Az adatbáziskezelés alapfogalmai Forrás: Kovács László: Adatbázisrendszerek I. jegyzete Információ és adat Az információ jelsorozathoz kapcsolódó új jelentés, hasznos közlés. - a statisztikai oldal az információt hordozó jelek előfordulási gyakoriságait vizsgálja, - a szintaktikai oldal a jelsorozatok formális azonosságait vizsgálja, - a szemantikai oldal, a jelsorozat mögött húzódó jelentést, lényeget hangsúlyozza, - a pragmatikai oldal a jelentés gyakorlati hasznosságát emeli ki. Az információ hordozóját adatnak nevezzük, vagyis az adat a tények, fogalmak, feldolgozásra alkalmas reprezentációja. Az adat számunkra a számítógépben tárolt jelsorozatot jelenti, melyből a feldolgozás során nyerhetünk információt. 1
Az adatok tárolása számítógépben: - szövegszerű: emberközeli, redundáns, nincs fix struktúra - adatszerű, struktúrált: tömör, eszköz specifikus, merev struktúra, hatékony (relációs) - szemi-strukturált: rugalmas, független (XML) Információs rendszerek követelményei - Nagymennyiségű adatok hatékony kezelése - Konkurens hozzáférés támogatása 2
- Integritásőrzés: az adatok minden megadott belső szabálynak megfeleljenek - Védelem: adatvesztés, jogosulatlan hozzáférés ellen - Hatékony programfejlesztés: szabványos eszközök használata megkönnyíti az alkalmazások új platformra történő átültetését Alapvető adattárolási mechanizmusok A permanens adatok tárolására a háttértárolók szolgálnak, ahol az adatok file-okba szervezetten helyezkednek el. Alapvető műveletek - adatelemek megkeresése, lekérdezése, - adatelemek bővítése, módosítása, törlése, - segédinformációk tárolása. 3
Az adatelem beolvasása címének ismeretében három fő lépésből áll: - fejmozgatás: a fejet a lemez megfelelő sávjára, cilinderére kell mozgatni, - fejkiválasztás: lemezcsomag esetén a megfelelő lemez kijelölése, - forgatás: az adott sávon belül a megfelelő szektor, blokk mozgatása a fej alá. A fájlokon belül az adatok blokkokban tárolódnak. A filehoz tartozó és egymás után következő blokkok nyilvántartásának módszerei: - blokkok láncolása, - blokk címlista. 4
A file belső logikai struktúrája: - stream jellegű, - rekord jellegű. Rekord és blokk viszonya: - spanned, - unspanned. A rekord jellegű állományokban a rekordok lehetnek - fix hosszúak, vagy - változó hosszúságú. Változó hosszúságú rekordok esetén a rekordok elhelyezkedését jelezheti: - rekordvég karakter, - mutató a következő rekord elejére, - blokklista a rekordokra hivatkozó mutatókkal. 5
Rekordjellegű fájl szerkezetek elérési típusai : - soros elérés, - szekvenciális elérés, - indexelt elérés, - random, hashing elérés. Azt a tulajdonságot, vagy tulajdonságcsoportot, mely egyedisége révén alkalmas az egyed, azaz a rekord egyértelmű azonosítására, rekordkulcsnak vagy röviden kulcsnak nevezzük. Az index szerkezet, egy külön listában tartalmazza a rekordok kulcsait és az elérésükhöz szükséges mutatókat: - indexlista, - indexszekvenciális fájlszerkezet, az ISAM szerkezet, melyben a rekordok fizikailag is rendezetten helyezkednek el a fájlban. A hierarchikus index listák között kiemelkedő szerepet játszik a B+ fa. 6
A Bayer fa szerkezet (B+ fa): 7
Hashing A kulcs értékéből valamilyen egyszerűbb eljárással, a h() hash függvénnyel meghatároznak egy pozíciót. A h(x) = x mod n egy szokásos hash függvény, ahol x a kulcs érték és n hash tábla rekeszeinek a darabszáma. A h(x) megadja, hogy mely rekeszbe tegyük le az x kulcsú elemet. Túlcsordulás. 8
Adatbázisrendszerek, adatbázis és adatbáziskezelő fogalmai Történeti áttekintés 1945: assembly 1960: első adatkezelő rendszerek, hierarchikus adatmodell 1970: hálós adatmodell, relációs adatmodell, System R 1980: Oracle, Ingres, Informix, PC-s adatkezelők 1990: SQL Adatbázis fogalom definíciók: Az adatbank rekordok összessége. (Works) Adatbázis: Általában és szigorúan véve olyan adatállomány (data file), amely egy adatbáziskezelő rendszerrel hozható létre és érhető el. (Oxford) Az adatbázis összetartozó és kapcsolódó adatok rendszere. (Elmasri - Navathe) Adatbázisokon voltaképpen adatoknak kapcsolataikkal együtt való ábrázolását, tárolását értjük. (Horváth Katalin - Dr. Szelezsán János) 9
Az adatbázis véges számú egyed-előfordulásnak, azok egyenként is véges számú tulajdonságértékének és kapcsolat-előfordulásainak az adatmodell szerint szervezett együttese. (Dr. Halassy Béla) Az adatbázis a felhasználók által rugalmasan kezelhető adatok rendszere. (C.J. Date) Az adatbázis összetartozó adatok azon rendszere, mely megosztott több felhasználó között, és az elérést egy központi vezérlő program szabályozza, és a felhasználónak nem kell ismernie az adatok fizikai tárolási mechanizmusát. (J. G. Hughes) Adatbázis: egy olyan integrált adatszerkezet, mely több különböző objektum előfordulási adatait adatmodell szerint szervezetten perzisztens módon tárolja olyan segédinformációkkal, ún. metaadatokkal együtt, melyek a hatékonyság, az integritásőrzés és az adatvédelem biztosítását szolgálják. Az adatbázis szó rövidítésére gyakran használják angol rövidítését, a DB-t (Data Base.) 10
Adatbáziskezelő rendszer Codd: Adatbáziskezelő rendszer az a program, mely az adatbázishoz történő mindennemű hozzáférés kezelésére szolgál. Forsthuber: Az adatbáziskezelő rendszer feladatai: - adatbázisok létrehozása, - adatbázisok tartalmának definiálása - adatok letárolása - adatok lekérdezése, - adatok védelme, - adatok titkosítása, - hozzáférési jogok kezelése, - fizikai adatszerkezet szervezése. Adatbáziskezelő rendszer: Az a programrendszer, melynek feladata az adatbázishoz történő hozzáférések biztosítása és az adatbázis belső karbantartási funkcióinak végrehajtása. Az adatbáziskezelő rendszer rövidítése az angol elnevezés alapján: DBMS. 11
Egy hatékony adatkezelő rendszernek tartalmaznia kell egy adatbáziskezelőt, egy adatbáziskezelő rendszert, valamint alkalmazói és segédprogramokat Az adatbáziskezelő, az adatbáziskezelő rendszer, valamint alkalmazói és segédprogramok együttesét adatbázisrendszernek neveznik, melynek rövidítésére a DBS használják. 12
A DBS előnyei: - az egyedtulajdonságok, kapcsolatok és metaadatok egységes tárolási rendszere, - Adatfüggetlenség: fizikai, logikai - Nagyobb adatabsztrakció - Adatmegosztás, párhuzamos hozzáférés - Ellenőrzött redundancia - Hozzáférési jogosultságellenőrzés, adatvédelem - Optimalizált fizikai adatszerkezetek - Integritási feltételek érvényesítése - Szabványosság, hatékonyság, rugalmasság Nem célszerű adatbázist használni, ha: - Az alkalmazás, az adatrendszer viszonylag egyszerű, s nem várhatók változtatások az adatrendszerben a jövőben sem. - Az alkalmazás real-time követelményeket támaszt az adatrendszerrel szemben. - Egyfelhasználós adatrendszer esetén. 13
A DBMS- ekhez mindíg csatlakozik egy leíró nyelv, egy modell. A hagyományos alkalmazásokhoz ezzel szemben nem rendelhető egy ilyen rugalmas modell (modell, mint leíró rendszer). A informatikában azon modelleket, amelyek az adatok struktúrájának leírására szolgálnak, adatmodelleknek nevezik. Mivel a DBMS-ekhez rendelt modell is ugyanazen célt szolgálja, ezért a DBMS-hez rendelt modell is adatmodellnek tekinthető. 14