Βάσεις Δεδομένων Ι 10η διάλεξη

1 Βάσεις Δεδομένων

Αποθηκευμένη με δομημένο τρόπο Δυνατότητα διασύνδεσης Τι είναι; Δομημένη πληροφορία Αποθηκευμένη με δομημένο τρόπο Δυνατότητα διασύνδεσης Δυνατότητα διαχείρισης

Ποιος κάνει τη δουλειά; Τα συστήματα διαχείρισης βάσης δεδομένων Διαχείριση: Create - δημιουργία Read - ανάγνωση Update - επεξεργασιά Delete - διαγραφή

Σχεσιακές βάσεις δεδομένων Πίνακες Συσχετίσεις Τρόπος λειτουργίας Σχεσιακές βάσεις δεδομένων Πίνακες Συσχετίσεις

Πως σχετίζονται Κλειδιά Ξένα κλειδια Τύποι δεδομένων

Που βρίσκω ΒΔ; Παντού

Τι χρειάζομαι για να φτιάξω ΒΔ Χρειάζομαι σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων Είναι αρκετό; ΟΧΙ

Τι χρειάζομαι για να φτιάξω ΒΔ Χρειάζομαι σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων Είναι αρκετό; ΟΧΙ

Τι κάνω τη ΒΔ Με τη βάση δεδομένων έχω τη δυνατότητα να δημιουργήσω μεγάλης κλίμακας συστήματα λογισμικού που να μπορούν να διαχειρίζονται μεγάλους όγκους δεδομένων

Τι χρειάζομαι εκτός από τη ΒΔ Να δημιουργήσω ένα λογισμικό που θα πραγματοποιεί τις «διαδικασίες» Να χρησιμοποιήσω ένα «λογισμικό διασύνδεσης» με τη ΒΔ για να μπορώ να ανταλλάξω πληροφορία

Βελτιστοποίηση σχήματος Ασφάλεια συστήματος Βήματα δημιουργίας ΒΔ Προδιαγραφές Διάγραμμα ER Σχήμα ΒΔ Εφαρμογή σε ένα ΣΔΒΔ Βελτιστοποίηση σχήματος Ασφάλεια συστήματος

Χρειάζομαι το κομμάτι αυτό το οποίο είναι εμφανές στον τελικό χρήστη! Και μετά…; Μετά (ή και παράλληλα) σχεδιάζω ένα πρόγραμμα (λογισμικό) το οποίο να διαχειρίζεται τη ΒΔ. Μα δεν το κάνει το ΣΔΒΔ? Χρειάζομαι το κομμάτι αυτό το οποίο είναι εμφανές στον τελικό χρήστη!

Αρχιτεκτονική Λογισμικό Σύστημα διασύνδεσης στη ΒΔ (ORM) Σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων ΒΔ

2 NOSQL

RDBMS Relational Data Base Management System …Codd 70s

Κανόνας ACID Atomic Consistent Isolated Durable

Κατανεμημένα συστήματα Πολλαπλοί υπολογιστές και συστήματα λογισμικού που μπορούν να επικοινωνήσουν μέσα από ένα δίκτυο ώστε να επιτελέσουν μαζί έναν κοινό σκοπό

Αξιοπιστία Επεκτασιμότητα Κατανομή των πόρων Ταχύτητα Γιατί τα χρειάζομαι Αξιοπιστία Επεκτασιμότητα Κατανομή των πόρων Ταχύτητα Ανοιχτά συστήματα Επιδόσεις

Αντιμετώπιση προβλημάτων Λογισμικό Δικτύωση Ασφάλεια Προβλήματα Αντιμετώπιση προβλημάτων Λογισμικό Δικτύωση Ασφάλεια

Scale out (Οριζόντια κλιμάκωση): να προστεθούν επιπλέον συστήματα Κλιμάκωση! Δυνατότητα επέκτασης ενός συστήματος ώστε να καλύπτει κάθε είδους ανάγκες (πόρους) Scale up (Κάθετη κλιμάκωση): να προστεθούν επιπλέον πόροι σε ένα σύστημα για να μπορεί να ανταποκρίνεται καλύτερα Scale out (Οριζόντια κλιμάκωση): να προστεθούν επιπλέον συστήματα

Μη σχεσιακές βάσεις δεδομένων NOSQL NOT ONLY SQL Μη σχεσιακές βάσεις δεδομένων Σχεδιάστηκε για να καλύψει ανάγκες κατανεμημένων αποθηκών δεδομένων που έχουν πολύ μεγάλη κλίμακα δεδομένων αποθήκευσης και βέβαια μεγάλες ανάγκες αλληλεπίδρασης με τα δεδομένα

Γιατί noSQL Η δημιουργία δεδομένων και η κατανάλωση web services, web applications, mobile applications με πρόσβαση σε μεγάλα data είναι μια πραγματικότητα

Γιατί noSQL

Δομημένα και οργανωμένα δεδομένα Σύγκριση RDBMS Δομημένα και οργανωμένα δεδομένα Δομημένα και αυστηρή γλώσσα ερωτημάτων Τα δεδομένα και οι σχέσεις αποθηκεύονται στη ΒΔ DML, DDL Αυστηρή ακεραιότητα δεδομένων. noSQL Not only SQL Δεν υπάρχει δηλωτική γλώσσα ερωτημάτων Δεν υπάρχει προκαθορισμένο σχήμα Τρόποι αποθήκευσης: Key-Value pairs, Column store, document store, Graph DB Ακεραιότητα γεγονότων και όχι δεδομένων CAP Theorem Προέχει υψηλή απόδοση, επεκτασιμότητα, διαθεσιμότητα

Consistency (συνέπεια) Availability (διαθεσιμότητα) Θεώρημα CAP Consistency (συνέπεια) Availability (διαθεσιμότητα) Partitioning [tolerance] (ανεκτικότητα στο διαχωρισμό)

AP: κάποια από τα δεδομένα μπορεί να μην είναι ακριβή Θεώρημα CAP Αν και θεωρητικά όλα πρέπει να ισχύουν, αρκεί να έχω 2 από τα 3 για να έχω ΒΔ CA: single site cluster. Όλοι οι κόμβοι να είναι σε επαφή. Αν χαθεί ένας καταστρέφεται στο σύνολο CP: κάποια δεδομένα μπορεί να είναι απροσπέλαστα, το υπόλοιπο λειτουργεί μια χαρά AP: κάποια από τα δεδομένα μπορεί να μην είναι ακριβή

Θεώρημα CAP

Εύκολη επεκτασιμότητα Κατανεμημένα συστήματα Χαμηλότερο κόστος Στα θετικά… Εύκολη επεκτασιμότητα Κατανεμημένα συστήματα Χαμηλότερο κόστος Ευελιξια (στη μη ύπαρξη δομημένου σχήματος) Δεν υπάρχουν περίπλοκες σχέσεις

Δεν υπάρχει κάποια τυποποίηση (είναι εξ ορισμού fuzzy logic) όμως Δεν υπάρχει κάποια τυποποίηση (είναι εξ ορισμού fuzzy logic) Είναι πολύ περιορισμένος ο τρόπος ερωτημάτων Τι γίνεται αν το σύστημα δεν έχει εν τέλει ακρίβεια;

Δεν υπάρχει κάποια τυποποίηση (είναι εξ ορισμού fuzzy logic) όμως Δεν υπάρχει κάποια τυποποίηση (είναι εξ ορισμού fuzzy logic) Είναι πολύ περιορισμένος ο τρόπος ερωτημάτων Τι γίνεται αν το σύστημα δεν έχει εν τέλει ακρίβεια;

Key-value stores Column-oriented Graph Document oriented Κατηγορίες noSQL Key-value stores Column-oriented Graph Document oriented

Όλοι οι βασικοί τύποι noSQL Key-value Όλοι οι βασικοί τύποι noSQL Μπορούν να διαχειριστούν τεράστιους όγκους δεδομένων Το «κλειδί» είναι ένα μοναδικό αναγνωριστικό και η τιμή μπορεί να είναι οτιδήποτε αδόμητο (string) ή δομημένο (JSON, BLOB, etc) Εμφανίζονται στις περιπτώσεις AP (CAP theorem) Redis, dynamo, ryak

Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε στήλες Column oriented Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε στήλες Οι τιμές σε μια στήλη αποθηκεύονται σε σειρά (συνεχόμενα) Κάθε στήλη έχει δικό της χώρο αποθήκευσης Έχει τεράστιες δυνατότητες συμπίεσης Έχει υψηλές επιδόσεις σε ερωτήματα συνάθροισης Big Table, Cassandra, SimpleDB, etc

Σχηματικά

Graph Τα δεδομένα αποτελούνται από έναν πεπερασμένο αριθμό από διατεταγμένα ζεύγη που ονομάζονται ακμές και οντότητες που ονομάζονται κόμβοι OrientDB, Neo4J, etc

Αποθηκεύονται σε ομάδες με παραπλήσια δεδομένα MongoDB, CouchDB, etc Document Oriented Συλλογές από έγγραφα Δεν υπάρχει κάποια συνοχή μεταξύ τους απλά κάθε ένα έχει ένα κλειδί και τα περιεχόμενα του εγγράφου είναι η τιμη Αποθηκεύονται σε ομάδες με παραπλήσια δεδομένα MongoDB, CouchDB, etc

3 Κατασκευή ΒΔ

Ας βρούμε τι θα φτιάξουμε Διαδικασία Ας βρούμε τι θα φτιάξουμε

…τι σημαίνει το κάθε ένα στον πίνακα που θα φτιάξω ER Σχέσεις… Πολλά με πολλά Ένα με πολλά Πολλά με ένα …τι σημαίνει το κάθε ένα στον πίνακα που θα φτιάξω

Σχήμα Πίνακες της ΒΔ

Εφαρμογή του συστήματος και εκτέλεση βασικών εντολών Εφαρμογή σε DBMS Εφαρμογή του συστήματος και εκτέλεση βασικών εντολών