مدیریت اطلاعات و داده های سازمان یافته

مدیریت اطلاعات و داده های سازمان یافته

اسلاید 1: مدیریت اطلاعات و داده های سازمان یافتهبخش سوم کتاب توربان1درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 2: قسمت هایی که با رنگ سبز نوشته شده اند از کتاب ”مفاهیم بنیادی پایگاه داده ها“ نوشته آقای روحانی گرفته شده اند.توجه2درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 3: مبانی مرتب سازی و دستیابی داده ها سلسله مراتب داده ها(Data Hierarchy): یک بیت، کوچکترین واحد داده قابل پردازش در رایانه؛ یک بایت، مجموعه ای از بیت ها که یک کاراکتر ساده را معرفی می کند.یک رشته ترتیبی ازکاراکتر ها را گویند.فیلد(field): یک رشته معنی دار یا یک ترکیب منطقی از کاراکتر ها به صورت یک کلمه را گویند.رکورد(record): یک ترکیب منطقی از فیلد های مرتبط به هم که بیان کننده صفات یک پدیده است.فایل(پرونده): یک ترکیب منطقی از از رکورد های مرتبط به هم در بر دارنده رکوردهای موجودیت ها ی همگن است مانند پرونده دانشجویان .3درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 4: پایگاه داده(Database): ترکیب منطقی از فایل های مرتبط به هم که بیانگر پدیده های متصل بهم در یک حوزه کاری است.موجودیت(entity): یک شخص، مکان، شی، یا یک رویداد در ارتباط با اطلاعاتی که در یک رکورد نگهداری می شود.موجودیت(entity): مفهوم کلی آنچه می خواهیم در موردش اطلاع داشته باشیم.دانشجو،استاد،درسصفت(attribute): هر ویژگی یا کیفیتی که یک مشخصه را توصیف می کند.نام دانشجو،شماره دانشجویی،سال ورودمبانی مرتب سازی و دستیابی داده ها (ادامه)4درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 5: کلید اولیه(primary key): یک فیلد شناسه که به تنهایی یک رکورد را مشخص و متمایز می کند.شماره دانشجوییکلید ثانویه(secondary key): یک فیلد شناسه که بعضی از اطلاعات شناسایی را دارد، اما نوعا یک فایل را با دقت کامل شناسایی نمی کند.نام خانوادگی دانشجومبانی مرتب سازی و دستیابی داده ها (ادامه)5درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 6: دو روش کلیمشی ناپایگاهی(فایلینگ)مشی پایگاهیروش های طراحی و ایجاد سیستم ها6درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 7: محیط فایلی سنتییک فایل داده ای، مجموعه ای از رکورد های منطقا مرتبط به هم می باشد. در محیط سنتی مدیریت فایل ها، هر کاربرد(application) یک فایل داده مرتبط به آن دارد که شامل رکورد های داده های مورد نیاز آن کاربرد است. 7درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 8: افزونگی داده(data redundancy):تکرار داده های مشابه در چند محل در یک سیستم اطلاعاتیناسازگاری داده(data inconsistency): ناسازگاری بین نسخه های مختلف یک داده در یک سیستم اطلاعاتیجدایی داده ها(data isolation):سختی دسترسی به داده ها از طریق کاربردهای مختلف در یک سیستم اطلاعاتیامنیت داده ها(data security): کنترل دسترسی به داده ها در سیستم های اطلاعاتیمشکلات مشی فایلینگ(محیط فایل سنتی)8درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 9: جامعیت داده ها(data integrity):حفظ صحت،دقت،سازگاری و اعتبار داده های ذخیره شده در سیستم در تمام لحظاتاستقلال کاربرد/داده(application/data independence) :جدایی داده های ذخیره شده از برنامه های کاربردیمشکلات مشی فایلینگ(ادامه)9درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 10: پایگاه داده: مشی مدرن یا پایگاهیگروه منطقی از فایل های مرتبط به هم که داده ها و وابستگی های بین آن ها را در خود ذخیره می کنند.در مشی ناپایگاهی تنها به طراحی فایل ها می پردازیم در صورتی که در مشی پایگاهی، مراحل زیر را داریم:مدلسازی معنایی داده هاطراحی منطقی پایگاه دادهطراحی فیزیکی پایگاه دادهتولید برنامه های تعریف داده ها و کنترل و عملیات در داده هاانجام تستپیاده سازی10درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 11: در مشی پایگاهی،هنر این است که تنها یک پایگاه داده داریم ،ولی هر کاربر فکر می کند پایگاه داده و فایل های مخصوص به خودش را دارد.توجه: در کتاب درسی، مدلسازی معنایی داده ها و طراحی منطقی یک مفهوم در نظر گرفته شده اند، درحالی که این دو،دو مفهوم جدای از هم هستند.در واقع مدلسازی داده ها، همان رسم نمودارهای ERD است و طراحی منطقی، ایجاد جداول داده ای از روی نمودار است.پایگاه داده: مشی مدرن یا پایگاهی(ادامه)11درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 12: ساختن یک پایگاه دادهبرای ساختن یک پایگاه داده طراحان باید یک طراحی مفهومی و یک طراحی فیزیکی انجام دهند.طراحی مفهومی(conceptual design): یک مدل انتزاعی از پایگاه داده از دید کاربرطراحی فیزیکی(physical design): یک طرح بندی که نشان می دهد داده ها چگونه در حافظه مرتب می شوند.12درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 13: مدلسازی موجودیت ـ رابطه(entity-relationship modeling): فرایند طراحی یک پایگاه داده به وسیله سازماندهی موجودیت داده های مورد استفاده و شناسایی رابطه ای که با هم دارند.نمودار موجودیت ـ رابطه(entity-relationship diagram): نموداری که موجودیت داده ها، صفت ها و رابطه بین آن ها را نشان می دهد.کلاس های موجودیتی(entity classes): گروهی از موجودیت های یک نوع داده مشخص.ساختن یک پایگاه داده(ادامه)13درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 14: نمونه(instance): یک موجودیت مشخص از یک نوع موجودیتشناسه(identifier): یک صفت که یک نمونه موجودیت را شناسایی می کند.رابطه ها(relationships): اتصال های مفهومی موجودیت ها در یک پایگاه داده.مدلسازی14درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 15: تعداد موجودیت هایی که در یک رابطه هستند، درجه آن رابطه نامیده می شود. رابطه بین دو موجودیت رایجتر است و اصطلاحا رابطه دوگانی نامیده می شود.سه نوع رابطه دوگانی: 1:1 : ارتیاط یک نمونه از یک نوع موجودیت با یک نمونه از نوع موجودیت دیگر 1:M : ارتباط یک نمونه از یک نوع موجودیت با چند نمونه از نوع موجودیت دیگر M:N : ارتباط یک نمونه از یک نوع موجودیت با چند نمونه از نوع موجودیت دیگر و برعکس.مدلسازی(ادامه)15درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 16: نمودار موجودیت ـ رابطه (ERD)16درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 17: نمودار موجودیت ـ رابطه (ERD)17درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 18: نرمال سازی(normalization): یک روش برای تحلیل و بهبود یک پایگاه داده رابطه ای به شکلی ساده و موثر تر به منظور کاستن افزونگی، افزایش یکپارچگی داده ها، و بهبود کارایی پردازشی.18درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 19: رابطه بهنجار(نرمال سازی) نشده 19درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 20: رابطه نرمال سازی شده20درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 21: سیستم های مدیریت پایگاه داده سیستم مدیریت پایگاه داده(DBMS): یک برنامه نرم افزاری (یا گروهی از برنامه ها) که دسترسی به پایگاه داده را برای کاربر فراهم می کند.21درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 22: در معماری این سیستم ها سه نوع دید (view) داریم:دید خارجی: دید کاربران خاص نسبت به داده های ذخیره شده؛نشان دهنده محدوده مورد نیاز یک کاربردید ادراکی:شمادید داخلی:دید مبتنی بر ساختار فایل؛در مرحله طراحی فیزیکیتوجه:کتاب درسی تنها از دو دید نامبرده است و دو دید ادراکی و فیزیکی را در یک دسته دید فیزیکی قرار داده است.معماری سیستم های مدیریت پایگاه داده 22درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 23: دیدگاه فیزیکی و دیدگاه منطقیدیدگاه فیزیکی(physical view): طرحی برای آرایش واقعی و فیزیکی و مکان داده ها در حافظه های با دسترسی مستقیم(direct access storage device) سیستم مدیریت داده. دیدگاه منطقی(logical view): دید کاربر نسبت به داده ها و برنامه های نرم افزاری که آن داده ها را در سیستم مدیریت داده پردازش می کنند. 23درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 24: مفهوم مدل داده ایبخش ساختاری(S): امکانی برای نمایش موجودیت ها و ارتباط بین آن ها در سطح طراحی منطقیبخش پردازشی(M):امکان انجام عملیات بر روی داده ها را می دهد.بخش جامعیتی(I):فرامین کنترل دقت و صحت داده هامولفه های یک DBMS24درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3SMI

اسلاید 25: در واقع، در ادامه به تعریف انواع ساختار داده ای رایج می پردازیم(رابطه ای،سلسله مراتبی،شبکه ای)هر ساختار داده ای(DS)،حداقل یک عنصر ساختاری اساسی دارد که به کمک آن نوع موجودیت، ارتباط یا هردو را نمایش می دهد.برای مثال،در ساختار رابطه ای،عنصر ساختاری جدول است.مولفه های یک DBMS(ادامه)25درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 26: مولفه های یک DBMS(ادامه)مدل داده(data model): تعریف راهی برای اینکه چگونه یک داده در DBMS ساختاردهی می شود.(به صورت مفهومی)زبان تعریف داده ها(data definition language-DDL): مجموعه ای از دستور ها که ساختار پایگاه داده را توصیف می کند(انواع رکورد ها و مجموعه داده ها)در واقع این زبان در ساختار داده ای کاربرد دارد.مثال :Create /Drop/Alter table [table_name]…26درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 27: شِما(Schema): توصیف منطقی از همه پایگاه داده و لیست همه داده ها و رابطه بین آن ها.شما:تعریف ساختارهای انتزاعی طراحی شده؛ نوعی برنامه شامل دستورات تعریف و کنترل داده هازیرشِما(Subschema): مجموعه مشخصی از داده های پایگاه داده که مورد نیاز هر کاربرد (application) هستند.در واقع زیر شما همان دید(view) است که برای هر کدام از کاربران به صورت جداگانه تعریف می شود.مولفه های یک DBMS(ادامه)27درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 28: مثال از شما:CREATE TABLE STT(STID CHAR(8) NOT NULL,STNAME CHAR(25)STDEG CHAR(12)…..) PRIMARY KEY STID;مثال از زیر شما:CREATE DSAL (D,C,SSAL,AVSAL) AS SELECT DN,COUNT(*),SUM(SAL),AVG(SAL) FROM EMPLGROUP BY DN;مثال دید(VIEW)28درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 29: زبان تغییر داده ها (Data Manipulation Language): دستورالعمل هایی که از زبان های سطح بالا بهره می برد تا محتوای پایگاه داده را جستجو کند، اطلاعات را ذخیره یا بهنگام کند و کاربردهای پایگاه داده را توسعه دهد.مثال:Insert into [table_name] values…Delete from [table_name] where … در واقع ای زبان،مورد استفاده بخش پردازش در مدل داده ای است.مولفه های یک DBMS(ادامه)29درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 30: زبان جستجوی ساخت یافته (SQL(Structured query language) ): زبان عمومی پایگاه داده رابطه ای که کاربران را قادر به انجام جستجو های پیچیده با دستورالعمل های نسبتا ساده، می سازد. جستجو با مثال(query by example-QBE): زبان پایگاه داده که کاربر را قادر می سازد تا با پر کردن یک فرم، یک نمونه یا توصیفی از داده مورد نظر را بسازد.در واقع در این نوع زبان،به جای وارد کردن دستورات SQL،از شمای گرافیکی برای وارد کردن دستورات استفاده می شود.مولفه های یک DBMS(ادامه)30درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 31: مجموعه واژگان داده ها(Data dictionary collection): تعریف عناصر داده ها، ویژگی های داده هایی که عناصر داده ها استفاده می کند و افراد، توابع کاری، کاربرد ها و گزارش هایی که این عنصر داده ها را استفاده می کنند.تعریف داده ها،تعریف جداول،تعریف دیدها،در دیکشنری داده ها نگداری می شود.مولفه های یک DBMS(ادامه)31درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 32: مدل های منطقی داده (ساختارهای داده ای رایج)سه مدل رایج: سلسله مراتبی(hierarchical)، شبکه ای(network) و رابطه ای(relational)بقیه مدل ها مثل چند بعدی، شی ـ رابطه ای(object-relational)، ابررسانه ای (hypermedia)،نهفته(embedded) و مجازی(virtual)DBMSهای سلسله مراتبی و شبکه ای: معمولا داده های مرتبط به هم را از طریق لیست پیوندی به هم وصل می کنند.DBMSهای چندبعدی و رابطه ای: داده ها را با توجه به اطلاعاتی که از آن داده ها به دست می آید به هم مرتبط می کنند.32درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 33: مدل سلسله مراتبی DBداده ها را در یک درخت ساختاردهی می کند که در آن هر رکورد شامل دو عنصر، یک ریشه که اصطلاحاً کلید نامیده می شود و یک عدد متغیر از میدان های تابعه، می باشد.بهترین مزیت این مدل سرعت و کارایی آن برای جستجو در داده ها می باشد.ایراد ها: دسترسی به داده ها از پیش تعریف شده است.(بوسیله مدیر پایگاه داده قبل از نوشتن برنامه هایی که به داده باید دسترسی داشته باشند). برنامه نویس ها باید از سلسله مراتب ساختار داده ها تبعیت کنند.تعریف: این مدل نوعی درخت با یک ریشه و تعدادی وابسته است. دو عنصر ساختاری اساسی آن رکورد و پیوند پدرفرزندی(parent child link type-pcl) می باشد.33درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 34: مدل سلسله مراتبی DB34درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 35: مدل سلسله مراتبی DB35درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 36: مدل شبکه ای پایگاه دادهمدل داده ای که رابطه بین داده ها را به گونه ای برقرار می کند که رکورد های تابعه می توانند با بیش از یک عنصر داده رابطه داشته باشند. دو عنصر ساختاری اساسی آن رکورد و کوداسیل(نام مجموعه،رکورد مالک و رکورد عضو) می باشد.36درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 37: مدل رابطه ای پایگاه دادهمدلی بر پایه یک مفهوم ساده به نام جدول، به منظور تمرکز بر روی ویژگی های سطر ها و ستون های داده ها.در واقع عنصر ساختاری این مدل ،رابطه ریاضی است اما برای سهولت نمایش برای کاربران از جدول استفاده می شود.رابطه ها: جدول های سطرها و ستون های استفاده شده در DB رابطه ایچند تایی(Tuple): یک سطر داده در مدل رابطه ایصفت: یک ستون داده در مدل رابطه ای37درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 38: عملگرها در مدل رابطه ای به دو دسته معمولی و خاص تقسیم بندی می شوند.عملگرهای معمولیاجتماع(UNION)،اشتراک(INTERSECT)،تفاضل(MINUS)،ضرب کارتزین(PRODUCT)عملگرهای خاصگزینش(SELECT)،پرتو(PROJECT)،پیوند(JOIN)،تقسیم(DIVIDE) عملگرها در پایگاه داده رابطه ای38درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 39: سه عمل اصلی در پایگاه داده رابطه ایSelect: ایجاد یک زیرمجموعه شامل همه رکوردهای فایل با یک معیار خاص.(تاپل هایی از بدنه یک رابطه را گزینش می کند.)STCOT WHERE STID=‘123’ AND TR=‘1’Project: ایجاد یک زیرمجموعه از ستون های یک جدول، به کاربر اجازه ایجاد جدول های جدید شامل اطلاعات مورد نیاز می دهد. PROJECT STT OVER(STID,STNAME,STDEP)39درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 40: Join: ترکیب جدول های رابطه ایSTT JOIN COT WHERE STSEP=CODEPسه عمل اصلی در پایگاه داده رابطه ای(ادامه)40درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 41: مزایا و معایب مدل ها ی منطقی داده ها41درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 42: مدل های دیگرمدل داده ای شی ـ رابطه ای(ORDB): یک مدل داده که توانایی ذخیره سازی شی(object) را به پایگاه داده رابطه ای اضافه می کند.مدل ابررسانه ای(Hypermedia): مدل داده ای که بخش های بزرگ اطلاعات (chunk) را در گره هایی ذخیره می کند که می تواند شامل داده هایی از گونه های مختلف باشند؛ و کاربر می تواند به داده مربوطه از هر نوع رابطه ای پرش کند.42درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 43: مدل های خاصپایگاه داده اطلاعات جغرافیایی(Geographical information database): مدل داده ای شامل داده های مکانی برای قرار دادن روی نقشه ها و تصاویر.پایگاه داده دانشی(knowledge database): مدل داده ای شامل قواعد تصمیم گیری که می تواند برای تصمیم گیری های خبره استفاده شود. پایگاه داده چندرسانه ای(multimedia database): مدل داده ای که می تواند داده های چندرسانه ای را ذخیره کند.43درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3

اسلاید 44: Small-footprint database: زیرمجموعه ای از یک DB بزرگتر برای کارکنان یک میدان خاص.پایگاه داده نهفته (Embedded database): پایگاه داده ای که در دستگاه ها و یا کاربردها ساخته می شوند. طراحی شده برای اینکه مستقل باشند و نیاز خیلی کمی به مدیریت دارند.پایگاه داده مجازی(virtual database): یک پایگاه داده که فقط شامل نرم افزار است و داده ها را که از نظر فیزیکی، در هر جایی روی شبکه و از هر نوعی که باشند، مدیریت می کند.مدل های خاص(ادامه)44درس مهندسی فناوری اطلاعات فصل 3