پایگاه داده‌ها (بانک‌های اطلاعاتی)

پایگاه داده‌ها (بانک‌های اطلاعاتی)

اسلاید 1: پایگاه داده ها (بانکهای اطلاعاتی) ارائه دهنده دکتر سيد امين حسينيhosseini@um.ac.ir E.mail:Home page: http://hosseini.staffcms.um.ac.ir

اسلاید 2: سيستم مديريت پايگاه داده‌ها يكي از سيستم‌هاي ذخيره و بازيابي اطلاعات است.

اسلاید 3: سيستم‌ ذخيره و بازيابي اطلاعات در معناي عام:هر سيستمي كه به كاربر برنامه‌ساز يا نا برنامه‌ساز امكان دهد تا داده های خود را ذخيره، بازيابي و پردازش كند.

اسلاید 4: براي ايجاد يك سيستم كاربردي دو رهيافت وجود دارد:1- روش سنتي يا مشي فايلينگ2- مشي پايگاهي

اسلاید 5: FILESFILESFILESبرنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايلهاUFIFSياDMSFSياDMSFSياDMSOSOSOSبرنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايلهاUFIبرنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايلهاUFIمحيطذخيره‌سازي اطلاعاتخاص ادارهثبت نام: U1محيطذخيره‌سازي اطلاعاتخاص ادارهفارغ‌التحصيلان: U2محيطذخيره‌سازي اطلاعاتخاص ادارهامور رفاهي: U3محيط فيزيكيذخيره‌ و بازيابي اطلاعاتمحيط فايلينگ منطقي و يا مجازيبرنامه‌سازنابرنامه‌سازكاربرانU3U1U2اداره امور آموزشاداره امور فارغ التحصيلاناداره امور رفاهي دانشجوياننمايش ساده‌شده مشي فايلينگ

اسلاید 6: reservation dataloan dataoverdue lettersreservation programloan programoverdue loans programreservation fileloan filebook fileperson fileمشي فايلينگ

اسلاید 7: مراحل كلي كار در مشي فايلينگ- تحليل و بررسي نيازهاي اطلاعاتي و پردازشي هر قسمت به طور جداگانه- طراحي فايلها- تعيين مشخصات هر سيستم و وظايف آن- نوشتن مجموعه‌اي از برنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايل

اسلاید 8: - استفاده از يك پيكربندي سخت‌افزاري و نرم‌افزاري مشخص- ايجاد يك سيستم كاربردي براي هر قسمت و برپايي محيط فيزيكي ذخيره و بازيابي اطلاعات و سيستم بهره‌برداري از آن خاص همان قسمت.- انجام تستهاي لازم و تنظيم سيستم كاربرديمراحل كلي كار در مشي فايلينگ

اسلاید 9: معايب مشي فايلينگ1- عدم وجود محيط مجتمع ذخيره‌سازي اطلاعات و عدم وجود سيستم يكپارچه2- عدم وجود سيستم كنترل متمركز روي كل داده‌ها3- افزونگي4- عدم وجود ضوابط ايمني كارا و مطمئن5- خطر بروز پديده ناسازگاري داده‌ها

اسلاید 10: 6- عدم امكان اشتراكي شدن داده‌ها7- مصرف نابهينه امكانات سخت‌افزاري و نرم‌افزاري8- حجم زياد برنامه‌سازيمعايب مشي فايلينگ

اسلاید 11: سيستم مديريت پايگاه داده‌هاDBMSتعريف: يكي از انواع نرم‌افزارهاي واسط بين محيط فيزيكي ذخيره و بازيابي اطلاعات و محيط منطقي برنامه‌سازي است.

اسلاید 12: DBMS به كاربر امكان مي‌دهد تا:1- پايگاه داده‌هاي خود را تعريف كند.2- در پايگاه داده‌هاي خود عمليات انجام دهد.3- روي پايگاه داده‌هاي خود تا حدي كنترل داشته باشد.

اسلاید 13: مشي بانک اطلاعاتیreservation dataloan dataoverdue lettersreservation programloan programoverdue loans programreserv ationloanbookpersonDATABASE MANAGEMENT SYSTEM

اسلاید 14: فايلهاي ذخيره‌شدهبهم مرتبط(FILES)تيم پياده‌سازپايگاه داده‌هاFSDBMSOSتعريف و كنترل داده‌ها به طور جامع و برنامه‌هاي عمليات در داده‌هاتعريف داده‌ها و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها (AP1)تعريف داده‌ها و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها (AP2)تعريف داده‌ها و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها (AP3)UFIتيم بهره‌بردارنابرنامه‌سازUFIUFIبرنامه‌سازكاربرانمحيط فرافايليكثرت و تنوع ديدها نسبت به داده‌هاي ذخيره‌شدهمحيط واحد، مجتمع و اشتراكي ذخيره‌سازينمايش ساده‌شده مشي پايگاهي

اسلاید 15: تعريف پايگاه داده‌هامجموعه‌اي است از داده‌هاي ذخيره شده به صورت مجتمع (نه لزوما فيزيكي، بلكه حداقل به طور منطقي)، بهم مرتبط، با كمترين افزونگي، تحت مديريت يك سيستم كنترل متمركز، مورد استفاده يك يا چند كاربر از يك يا بيش از يك ”سيستم كاربردي“، به طور همزمان و اشتراكي

اسلاید 16: بررسي و تحليل نيازهاي پردازشي و اطلاعاتي همه قسمتها توسط يك گروه تعيين مشخصات جامع (يكپارچه) كاربردي و وظايف آن انتخاب يك يا چند پيكربندي سخت‌افزاري-نرم‌افزاري استفاده از يك يا چند DBMS طراحي پايگاه داده‌ها در سطوح لازممراحل كلي كار در مشي پايگاهي

اسلاید 17: مزایای استفاده از بانک اطلاعاتیکاهش افزونگیاحتناب از ناسازگاریاشتراک داده هااعمال محدودیت های امنیتی (یک کانال برای دسترسی وجود دارد و می توان برایش کنترلهای امنیتی را فراهم کرد) جامعیت و یک پارچه گی داده ها (اطمینان از دادههای صحیح در بانک اطلااعاتی برای این منظور با هر تغییری کنترلهای لازم و متمرکز انجام می شود)

اسلاید 18: پايگاه داده‌هاسيستممديريتپايگاه داده‌هاداده‌هاي ذخيره‌شده:مجموعه‌اي از فايلهاسيستم عاملكاربرانسخت‌افزار ذخيره‌سازيعناصر محيط پايگاه داده‌ها1- سخت‌افزار 2- نرم‌افزار3- كاربر4- داده

اسلاید 19: سيستم بانك اطلاعاتي

اسلاید 20: انواع سخت‌افزارهاي محيط پايگاه داده1- سخت‌افزار ذخيره‌سازي داده‌ها2- سخت‌افزار پردازشگر3- سخت‌افزار ارتباط

اسلاید 21: انواع نرم‌افزارهاي موجود در محيط پايگاه داده‌ها1- سيستم مديريت پايگاه داده‌ها (DBMS)2- برنامه‌هاي كاربردي قابل اجرا در محيط DBMS3- رويه‌هاي ذخيره‌شده4- نرم‌افزار شبكه

اسلاید 22: ارتباط پايگاه داده‌ها با سیستم عامل

اسلاید 23: رده‌بندي سيستم‌هاي DBMSاز نظر نوع ساختار داده‌اي سيستم رابطه‌اي سيستم سلسله‌مراتبي سيستم شبكه‌اي

اسلاید 24: مدل رابطه‌ايمدل رابطه‌اي در سال 1970 توسط كاد ابداع شد.مدل داده اي امکاني است براي طراحي منطقي پايگاه داده‌ها، تعريف و کنترل آن و نيز انجام عمليات درآن.

اسلاید 25: سیستم رابطه ایnameCustomer-idstreetcityaccount-numberJohnsonSmithJohnsonJonesSmith192-83-7465019-28-3746192-83-7465321-12-3123019-28-3746CulverCampusCulverMainCampusIrvineRiversideIrvineSanta AnaRiversideA-101A-215A-201A-217A-201Attributes

اسلاید 26: تناظر بين مفاهيم رابطه اي و مفاهيم جدوليجدول زير تناظر بين مفاهيم رابطه اي و مفاهيم جدولي را نشان مي دهد : مفهوم تئوريک مفهوم جدولي رابطه جدول تاپل سطر صفت ستون ميدان مجموعه مقادير ستون درجه تعداد ستونها کارديناليتي تعدادسطرها

اسلاید 27: ويژگيهاي رابطهويژگيهاي رابطه عبارتند از:1- رابطه تاپل تکراري ندارد2- تاپلها نظم ندارند3- صفات رابطه نظم مكاني ندارند4- تمام صفات تك‌مقداري هستند.

اسلاید 28: DDL,DMLEmployeeNameDeptDepartmentDeptManagerSQLSELECT Manager FROM Employee, Department WHERE Employee.name = Clark Kent” AND Employee.Dept = Department.DeptQuery Language Data definition language (DDL) ~ like type defs in C or PascalData Manipulation Language (DML) Query (SELECT) UPDATE < relation name > SET <attribute> = < new-value> WHERE <condition>

اسلاید 29: اجزاي DBMS از نماي بيروني واحد پردازشگر پرسش‌ها و برنامه‌هاي كاربردي واحد ايجاد و مديريت داد‌هاي ذخيره‌شده

اسلاید 30: برنامه‌هاي كاربردي/ پرسشهاواحد دستيابي به داده‌هاي ذخيره‌شدهواحد پردازشگر برنامه كاربردي و پرسشهاداده‌هاي ذخيره‌شدهكاربرنماي بيروني (ساده‌شده) DBMSسيستم مديريت پايگاه داده‌هاDB

اسلاید 31: اجزاي DBMS از نماي دروني لايه هسته (سيستم كنترل يا موتور پايگاه داده‌ها) لايه مديريت محيط پايگاه داده‌ها لايه تسهيلات نرم‌افزاري (ابزارها)

اسلاید 32: مدير فضاي ديسكمدير فايلينگ منطقمدير بافركامپايلرDDLمديرترميممديرتراكنشهاوقفلها. . . . . . .. . . . . .واحد پردازشگر پرسشهافرمانهاي زبان پايگاهيUFICLIواسط APهاواسط DMLDDLشاخصهاداده‌هاي ذخيره‌شدهمتاداده‌هافايلثبتتراكنشهاواحد مديريت داده‌هاي ذخيره‌شدهمدير پايگاه داده‌هاDBMSكاربر نابرنامه‌سازكاربر مورديبرنامه‌ساز APهاساختار يك سيستم پايگاهي

اسلاید 33: سخت‌افزارجايگاه DBMS در يك سيستم كامپيوتريبرنامه‌هاي كاربرديابزارهاي توليد برنامه‌هاي كاربرديDBMSسيستم عامل

اسلاید 34: مدير پايگاه داده‌هافردي است متخصص در پايگاه داده‌ها و با مسئوليت علمي، فني و نيز اداري در محدوده وظايفي كه عهده‌دار استاين مدير همراه با يك تيم تخصصي كار مي‌كند كه به آن تيم مديريت پايگاه داده‌ها مي‌گويند.

اسلاید 35: برخي مسئوليتهاي در تيم مديريت پايگاه داده‌ها مدير پايگاه داده‌ها مدير داده‌ها مدير امور پژوهش-توسعه مدير سيستمهاي كاربردي مسئول تيمهاي برنامه‌سازي مسئول كنترل كارايي DBMS مسئول كنترل كارايي خود سيستم پايگاه داده‌ها مسئول نظارت بر عمليات روي پايگاه داده‌ها مسئول تماس با كاربران زيرمحيطهاي سازمان مسئول تنظيم مستندات و وضع استانده‌ها

اسلاید 36: شرايط استفاده از پايگاه داده‌ها1- نياز به ايجاد يك سيستم يكپارچه اطلاعاتي2- حجم زياد داده‌هاي سازمان و رشد پوياي آن3- تغييرات مداوم در داده‌هاي ذخيره‌شده4- بالا بودن بسامد درخواستهاي كاربران5- نياز به اعمال كنترل متمركز و دقيق روي كل داده‌ها6- وجود ارتباطات پيچيده بين داده‌ها

اسلاید 37: 7- زياد بودن ميزان داده‌هاي مشترك بين برنامه‌هاي كاربردي8- مدنظر بودن صحت، دقت و سازگاري داده‌ها9- زياد بودن گزارشها10- نياز به انجام پردازشهاي تحليلي برخط11- نياز به سيستم داده‌كاوي و كشف دانش در سازمانشرايط استفاده از پايگاه داده‌ها

اسلاید 38: كاربردهاي جديد پايگاه داده‌ها سيستم پشتيبان تصميم سيستم داده‌كاوي چندرسانه‌اي سيستم انبارش داده‌ها حيطه‌هاي فضايي و جغرافيايي پايگاه داده‌هاي شخصي و همراه سيستم پايگاه داده‌ها در شبكه جهاني اطلاع‌رساني سيستم اطلاعات اجرايي سيستم اطلاعات طراحي سيستم اطلاعات کتابخانه ها ...

اسلاید 39: سه سطح معماری بانک اطلاعاتی سطح داخلی (نزديک به انباره فيزيکی) سطح خارجی (نزديک به استفاده کننده ديدگاه مجزای استفاده کننده گان) سطح مفهومی يا ادراکی (اجتماع ديد گاه های کاربران)

اسلاید 40: استقلال داده‌اييعني وابسته نبودن برنامه‌هاي كاربردي به داده‌هاي ذخيره‌شدهبرنامه‌هاي كاربرديداده‌هايذخيره‌شدهDB

اسلاید 41: انواع استقلال داده‌اي- استقلال داده‌اي فيزيكي- استقلال داده‌اي منطقي

اسلاید 42: استقلال داده‌اي فيزيكيعبارتست از مصونيت ديدهاي كاربران و برنامه‌هاي كاربردي در قبال تغييرات در سطح داخلي-فيزيكي پايگاه داده‌ها

اسلاید 43: چرا استقلال داده‌اي فيزيكي در سيستمهاي رابطه‌اي جديد كاملا تامين است؟زيرا:1- كاربران سطح خارجي در محيطي كاملا انتزاعي عمل مي‌كنند و برنامه‌هاي كاربردي در اين سطح با فايلينگ پايگاه داده‌ها تماس ندارند.2- بين سطح خارجي و داخلي، يك سطح انتزاعي ديگر واسط است و مانع تاثيرپذيري برنامه‌هاي سطح خارجي از تغييرات درفايلينگ پايگاه داده‌ها مي‌شود.

اسلاید 44: استقلال داده‌اي منطقيعبارتست از مصونيت ديدهاي كاربران و برنامه‌هاي كاربردي در قبال تغييرات در سطح ادراكي پايگاه داده‌ها

اسلاید 45: تغيير در سطح ادراكي يعني تغيير در طراحي منطقي پايگاه داده‌ها و تغيير در شماي ادراكياين تغيير معمولا منجر به تغيير مناسب در سطح فايلينگ پايگاه مي‌شود.

اسلاید 46: تغيير در سطح ادراكي دو وجه دارد:1- رشد پايگاه در سطح ادراكي2- سازمان‌دهي مجدد پايگاه در سطح ادراكي

اسلاید 47: معماري سيستم پايگاه داده‌هامنظور، چندي و چوني اجزاء تشكيل‌دهنده سيستم و نيز پيكربندي يا طرز تركيب اجزاء سيستم و چگونگي تعامل اجزاء با يكديگر است. در اين معماري حداقل يك پايگاه داده‌ها، يك سيستم مديريت پايگاه داده‌ها، يك سيستم عامل، يك كامپيوتر با دستگاههاي جانبي و تعدادي برنامه كاربردي و كاربر وجود دارند.

اسلاید 48: معماري متمركزاز جمله معماري توزيع‌شدهانواع معماريمعماري نامتمركز

اسلاید 49: در اين معماري يک پايگاه داده روي يک سيستم کامپيوتري و بدون ارتباط با سيستم ديگر ايجاد مي شود .معماري متمركز

اسلاید 50: كاربران پايانه‌اي نزديككامپيوتر بزرگكنترولر ديسككنترولر نواركنترولر چاپگرپايگاه داده‌هاي متمركزنمايش معماري متمركزكاربرانپايانه‌ايدور.... . ....

اسلاید 51: هر معماري که در آن قسمتي از پردازش را يک برنامه، سيستم يا ماشين انجام دهد و انجام قسمت ديگري از پردازش را از برنامه ، سيستم يا ماشين ديگر بخواهد معماري مشتري خدمتگزار ناميده مي شود معماري مشتري - خدمتگزار

اسلاید 52: معماري مشتري - خدمتگزارAP . . . .DBMSOSOSDBماشين خدمتگزارماشين مشتريDBMS

اسلاید 53: مزاياي معماري مشتري – خدمتگزار در مقايسه با معماري متمركز تقسيم پردازش كاهش ترافيك شبكه استقلال ايستگاههاي كار اشتراك داده‌ها

اسلاید 54: مجموعه اي از داده هاي ذخيره شده که منطقا به يک سيستم تعلق دارند ولي در مانه هاي مختلف يک يا بيش از يک شبکه توزيع شده اند. معماري توزيع‌شده

اسلاید 55: DBDDBMSNETWORKOSLANWANMNETنماي يك سامانه در معماري توزيع‌شده

اسلاید 56: DDBMS1OS1……كاربران نزديككاربران دورDDBMS2OS2……كاربران نزديككاربران دورDB1DB2NETWORK. LAN. WAN. MNETDDBMS3OS3DB3……معماري توزيع‌شده با سه سامانهAPsAPsAPsDDB = {DB1+DB2+DB3}

اسلاید 57: ويژگيهاي معماري توزيع‌شده مجموعه‌اي است از داده‌هاي منطقا مرتبط و اشتراكي داده‌ها به بخشهايي تقسيم و در سامانه‌ها توزيع شده‌اند. بعضي بخشها ممكن است به طور تكراري در سامانه‌ها ذخيره شده باشند. سامانه‌ها از طريق شبكه بهم مرتبط‌اند. داده‌هاي هر سامانه تحت كنترل يك DBMS است. DMBS هر سامانه، مي‌تواند برنامه‌هاي كاربردي محلي را به طور خودكار اجرا كند. هر DBMS حداقل دراجراي يك برنامه كاربردي سرتاسري مشاركت دارد.

اسلاید 58: مزاياي معماري توزيع شده سازگاري و هماهنگي با ماهيت سازمانهاي نوين. كارايي بيشتر در پردازش داده‌ها. دستيابي بهتر به داده‌ها. اشتراك داده‌ها. افزايش پردازش موازي. كاهش هزينه ارتباطات. تسهيل گسترش سيستم. استفاده از پايگاه داده‌هاي از قبل موجود.

اسلاید 59: معايب معماري توزيع‌شده پيچيدگي طراحي سيستم. پيچيدگي پياده‌سازي. كاهش كارايي در برخي موارد. هزينه بيشتر. مصرف حافظه بيشتر.

اسلاید 60: پایان