οποία μετατρέπει τα ψηφιακά σή µ ατα του υπολογιστή σε αναλογικά σή µ ατα και αντίστροφα ( κωδικοποίηση – modulation), µ εταβάλλοντας τη συχνότητα των ηλεκτρονικών κυ µ άτων, προκει µ ένου να είναι δυνατόν να περάσουν µ έσω των τηλεφωνικών καλωδίων

40 Αρχιτεκτονική Η / Υ Κάρτα δικτύου (Network Interface Card), Η πραγματοποίηση αυτής της διασύνδεσης γίνεται μέσω της Κάρτα δικτύου (Network Interface Card), η οποία είναι και το βασικότερο µ έσο διασύνδεσης των υπολογιστών σε δίκτυο Slot επέκτασης Τοποθετείται σε κάποια υποδοχή (Slot επέκτασης ) της µ ητρικής πλακέτας Η υλοποίηση της διασύνδεσης απαιτεί και το απαραίτητο λογισμικό και τα πρωτόκολλα δικτύου και αποτελεί τον κύριο τρόπο διακίνησης των πληροφοριών µ έσα σε ένα τοπικό δίκτυο

41 Λειτουργικά Συστήματα Λειτουργικό Σύστημα (operating system) Λειτουργικό Σύστημα (operating system): είναι η 1 η εφαρμογή που « φορτώνεται » στη μνήμη του υπολογιστή η εκτέλεση όλων των υπόλοιπων προγραμμάτων εξαρτάται από αυτό. Χωρίζεται σε 2 μέρη : Πυρήνας (kernel) Πυρήνας (kernel): συντονίζει την εκτέλεση βασικών εργασιών του Η / Υ. Φλοιός (shell) Φλοιός (shell): συντονίζει την επικοινωνία χρηστών με τον Η / Υ.

42 Λειτουργικά Συστήματα

43 ΛΣ Το ΛΣ περιλαμβάνει προγράμματα για διαχείριση : Επεξεργαστών Επεξεργαστών Μνήμης Μνήμης Αρχείων Αρχείων Συσκευών Συσκευών Εργασιών Εργασιών Ασφαλείας Ασφαλείας

44 Λειτουργικά Συστήματα

45 Είδη Λειτουργικών Συστημάτων Είδη Λειτουργικών Συστημάτων : Πολλών χρηστών Πολλών χρηστών : ταυτόχρονη χρήση ενός υπολογιστή από πολλούς χρήστες. Πολλών επεξεργαστών Πολλών επεξεργαστών : εκτέλεση ενός προγράμματος από πολλές CPU. Πολυδιεργασίας Πολυδιεργασίας : εκτέλεση πολλών προγραμμάτων ταυτόχρονα από μια CPU. Πολυνηματικά Πολυνηματικά : ταυτόχρονη εκτέλεση διαφορετικών τμημάτων προγράμματος. Πραγματικού χρόνου Πραγματικού χρόνου : άμεση απόκριση στα τερματικά των χρηστών

46 Βάσεις Δεδομένων Βάση Δεδομένων ( ΒΔ, Data Base): Μία ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ συλλογή Δεδομένων που συσχετίζονται, η οποία αναπαριστά ένα υποσύνολο των στοιχείων που μπορούμε να συλλέξουμε για τον μικρόκοσμο ( πεδίο αναφοράς ) μιας εφαρμογής Μοντελοποιεί τα δεδομένα σε ένα οργανισμό / επιχείριση. Οντότητες ( πχ. Φοιτητές, Μαθήματα, Εργαζόμενοι, Έργο ) Συσχετίσεις ( πχ. Ο Δ. Παπαχρήστος εργάζεται στο Έργο Ζ 04) Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων ( ΣΔΒΔ, Data Base Management System): Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων ( ΣΔΒΔ, Data Base Management System): ένα πακέτο λογισμικού σχεδιασμένο να αποθηκεύει και να διαχειρίζεται Βάσεις Δεδομένων. γενικής χρήσης 1960 Πρώτο ΣΔΒΔ γενικής χρήσης : 1960 Μεγάλη εμπορική επιτυχία

47 Βάσεις Δεδομένων Όταν υπήρχαν αρχεία και όχι Βάσεις Δεδομένων :

48 Βάσεις Δεδομένων Μια βάση δεδομένων υπερέχει της χρήσης αρχείων και πινάκων στα εξής : παρέχει τη δυνατότητα αποθήκευσης και διαχείρισης ποικίλων ειδών δεδομένων, παρέχει τη δυνατότητα αποθήκευσης και διαχείρισης ποικίλων ειδών δεδομένων, τη δυνατότητα χρήσης των αποθηκευμένων πληροφοριών από πολλαπλούς χρήστες τη δυνατότητα χρήσης των αποθηκευμένων πληροφοριών από πολλαπλούς χρήστες τη δυνατότητα χρήσης κάποιου εξειδικευμένου τρόπου ανάπτυξης της βάση δεδομένων. τη δυνατότητα χρήσης κάποιου εξειδικευμένου τρόπου ανάπτυξης της βάση δεδομένων.

49 Βάσεις Δεδομένων Ανεξαρτησία δεδομένων οι λεπτομέρειες οργάνωσης δεν επηρεάζουν τις εφαρμογές. Γρήγορη πρόσβαση στην πληροφορία Κατάλληλη αποθήκευση, βελτιστοποίηση Έλεγχος πρόσβασης, περιορισμοί ορθότητας Ταυτόχρονη πρόσβαση, ανάκαμψη Κάθε χρήστης νομίζει ότι είναι ο μόνος Κεντρική διαχείριση της πληροφορίας Γρηγορότερη και ασφαλέστερη ανάπτυξη εφαρμογών

50 Βάσεις Δεδομένων Η χρησιμοποίηση Βάσεων Δεδομένων (Databases) εξασφαλίζει ένα γενικό τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων Τα δεδομένα είναι ολοκληρωμένα (integrated) και καταμερισμένα (shared) έτσι ώστε, αφενός μεν τα πλεονάζοντα (redundant) δεδομένα να αποθηκεύονται όσο το δυνατόν λιγότερες φορές, αφετέρου δε να είναι προσπελάσιμα, από διάφορους χρήστες, για ποικίλες εφαρμογές Βασικά πλεονεκτήματα από την οργάνωση των δεδομένων της Βάσης με τον τρόπο αυτό είναι ότι μειώνεται ο χώρος αποθήκευσης στο δίσκο καθώς ο χρόνος για ενημέρωση των δεδομένων

51 Βάσεις Δεδομένων Η γενική ιδέα της Βάσης Δεδομένων Η γενική ιδέα της Βάσης Δεδομένων

52 Βάσεις Δεδομένων Η Βάση Δεδομένων οργανώνει τα δεδομένα σύμφωνα με κάποιο πρότυπο που χαρακτηρίζει τη δομή της. Οι περισσότερο γνωστές δομές των Βάσεων Δεδομένων είναι : Η ιεραρχική (Hierarchical) Η δικτυωτή (Network) Η δικτυωτή (Network) Η σχεσιακή (Relational) Η σχεσιακή (Relational)

53 Βάσεις Δεδομένων Πεδίο (field): Πεδίο (field): Μια βάση δεδομένων αποτελείται από μια σειρά στοιχείων με πιο βασικό στοιχείο το πεδίο Το πεδίο αντιστοιχεί σε ένα δεδομένο και είναι το συστατικό στοιχείο μιας εγγραφής (record) Παραδείγματα πεδίων είναι ένα όνομα πελάτη, μια διεύθυνση, μια τιμή, ένας αριθμός τηλεφώνου

54 Βάσεις Δεδομένων Εγγραφή (record): Εγγραφή (record): Μια ενότητα από συσχετιζόμενα δεδομένα τα οποία επεξεργάζονται σαν μια ολότητα Δηλ. μια εγγραφή είναι μια συλλογή από πεδία Παράδειγμα εγγραφής : σύνολο πληροφοριών που αναφέρονται σε έναν πελάτη όπως όνομα, διεύθυνση, αριθμός φορολογικού μητρώου

55 Βάσεις Δεδομένων Πίνακας (table): Πίνακας (table): Μια ενότητα από συσχετιζόμενες εγγραφές οι οποίες έχουν τον ίδιο αριθμό πεδίων αποτελούν έναν πίνακα. Ο πίνακας είναι μια λογική δομή Για παράδειγμα, ένας πίνακας πελατών θα περιλαμβάνει κάθε εγγραφή πελάτη η οποία έχει τα ίδια πεδία Στον πίνακα οι εγγραφές αντιστοιχούν στις γραμμές (rows) και τα πεδία στις στήλες του πίνακα (columns) Οι πίνακες μπορούν να συσχετίζονται μεταξύ τους μέσω των πεδίων τα οποία περιέχουν την ίδια πληροφορία

56 Βάσεις Δεδομένων Σχεσιακή Βάση Δεδομένων (relational data base): Σχεσιακή Βάση Δεδομένων (relational data base): Ένα σύνολο συσχετιζόμενων πινάκων αποτελούν μία σχεσιακή βάση δεδομένων η οποία αποτελεί και τον πιο συνήθη τρόπο δημιουργίας βάσεων δεδομένων σήμερα

57 Βάσεις Δεδομένων Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων

58 Βάσεις Δεδομένων ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ (+) Επεξεργασία των δεδομένων κατά ένα ολοκληρωμένο και ενιαίο τρόπο Προσπέλαση στα δεδομένα από διάφορους χρήστες και εφαρμογές Εύκολη ενημέρωση και αποφυγή επανάληψης των δεδομένων Ευελιξία στην αξιοποίηση της πληροφορίας αφού τα δεδομένα είναι συγκεντρωμένα και προσπελάσιμα από τους χρήστες

59 Βάσεις Δεδομένων ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ (-) Δαπανηρή προμήθεια, οργάνωση και η συντήρηση Απαιτήσεις σε υλικό, όπως πρόσθετη μνήμη, πρόσθετες περιφερειακές μονάδες και, πολλές φορές, ανάγκη προμήθειας νέου ισχυρότερου υπολογιστή απαιτεί στελέχωση με εξειδικευμένο προσωπικό Κίνδυνος πρόσβασης από μη εξουσιοδοτημένα άτομα Υπερβολική ή μη ελεγχόμενη πληροφόρηση

60 Βάσεις Δεδομένων Ας υποθέσουμε ότι έχουμε μία βάση δεδομένων πελατών η οποία περιέχει τρεις πίνακες CustList Ο πρώτος πίνακας περιέχει πληροφορίες πελατών και ονομάζεται CustList ProductsList Ο δεύτερος πίνακας περιέχει πληροφορίες προϊόντων και ονομάζεται ProductsList και OrdersList ο τρίτος πίνακας περιέχει πληροφορίες παραγγελιών και ονομάζεται OrdersList

61 Βάσεις Δεδομένων

62 Το πεδίο Customer_No είναι το πρωτεύον κλειδί για τον πίνακα CustList, διότι κάθε εγγραφή πελάτη εξατομικεύεται από τον αριθμό του πελάτη Επίσης το πεδίο Product_No είναι το πρωτεύον κλειδί για τον πίνακα ProductsList για τον ίδιο λόγο Στον πίνακα OrdersList τα πεδία Customer_No και Product_No είναι το δευτερεύον κλειδί διότι προσδιορίζουν εγγραφές άλλων πινάκων στον πίνακα αυτόν

63 Βάσεις Δεδομένων Εκτός από τον καθορισμό των πινάκων, των εγγραφών, των πεδίων, του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος κλειδιού και των ευρετηρίων, για τη δημιουργία μιας σχεσιακής βάσης δεδομένων μπορούμε επίσης να καθορίσουμε τις σχέσεις (relationships) μεταξύ των πινάκων ένα προς ένα (one-to-one), ένα προς πολλά (one-to-many) και πολλά προς πολλά (many-to-many) Οι σχέσεις αυτές περιλαμβάνουν τις δομές : ένα προς ένα (one-to-one), ένα προς πολλά (one-to-many) και πολλά προς πολλά (many-to-many)

64 Βάσεις Δεδομένων ένα προς πολλά Ένα παράδειγμα σχέσεως « ένα προς πολλά » είναι η σχέση μεταξύ πελάτη και παραγγελιών Για κάθε πελάτη αντιστοιχούν περισσότερες από μία παραγγελίες. Επίσης κάθε προϊόν αντιστοιχεί σε περισσότερες από μία παραγγελίες

65 Βάσεις Δεδομένων Μία βάση δεδομένων συνήθως είναι ήδη δημιουργημένη με κάποιο εργαλείο δημιουργίας βάσεων δεδομένων Εργαλεία δημιουργίας βάσεων δεδομένων οι οποίες μπορούν να διαβαστούν από τη Visual Basic είναι τα ακόλουθα : MySQL, Microsoft Access, Excel, καθώς και ο SQL Server

66 Βάσεις Δεδομένων Τα εργαλεία δημιουργίας βάσεων δεδομένων διαθέτουν ιδιότητες και μεθόδους οι οποίες επιτρέπουν : εισαγωγή την εισαγωγή πρόσθεση την πρόσθεση διόρθωση την διόρθωση διαγραφή την διαγραφή και εντοπισμόεγγραφών - δεδομένων τον εντοπισμό των εγγραφών - δεδομένων της

67 Βάσεις Δεδομένων

68 SQL (Structured Query Language) standard είναι μια τυποποιη µ ένη “standard” γλώσσα στις Σχεσιακές Βάσεις χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πινάκων, τον προσδιορισμό σχέσεων μεταξύ πινάκων, καθώς επίσης και για τη διαχείριση δεδομένων σε πίνακες

69 Βάσεις Δεδομένων Ανάκτηση Ανάκτηση SELECT * FROM Departments WHERE budget > 1000000 Εισαγωγή Εισαγωγή INSERT INTO Employees(ssn,name) VALUES (83542, ‘Aris’) Ενημέρωση Ενημέρωση UPDATE Departments SET budget = 2000000 WHERE did = 12345 Διαγραφή Διαγραφή DELETE FROM Employees WHERE name = “Aris” Το αποτέλεσ µ α µ ιας εντολής / πράξης σε Σχέσεις είναι ( πάντα ) µ ια νέα Σχέση

70 Βάσεις Δεδομένων Τα ερωτήματα αρχίζουν με την εντολή SELECT, η οποία επιτρέπει την επιλογή εγγραφών από μία βάση δεδομένων που εκπληρώνουν κάποιο κριτήριο. Ο γενικός τύπος ενός ερωτήματος SQL είναι : SELECT SELECT πεδία εγγραφών FROM FROM όνομα πίνακα WHERE WHERE κριτήρια

71 Βάσεις Δεδομένων Για παράδειγμα : SELECT Customer_Name FROM CustList WHERE Customer_No > 100 H χρήση της SQL για δημιουργία ερωτημάτων είναι ιδιαίτερα χρήσιμη μέθοδος για την αναζήτηση εγγραφών σε πολλούς πίνακες

72 Βάσεις Δεδομένων Μοντέλο Οντότητας - Σχέσης (Entity Relationship) Οντότητα : Οντότητα : αντικείμενο πραγματικού κόσμου γνωρισμάτων Περιγράφεται σαν ένα σύνολο γνωρισμάτων σύνολο οντότητας Παρόμοιες οντότητες ( ίδια γνωρίσματα ): σύνολο οντότητας Κάθε γνώρισμα έχει ένα πεδίο τιμών κλειδί Κάθε συνολο οντότητας μπορεί να έχει ένα κλειδί Συσχέτιση : Συσχέτιση : μια σχέση μεταξύ οντοτήτων Πχ. Ο Κώστας δουλεύει στο τμήμα πωλήσεων Μια συσχέτιση μπορεί επίσης να έχει γνωρίσματα Σύνολο συσχετίσεων : Σύνολο συσχετίσεων : συλλογή παρόμοιων συσχετίσεων

73 Βάσεις Δεδομένων Δημιουργείται από τα παρακάτω συστατικά Ορθογώνια, που αντιπροσωπεύουν σύνολα οντοτήτων Ρόμβους, που αντιπροσωπεύουν σχέσεις μεταξύ συνόλων οντοτήτων Ελλείψεις, που αντιπροσωπεύουν ιδιότητες Γραμμές, που συνδέουν ιδιότητες με σύνολα οντοτήτων και σύνολα οντοτήτων με σχέσεις

74 Βάσεις Δεδομένων

75

76 ACCESS ACCESS

77 Βάσεις Δεδομένων Γραμμή των μενού : Γραμμή των μενού : Είναι η βασική γραμμή εντολών. Μας επιτρέπει να δίνουμε εντολές στο πρόγραμμα Περιοχή εργασίας : Περιοχή εργασίας : Ο χώρος στον οποίο γίνονται οι εργασίες μας Γραμμή των εργαλείων : Γραμμή των εργαλείων : Τα κουμπιά εργαλείων, συχνά αντιπροσωπεύουν γρηγορότερους τρόπους για την εκτέλεση των ίδιων λειτουργιών που εκτελούν και οι εντολές των μενού Η γραμμή εργαλείων αλλάζει, ανάλογα με την εργασία που εκτελούμε στη βάση δεδομένων

78 Βάσεις Δεδομένων

79

80

81

82

83 Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας …