01 - Εισαγωγή σε Βάσεις Δεδομένων

Βάσεις Δεδομένων Ι - 01
Εισαγωγή
Φώτης Κόκκορας (MSc/PhD)
Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ ΤΕΙ Θεσσαλίας

Φ. Κόκκορας / Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ – ΤΕΙ Θεσσαλίας ‐ 2 ‐ Βάσεις Δεδομένων Ι
Τι είναι μια Βάση Δεδομένων;
 Στην ουσία: είναι μια συλλογή πληροφοριών που διατηρείται για μεγάλο χρονικό
διάστημα, συνήθως αρκετά χρόνια.
 Πιο τεχνικά: ο όρος βάση δεδομένων αναφέρεται σε μια συλλογή δεδομένων που
ελέγχεται από ένα Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ).
 ΣΔΒΔ  DBMS: Database Management System
 Βάσεις Δεδομένων υπάρχουν πίσω από κάθε σύγχρονη σημαντική υπηρεσία:
 web search / δυναμικά sites / ηλεκτρονικό εμπόριο
 τραπεζικές συναλλαγές, χρηματιστήριο, ασφάλειες, κρατήσεις εισιτηρίων
 εταιρικές δραστηριότητες (πελατολόγιο, πωλήσεις, αποθήκες, κτλ)
 επιστήμες, όπως για παράδειγμα:
 βιολογία / ανάλυση ανθρώπινου γονιδιώματος,
 μετεωρολογία / δορυφορικά δεδομένα / πρόγνωση καιρού
 επιστήμες / εξόρυξη μη προφανούς αλλά πιθανώς χρήσιμης γνώσης
 π.χ. ιατρικής ή οικονομικής φύσεως
 κτλ
 δημόσιος τομέας (εξαιρείται ο Ελληνικός!!!)
 κτλ

Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων
 Εξειδικευμένο πακέτο λογισμικού (βασισμένο σε γνώσεις και τεχνολογία δεκαετιών)
για την αποτελεσματική οργάνωση και διαχείριση μεγάλου όγκου δεδομένων, καθώς
και την ασφαλή διατήρησή τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.
 Από τα πιο σύνθετα λογισμικά που υπάρχουν!
 Ένα DBMS υποστηρίζει:
 δημιουργία νέων βάσεων δεδομένων μέσω προσδιορισμού της λογικής διάρθρωσης
(οργάνωσης) των δεδομένων (δημιουργία του σχήματος/schema) μέσω ειδικής γλώσσας
ορισμού δεδομένων (data definition language - DDL)
 υποβολή "ερωτήσεων" στις βάσεις δεδομένων μέσω ειδικής γλώσσας ερωτημάτων (data
query language – DQL)
 αποθήκευση μεγάλου όγκου δεδομένων (terabyte ή και περισσότερο, εκατομμύρια ή δισεκα-
τομμύρια καταχωρήσεις) για μεγάλο χρονικό διάστημα και ταχεία προσπέλαση σε αυτά
 ανάκαμψη του συστήματος μετά από βλάβη, σφάλματα ή και εσκεμμένη προσπάθεια
καταστροφής (καθιστούν μια βάση δεδομένων ανθεκτική)
 ταυτόχρονη προσπέλαση πολλών χρηστών στα ίδια δεδομένα διασφαλίζοντας ότι:
 οι ενέργειες ενός χρήστη δεν επηρεάζουν τους άλλους (μόνωση)
 οι ενέργειες εκτελούνται πλήρως (ή δεν εκτελούνται καθόλου) (ολομέρεια)

Σύντομη Ιστορική Αναδρομή
 Ίσως η παλαιότερη (πρώτη?) ευρεία εφαρμογή πληροφορικής.
 δεκαετία '60 τα πρώτα εμπορικά συστήματα
 Αποτελούν εξέλιξη των συστημάτων διαχείρισης αρχείων...
 ...τα οποία παρέχουν ορισμένες από τις ιδιότητες της προηγούμενης διαφάνειας αλλά
υστερούν σε πολλά σημεία:
 δεν διασφαλίζουν τη διάσωση των δεδομένων – απαιτείται back-up
 δεν παρέχουν γενικά ταχεία προσπέλαση
 δεν υποστηρίζουν κάποια γλώσσα ερωτημάτων υψηλού επιπέδου
 η οργάνωση που παρέχουν είναι συνήθως
 ιεραρχική (ιεραρχικό πρότυπο οργάνωσης) ή γράφος (δικτυακό πρότυπο οργάνωσης)
 επιτρέπουν ταυτόχρονη προσπέλαση αλλά όχι και ταυτόχρονη τροποποίηση
 1970: ο Ted Codd προτείνει να παρουσιάζουν τα ΣΔΒΔ τα δεδομένα στους χρήστες
σε οργάνωση πινάκων (tables ή σχέσεις/relations) αλλά στο παρασκήνιο να υπάρχει
μια πιο σύνθετη οργάνωση που να επιτρέπει υψηλές επιδόσεις.
 Γένεση του Σχεσιακού Μοντέλου (Relational Model).
 Οι προγραμματιστές πλέον (ΣΣΔΒΔ/RDBMS) δεν χρειάζεται να γνωρίζουν την πραγματική
διάρθρωση των δεδομένων. Υποβάλλουν ερωτήσεις σε μια γλώσσα πολύ υψηλού επιπέδου
(την SQL – Structured Query Language) που αυξάνει δραματικά την παραγωγικότητα!
 Συνεχής εξέλιξη για κάλυψη ιδιαίτερων αναγκών (πχ Google Search)

Σύγχρονες Τάσεις
 Ολοένα και μικρότερα συστήματα
 Τα ΣΣΔΒΔ μπορούν πλέον και λειτουργούν και σε προσωπικούς Η/Υ, ενώ εφαρμογές ΒΔ
υπάρχουν ακόμη και σε μικρές υπολογιστικές συσκευές (σε κινητά!)
 Ολοένα και μεγαλύτερα συστήματα
 Google Search – ευρετήρια για δισεκατομμύρια ιστοσελίδων και ταχύτατη απόκριση!
 Δορυφορικά δεδομένα όγκου την τάξεως των petabyte (103
terabyte) ή exabyte (103
petabyte)
 Flickr – εκατομμύρια εικόνες,
 Facebook – δεδομένα ~1 δισεκατομμυρίου χρηστών
 youTube – εκατομμύρια video clip
 Ομότιμα Δίκτυα Ανταλλαγής Αρχείων (peer to peer) – torrents –
 τεράστια συνολική βάση δεδομένων (αρχείων) διαμοιρασμένη σε πολλούς Η/Υ
 Ενοποίηση Πληροφοριών/Δεδομένων (Data Fusion)
 Συνένωση δεδομένων που προέρχονται από πολλές βάσεις δεδομένων σε ένα ενιαίο σύνολο.
 υποκαταστήματα εταιριών με δική του βάση δεδομένων το καθένα
 συγχώνευση εταιριών
 συνύπαρξη παλαιών συστημάτων (legacy systems) με σύγχρονα
 Χρήση αποθηκών δεδομένων όπου μεταφέρονται τα επί μέρους data επεξεργασμένα.
 Χρήση διαμεσολαβητών (middleware) που παρέχουν στο χρήστη ενιαίο πρότυπο δεδομένων.

Κατηγορίες Χρηστών σε ΣΔΒΔ
 Σχεδιαστές/Προγραμματιστές
 σχεδιάζουν τις βάσεις δεδομένων και υλοποιούν εφαρμογές για την εύκολη χρήση τους από
απλούς χρήστες
 Απλοί Χρήστες
 καταχωρούν ή προσπελαύνουν δεδομένα, συνήθως μέσω κάποια εφαρμογής υψηλού
επιπέδου που αποκρύπτει την πολυπλοκότητα του συστήματος
 π.χ. οι φοιτητές που χρησιμοποιούν web φόρμες στις ηλεκτρονικές υπηρεσίες της γραμματείας
δεν γνωρίζουν την δομή της βάσης δεδομένων του υποστηρίζει αυτές τις υπηρεσίες!
 Διαχειριστές (administrators)
 φροντίζουν το σχήμα της βάσης δεδομένων και το ΣΔΒΔ (π.χ. ορίζουν χρήστες και
δικαιώματα, επαναφέρουν το σύστημα σε περίπτωση αστοχίας/βλάβης, κτλ)
Ο δικός σας ρόλος στο πλαίσιο του μαθήματος
 Σχεδίαση Βάσεων Δεδομένων
 σχεσιακό μοντέλο, μοντέλο οντοτήτων/συσχετίσεων, ημιδομημένο μοντέλο (XML)
 Προγραμματισμός Βάσεων Δεδομένων
 χρήση SQL για δημιουργία "ερωτημάτων" διαφόρων ειδών
 XPath και XQuery, εφόσον καταστεί χρονικά εφικτό (αφορούν σε XML δεδομένα)
 Διαχειριστές (αλλά σε μικρό βαθμό)

Λογισμικά Εργαστηρίου
 MySQL
 open source RDBMS
 έκδοση Community Server
 εξαιρετικά διαδεδομένη σε web εφαρμογές
 MySQL Workbench
 εφαρμογή "3 σε 1" που παρέχει εύχρηστη γραφική διεπαφή για:
 μοντελοποίηση/σχεδίαση βάσεων δεδομένων (σε σχεσιακό μοντέλο),
 διαχείριση και χρήση βάσεων δεδομένων (δημιουργία ερωτημάτων, κτλ) σε
MySQL Server, και
 διαχείριση του ίδιου του MySQL Server
 FlySpeed SQL Query
 λογισμικό (MS Windows) υποβοήθησης δημιουργίας SQL ερωτημάτων,
 ανεξάρτητο RDBMS - θα χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με MySQL

Βιβλιογραφία
 Τα slides φτιάχτηκαν στο χειμερινό εξάμηνο της
περιόδου 2012-2013, ως βοηθητικό διδακτικό
υλικό για το μάθημα Βάσεις Δεδομένων Ι.
 Χρησιμοποιήθηκε το ακόλουθο σύγγραμμα (αν και
εξαιρετικό, δεν είναι αναγκαία η απόκτησή του):
 Συστήματα Βάσεων Δεδομένων (Τόμος Ι)
GARCIA-MOLINA, ULLMAN, WIDOM
ISBN: 978-960-524-310-4, Έτος: 2010
ΙΤΕ-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
Επικοινωνία
 email: fkokkoras [at] teilar [dot] gr

01 - Εισαγωγή σε Βάσεις Δεδομένων

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (13)

Similar to 01 - Εισαγωγή σε Βάσεις Δεδομένων (20)

Recently uploaded (20)

01 - Εισαγωγή σε Βάσεις Δεδομένων