Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Τα δεδομένα Τα δεδομένα είναι στοιχεία τυποποιημένα σε καθορισμένη μορφή και είναι κατάλληλα για επεξεργασία από ανθρώπους ή μηχανές. Τα δεδομένα που πρόκειται να αποθηκευτούν σε Η/Υ πρέπει να μετατραπούν σε κάποιον από τους γνωστούς κωδικούς (π.χ. ASCII, δυαδικός κώδικας) των υπολογιστών. Π.χ. {Νίκος, Γεώργιος, Παντελής, Κώστας} {7, 3, 10, 8} Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 … και οι πληροφορίες Η πληροφορία εξάγεται από την επεξεργασία των δεδομένων και χρησιμοποιείται στην επίλυση προβλημάτων. Για την εξαγωγή της πληροφορίας είναι απαραίτητη η συγκεκριμένη γνώση των δεδομένων, π.χ. το πεδίο αναφοράς τους Για παράδειγμα Δεδομένα {Νίκος, Γεώργιος, Παντελής, Κώστας} Πεδίο Αναφοράς Σπουδαστής Δεδομένα {7, 3, 10, 8} Πεδίο Αναφοράς Βαθμοί Πληροφορία “ο Παντελής βαθμολογήθηκε στο μάθημα με άριστα και είναι καλύτερος όλων” Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Οι βάσεις δεδομένων Βάση δεδομένων (ΒΔ) είναι μια διαμοιραζόμενη συλλογή από λογικά σχετιζόμενα δεδομένα μαζί με την περιγραφή τους, που είναι σχεδιασμένα να ικανοποιούν τις πληροφοριακές ανάγκες ενός οργανισμού Οι βάσεις δεδομένων προσφέρουν την οργάνωση και αποθήκευση των δεδομένων στον Η/Υ, ώστε να είναι δυνατή η εξαγωγή της επιθυμητής πληροφορίας Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Οι βάσεις δεδομένων Αναπαριστούν μια άποψη του πραγματικού κόσμου που πολλές φορές την καλούμε μικρόκοσμο ή πεδίο αναφοράς. Κάθε αλλαγή που επέρχεται στο μικρόκοσμο πρέπει να “περνάει” και στη Β.Δ. Περιέχουν δεδομένα που είναι σχετικά μεταξύ τους. Μια τυχαία συνάθροιση διαφόρων δεδομένων δε μπορεί να θεωρηθεί ως μια Β.Δ. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Οι βάσεις δεδομένων Σχεδιάζονται και διατηρούν δεδομένα για κάποιο συγκεκριμένο σκοπό. Επομένως προορίζονται για μια συγκεκριμένη ομάδα χρηστών και για κάποιες εφαρμογές που ενδιαφέρουν τους χρήστες Περιέχουν δεδομένα που περιγράφουν το μικρόκοσμο τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή, μπορεί όμως να περιέχουν και δεδομένα που περιγράφουν την ιστορία του μικρόκοσμου Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Η προ των βάσεων εποχή… Συστήματα αρχείων (file based systems) Διάφορα προγράμματα εφαρμογών, το καθένα από τα οποία διαχειρίζονταν τα δικά του δεδομένα και αρχεία Υλοποιημένα με μια παραδοσιακή γλώσσα προγραμματισμού (π.χ. PASCAL, COBOL) Ανεξάρτητα αρχεία, τα οποία δεν είχαν ενιαίο τρόπο ορισμού και οργάνωσης και δεν υπήρχε κεντρικός τρόπος διαχείρισης Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Μειονεκτήματα Διαχωρισμός και απομόνωση δεδομένων Επανάληψη δεδομένων Αλληλεξάρτηση δεδομένων και ανελαστικότητα στην τροποποίηση της δομής τους Ασύμβατες μορφές αρχείων Δυσκολία στην επέκταση και στην αναβάθμιση των συστημάτων Άναρχη αύξηση των αρχείων και των προγραμμάτων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ) Ένα Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ) είναι το λογισμικό που επιτρέπει στους χρήστες να δημιουργήσουν, να συντηρήσουν και να προσπελάσουν με οργανωμένο τρόπο μια βάση δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ) Ένα ΣΔΒΔ επιτρέπει: Την περιγραφή της βάσης δεδομένων, π.χ. τον προσδιορισμό των τύπων, των δομών και των περιορισμών των δεδομένων της ΒΔ. Την κατασκευή της βάσης δεδομένων, δηλ. την διαδικασία αποθήκευσης των δεδομένων σε ένα αποθηκευτικό μέσο (π.χ δίσκο) που ελέγχεται από το ΣΔΒΔ. Τον χειρισμό της βάσης δεδομένων, δηλ. την υποβολή ερωτημάτων (queries) προς τη βάση για ανάκτηση πληροφοριών ή τη διαγραφή και τροποποίηση των παλαιών δεδομένων και την εισαγωγή νέων δεδομένων στη βάση. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων και βάσεις δεδομένων ΣΔΒΔ λογισμικό που διευκολύνει τους χρήστες να δημιουργήσουν και να χρησιμοποιήσουν βάσεις δεδομένων. Βάση Δεδομένων δημιουργείται συνήθως μέσω ενός ΣΔΒΔ και χειρίζεται δεδομένα που αποθηκεύονται στο υλικό του Η/Υ Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Πλεονεκτήματα Χρήσης των ΣΔΒΔ Ολοκληρωμένο σύστημα διεπαφής και επικοινωνίας Έλεγχος πρόσβασης Προστασία από βλάβες υλικού Έλεγχος ακεραιότητας δεδομένων Έλεγχος πλεονασμών, συμβατότητα δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Συστήματα Βάσεων Δεδομένων Σύστημα βάσεων δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Μοντέλα Δεδομένων Τα υψηλού επιπέδου ή εννοιολογικά μοντέλο περιέχουν ένα επίπεδο αφαίρεσης που προσεγγίζει τον τρόπο που αντιλαμβάνεται τα δεδομένα ο απλός χρήστης (π.χ. μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων) Τα χαμηλού επιπέδου ή φυσικά μοντέλα δεδομένων περιγράφουν τον τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων στον υπολογιστή Τα λογικά ή παραστατικά μοντέλα δεδομένων περιέχουν έννοιες μεσαίου επιπέδου αφαίρεσης (π.χ. ιεραρχικό, δικτυωτό, σχεσιακό) Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Το σχήμα μιας βάσης δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Τα Λογικά Μοντέλα των Βάσεων Δεδομένων Το Ιεραρχικό Μοντέλο Παράδειγμα δένδρου με έξι κόμβους εγγραφές Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Τα Λογικά Μοντέλα των Βάσεων Δεδομένων Το Δικτυωτό Μοντέλο Επτά κόμβοι - εγγραφές συνδεδεμένοι σε δίκτυο Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Τα Λογικά Μοντέλα των Βάσεων Δεδομένων Το Σχεσιακό Μοντέλο Η σχέση Σ1 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Η Αρχιτεκτονική των Τριών Επιπέδων Το εξωτερικό επίπεδο ή επίπεδο όψεων Το εσωτερικό επίπεδο ή φυσικό επίπεδο Το επίπεδο αντίληψης ή εννοιολογικό επίπεδο Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Η Αρχιτεκτονική των Τριών Επιπέδων Τα τρία επίπεδα της ANSI/SPARK Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2 Πλεονεκτήματα Ανεξάρτητη διαμόρφωση των όψεων των χρηστών Οι λεπτομέρειες της αποθήκευσης των δεδομένων αποκρύπτονται από τους χρήστες Οι αλλαγές στον τρόπο φυσικής αποθήκευσης (π.χ. η αλλαγή ενός σκληρού δίσκου) δεν επηρεάζουν την δομή της βάσης δεδομένων Οι αλλαγές στη δομή της φυσικής αποθήκευσης δεν επηρεάζουν τις όψεις των χρηστών Οι αλλαγές στην εννοιολογική δομή της βάσης δεδομένων δεν επηρεάζουν τις όψεις των χρηστών Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Ένα Παράδειγμα Βάσης Δεδομένων Ο κάθε πίνακας αποτελείται από έναν αριθμό από πλειάδες ή εγγραφές Κάποιοι πίνακες διαφέρουν ποιοτικά από τους υπόλοιπους (π.χ. οι πίνακες Παρακολουθεί και Συγγράφει) Η διαχείριση της βάσης δεδομένων περιλαμβάνει τα ερωτήματα (queries) και τις ενημερώσεις (updates) Η εκτέλεση ενός ερωτήματος έχει σαν αποτέλεσμα την πινακοειδή εμφάνιση της πληροφορίας που θα ανακτηθεί από τη βάση δεδομένων Τα ερωτήματα μπορεί να είναι απλά δηλ. να χρησιμοποιούν ένα πίνακα για την ανάκτηση της πληροφορίας ή πιο σύνθετα δηλαδή να χρησιμοποιούν περισσότερους από έναν πίνακες Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Σύντομη Ιστορική Αναδρομή Δεκαετία του 1960 το κόστος των υπολογιστών μειώθηκε σημαντικά η δυνατότητα αποθήκευσης αυξήθηκε αναπτύχθηκαν τα δυο πρώτα μοντέλα δεδομένων των βάσεων δεδομένων (ιεραρχικό και δικτυωτό) ένας χρήστης έπρεπε να γνωρίζει τη φυσική δομή των δεδομένων για να μπορέσει να χρησιμοποιήσει τη βάση δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Σύντομη Ιστορική Αναδρομή Δεκαετία του 1970 προτάθηκε από τον Ε. F. Codd το σχεσιακό μοντέλο δεδομένων δημιουργήθηκαν αρκετά μεγάλα συστήματα που μερικά από αυτά χρησιμοποιούνται έως σήμερα όπως η Oracle στα τέλη της δεκαετίας, ο P. Chen πρότεινε το εννοιολογικό μοντέλο των οντοτήτων-συσχετίσεων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Σύντομη Ιστορική Αναδρομή Δεκαετία του 1980 κυριαρχία των σχεσιακών Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων γλώσσα των βάσεων δεδομένων (SQL) γίνεται ένα διεθνές πρότυπο και χρησιμοποιείται ευρέως νέα συστήματα εμφανίζονται που θα παίξουν τον δικό τους ρόλο στην ιστορία των βάσεων δεδομένων όπως η PARADOX, η DBASE III και IV. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Σύντομη Ιστορική Αναδρομή Δεκαετία του 1990 λιγότερες εταιρίες με ακριβότερα και πιο πολύπλοκα προϊόντα Sybase, η Oracle, η Access (MS) αντικειμενοστραφείς βάσεις δεδομένων το μοντέλο πελάτη-εξυπηρετητή (client-server) χρησιμοποιείται ευρέως οι βάσεις δεδομένων που βασίζονται στον παγκόσμιο ιστό (WEB) και τα εργαλεία λογισμικού που προσφέρουν τη διασύνδεση και διαλειτουργικότητα των βάσεων δεδομένων με τον παγκόσμιο ιστό. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2

Σύντομη Ιστορική Αναδρομή Στη νέα χιλιετηρίδα αλληλεπιδρώσες εφαρμογές σε προσωπικό και αλλά και επιχειρηματικό επίπεδο ιδιαίτερα μεγάλες βάσεις της τάξης των terabytes εμφανίζονται διαχείριση μεγάλων συλλογών κειμένων, εικόνων και κινούμενων εικόνων βάσεις δεδομένων που βασίζονται σε κινητά (mobile) δίκτυα έχουν ήδη εφαρμοστεί σε ευρύ επίπεδο σχεσιακές βάσεις δεδομένων αντικειμενοστραφείς βάσεις δεδομένων Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων ISBN 978 960 931217 2