Vad är en databas? “En databas är en delad samling logiskt relaterade data som designats för att möta informationsbehovet i en organisation eller för en produkt.” Var finns databaser? (användningsområden – överallt) Köp i affär och användning av kreditkort Boka en resa hos en researrangör Låna och söka böcker på ett bibliotek Teckna en försäkring Studera på Högskola Använda internet

Filbaserade system Filbaserade system var ett tidigt försök till att datorisera manuella filsystem Produkter, uppgifter, klienter, anställda osv… Recept, garantier, bankärenden osv… Varje program definierar och styr sin egen data.

Varför DB? Metadata (data om data) program- och dataoberoende Datamodell / dataabstraktion högnivå språk för hantering av databasen multipla vyer av samma data effektivt sökning/åtkomst av stora datamängder Datamodell - beskrivning av en databas Dataabstraktion - hur användaren ser den externa definitionen på ett objekt, den interna kan ändras utan att användarna märker det.

Database Management System - DBMS Tillåter användare att skapa nya databaser och specificera schema (dvs logiska beskrivningar av data) Ger användare möjligheten att ställa frågor, lägga till eller ta bort data Stödjer lagring av stora mängder av data (gigabytes, terabytes) över en längre tidsperiod Har säkerhetsrutiner för att hålla databasens innehåll konsistent Kontrollerar åtkomst Tillåter flera användare att använda och ändra databasen samtidigt (transaktionshantering)

Funktioner i ett DBMS Datalagring, åtkomst och uppdatering En användarkatalog (user-accessible catalog) Transaktionshantering (transaction support) Ett kontrollsystem för samtidig data (concurrency control services) Ett Backup och återställningsystem (recovery services) Behörighetskontroll (Authorization services) Datakommunikationssupport (Data communication) Ett säkerhetssystem för data (integrity services) Service för Dataoberoende (Data independence) Utility services.

DDL & DML Data Definition Language (DDL) - tillåter användare att specificera de datatyper, den struktur och de restriktioner som gäller för data lagrat i databasen. Data manipulation Language (DML) - tillåter användare att lägga till, uppdatera, ta bort och hämta data från databasen. Procedurell DML - användaren specificerar vilken data som begärs och hur man kommer åt det Icke-procedurell DML - användaren specificerar vilken data som begärs utan att specificera hur man kommer åt det

SQL - Structured Query Language Standardiserat frågespråk. Används för: att definiera scheman, ge typer och integritetsvillkor (DDL). varchar(n): strängar av längd högst n. int: heltal date: datum, angivna som t ex date ’2010-03-20’. att uttrycka frågor och uppdateringar (DML). SELECT * FROM student WHERE program = ’MMD’;

DB Entiteter - (objekt) kan vara t ex vara kunder, beställningar eller leverantörer. Attribut - (egenskap) t ex kundnummer, kundnamn och adress för ett objekt Kund. Relationer - hur relaterar eller förhåller entiteter sig till varandra (1-1, 1-M eller M-M)? Primärnyckel - unik identifierare i en tabell Främmande nyckel - värdet på en primärnyckel i en annan tabell

DB

Vyer View mechanism - varje användare kan ha sin egen vy av databasen. Views (Vyer) - är en bild av en del av DB Säkerhetsaspekt - Exkludera data som vissa användare ej ska ha tillgång till. Individanpassning av utseendet på DB Pressenterar en oföränderlig bild av databasstrukturen även om den underliggande databasen ändras.

Databasmiljö

ANSI/SPARC modellen

ANSI/SPARC modellen Externt skikt Användarens vy av databasen. Denna nivå beskriver den delen av databasen som är relevant för en viss användare. Varje användare har ett språk till sitt förfogande: Programmeraren bygger applikationer i C, Java etc. Slutanvändaren använder någon form av frågespråk, tex SQL. Databasadministratören måste kunna en hel uppsättning språk och verktyg.

ANSI/SPARC modellen Konceptuellt skikt Den konceptuella nivån beskriver alla data som är lagrade i databasen och dess relationer. Den konceptuella vyn representerar hela databasens informationsinnehåll. Tex en samling förekomster av artiklar och ett antal förekomster av leverantörsposter. Här definieras även säkerhetskontroller och integritetskontroller som kommer att gälla i databasen.

ANSI/SPARC modellen Internt skikt Den fysiska representationen av data i datorn. Denna nivå beskriver hur data lagras i databasen. Den interna vyn beskrivs med hjälp av det interna schemat som inte bara definierar olika posttyper som skall lagras utan även vilka index som skall finnas, hur lagrade fält skall representeras, etc.

Ett exempel: Skikten i ANSI/SPARC modellen

Dataoberoende i ANSI/SPARC modellen

Mapping Förhållandet mellan det externa, konceptuella och interna schemat kallas för mapping. Mappingen binder samman de olika nivåerna, oavsett namn på data: Logiskt dataoberoende - externa scheman är immuna mot förändringar i det konceptuella schemat. Fysisk dataoberoende - konceptuella scheman är immuna mot ändringar i det interna schemat.

Datamodeller Objektbaserade datamodeller - används för att beskriva data på logisk och vy nivå. Entity-Relationship Objektorienterad Postbaserade datamodeller Relationell datamodell - Bygger på entiteter, attribut och relationer. Nätverksdatamodell - Posterna i databasen är organiserade som samlingar av godtyckliga grafer Hierarkiskdatamodell - posterna är organiserade som samlingar av träd Fysiska datamodeller - kan användas för att beskriva hur data lagras fysiskt Objektbaserade datamodeller - Bygger på entiteter, attribut och relationer. Postbaserade datamodeller - Fysiska datamodeller - kan användas för att beskriva hur data lagras fysiskt

Konceptuell modellering Det konceptuella schemat är kärnan i systemet och understöder alla användarvyer Bör vara en komplett och noggrann representation av en organisations databehov Konceptuell modellering är processen att utveckla en modell av informationsanvändning oberoende av implementeringsdetaljer Resultatet blir en konceptuell datamodell.

Fleranvändararkitekturer File-server Client-Server Web service

File-Server arkitektur Tillhandahåller delat utrymme för data som ex: dokument, bilder och databaser

Client-Server arkitektur Klienten skickar begäran till servern om exempelvis databasåtkomst, serverbaserad programvara eller dylikt

Web Services Webbaserad mjukvara som kommunicerar och samarbetar med andra webbtjänster