Databases I

1
Databases I
definitieve versie 2002
Martin Caminada / Wiebren de JongeVrije
Universiteit, Amsterdam
2
Over het college

• Docenten
• Martin Caminada martinc_at_cs.vu.nl
• Wiebren de Jonge wiebren_at_cs.vu.nl
• Stof
• boek Elmasri en Navathe
• correcties op boek
• aanvullingen op boek
• huiswerkopgaven
• Huiswerk
• vanaf ongeveer 3e week
• groepjes van bij voorkeur 2 personen
• serieuze deelname verplicht voor deelname eerste
  tentamen
• Meer info www.cs.vu.nl/martinc/databases

3
Wat gaan we doen

• Doel vak Databases IDe student van voldoende
  achtergrondkennis en vaardigheden te voorzien
  zodat hij in staat is om (relationele) databases
  te ontwerpen en te gebruiken in domeinen met een
  grote en complexe informatiebehoefte
• Enkele van de te behandelen onderwerpen
• modelleren van informatie-behoefte (ER-model)
• mappen van ER-model naar database ontwerp
• theorie achter database ontwerp (normaliseren,
  lossless join, )
• queries ook in de iets minder makkelijke
  situaties
• achtergrond en opzet DBMS (architectuur, opslag,
  concurrency, )
• Opzet
• beperkt tot principes / concepten van moderne
  database systemen
• weinig tot geen specifiek DBMS (Oracle/DB2/)
  gerelateerde info
• colleges zijn bedoeld om je op weg te helpen
  (details staan in boek en aanvullingen!)

4
Waarom zijn databases relevant?

• Informatica databases overal, meeste IT draait
  op databases
• BI CRM, ERP, Data Warehousing
• AI kennisbanken, data mining
• MMC back-office van Websites
• Databases zijn de motor van veel IT-toepassingen

5
Definities

• Database Een verzameling van gerelateerde
  gegevens
• heeft betrekking op Universe of Discourse (UoD)
• is logisch coherent en heeft bepaalde betekenis
• heeft een specifiek doel / doelgroep
• Database Management System (DBMS)verzameling
  programmatuur voor het aanmaken en beheren van
  een database
• Database System DBMS software samen met gegevens
  zelf
• Informatie systeem Database System applicaties
  gebruikersomgeving (gebruikers procedures)

6
Voorbeeld (UoD)

• Universe of Discourse University
• enkele UoD entiteiten
• STUDENT
• COURSE
• SECTION (of COURSE)
• DEPARTMENT
• INSTRUCTOR
• enkele UoD relaties
• SECTIONS zijn van bepaalde COURSES
• STUDENTS volgen SECTIONS
• COURSES hebben als vereiste voorkennis andere
  COURSES
• INSTRUCTORS geven zekere SECTIONS
• COURSES worden gegeven aan DEPARTMENTS
• STUDENTS volgen een studie aan DEPARTMENTS

7
Voorbeeld (database)
8
Overzicht Database System
9
Karakteristieken Database System

• zelfbeschrijvende opzet van database systeem
• catalog bevat beschrijving van database
  (meta-data)
• isolatie tussen gegevens en programmas
  (program-data independence)
• staat toe data opslag structuren te wijzigen
  zonder DBMS applicaties te hoeven wijzigen
• data abstractie
• verbergt opslag en implementatie details en geeft
  gebruikers een conceptuele kijk op de gegevens in
  de database
• meerdere views mogelijk
• geeft gebruikers alleen de data die voor hen
  relevant is( presentatie)
• data sharing
• brengt echter ook behoefte aan concurrency
  control met zich mee

10
Enkele voordelen gebruik DBMS

• Controlling redundancy (consistency) / sharing of
  data
• restricting unauthorized access
• providing persistent storage for program objects
  and data structures
• representing complex relationships among data
• enforcing integrity constraints
• backup and recovery
• multiple user-interfaces
• potential for enforcing standards
• economies of scale

11
Database gerelateerde posities

• Op de voorgrond
• eindgebruikers (naive / casual / sophisticated)
• software engineers (application programs)
• database Administrator (DBA)
• Op de achtergrond
• DBMS software engineers (IBM, Oracle, Microsoft,
  )
• tool developers (ER-editors, )
• operators en systeembeheerders

12
Wanneer geen DBMS gebruiken?

• Nadelen DBMS
• Hoge initiële kosten (aanschaf training
  personeel)
• functionaliteit (generaliteit, beveiliging,
  recovery, concurrency control) brengt ook
  overhead met zich mee
• DBMS kan onnodig zijn wanneer
• de database en haar applicaties simpel en wel
  gedefinieerd zijn, en het niet de verwachting is
  dat het database ontwerp gewijzigd zal worden
• multi-user gebruik niet nodig
• stringente real-time eisen die DBMS overhead
  onwenselijk maken

13
Database System concepten en architectuur

• data model een verzameling van concepten om de
  structuur van de database te beschrijven en de
  constraints waaraan de database dient te voldoen
• soorten data models
• conceptual (high-level, semantic) data models (bv
  ER-model)
• physical (low-level, internal) data models
• implementation (representation) data models (bv
  relationeel model)
• database schema beschrijving van een database.
• bevat zowel beschrijving van database structuur
  als constraints
• intensie v/e database alle mogelijke/toegestane
  toestanden en toestandsovergangen
• extensie v/e database één van de
  mogelijke/toegestane toestanden (waarden) van een
  relatie (een intensie). Alternatief de huidige
  toestand van de relatie (de intensie)

14
ANSI/SPARC architectuur
15
DBMS talen

• Data Definition Language (DDL)
• Storage Definition Language (SDL)
• View Definition Language (VDL)
• Data Manipulation Language (DML)
• high level (set-at-a-time, query language)
• low level (record-at-a-time, host language / data
  sublanguage)

16
Thuis

• Nalezen
• hoofdstuk 1
• hoofdstuk 2
• Voorbereiden
• hoofdstuk 3