Výukový program DBMS:Kompletní rychlokurz o DBMS

Jak všichni víte, Database management system (DBMS) je software, který se používá ke správě databází. Tento článek o výukovém programu DBMS vám tedy pomůže pochopit základní i pokročilé koncepty DBMS .

Témata probíraná v tomto článku jsou:

• Co je databáze?
  • Charakteristiky, výhody, aplikace a nevýhody
• DBMS
• Architektura
• Součásti
• Typy
• Datové modely
• Klíče
• Normalizace

Začínáme!

Co je databáze?

Databáze je organizovaná sbírka strukturovaných dat, aby byla snadno dostupná, spravovatelná a aktualizovatelná. Jednoduše řečeno, můžete říci, databáze v místě, kde jsou data uložena. Nejlepší analogií je knihovna. Knihovna obsahuje obrovskou sbírku knih různých žánrů, zde je knihovna databází a knihy jsou data.

Během počáteční fáze počítačové éry byla data shromažďována a ukládána na pásky, které byly většinou pouze zapisovacími zařízeními, což znamenalo, že jakmile na ně byla data uložena, nemohla být přečíst znovu. Byly pomalé a objemné a počítačoví vědci si brzy uvědomili, že potřebují lepší řešení tohoto problému.

Data a DBMS spolu s aplikacemi, které jsou k nim přidruženy, jsou společně označovány jako databázový systém, často zkrácený na pouhou databázi.

Vývoj databáze

• Databáze se od svého vzniku na počátku 60. let vyvíjely.
• V 80. letech Relační databáze se staly populární a v 90. letech následovaly objektově orientované databáze.
• V poslední době databáze NoSQL vznikl jako reakce na růst internetu a potřebu vyšší rychlosti a zpracování nestrukturovaných dat.
• Cloudové databáze a samořízené databáze jsou dnes průlomové, pokud jde o to, jak jsou data shromažďována, ukládána, spravována a využívána.

„Databáze“ je velmi rozsáhlé téma. Takže pokrytí témat v rámci tohoto předmětu je velmi únavný úkol.

Výukový program DBMS:Charakteristika databáze

Mezi hlavní charakteristiky databáze nyní patří:

• K ukládání a správě informací používá digitální úložiště vytvořené na serveru.|
• Databáze by měla být schopna ukládat všechny druhy dat, které existují v tomto reálném světě.
• Může poskytnout jasný a logický pohled na proces, který manipuluje s daty.
• Co je nejdůležitější, databáze se používá k zajištění bezpečnosti dat.
• DBMS obsahuje všechny postupy automatického zálohování a obnovy.
• Obsahuje také vlastnosti ACID, které udržují data ve zdravém stavu v případě selhání.
• Databáze může snížit složitý vztah mezi daty.
• Používá se také k podpoře manipulace a zpracování dat.
• Na databázi můžete nahlížet z různých úhlů pohledu podle požadavků zadaných uživatelem.

Nyní, když mluvíme o aplikacích databáze, uvidíme, kde přesně můžete databázi využít.

Výukový program DBMS:Aplikace databáze

Databázové aplikace jsou softwarové programy, které jsou navrženy tak, aby velmi efektivně shromažďovaly, spravovaly a šířily informace. Tolik majitelů malých podniků vytváří jednoduché databáze, jako jsou kontakty na zákazníky a seznamy adresátů pomocí snadno použitelného softwaru, a existují společnosti, které pokročilé databáze využívají pro manipulaci s daty.

• Účetní aplikace
• Webové aplikace
• aplikace CRM

Účetní aplikace

Když už mluvíme o účetním systému, jedná se o vlastní databázovou aplikaci používanou ke správě finančních dat.

• Můžete využít vlastní formuláře, které se používají k evidenci majetku, závazků, zásob a transakcí mezi zákazníky a dodavateli.
• Získejte přehled výkazů zisku a ztráty, rozvah, nákupních objednávek a vygenerovaných faktur jsou vlastní sestavy založené na informacích zadaných do databáze.
• Účetní aplikace běží na jednom počítači vhodném pro malé firmy nebo v síťovém sdíleném prostředí, aby vyhovovaly potřebám více oddělení a míst ve větších organizacích.

Webové aplikace

Mnoho webových aplikací také používá k ukládání dat databáze. Mohou to být důvěrné informace organizace nebo některé soukromé informace o uživateli. Databáze se používá k ukládání dat v sekvenčním pořadí a pomáhá vám při přístupu k datům, kdykoli je to potřeba.

• Také mnoho webových aplikací se vytváří pomocí databázových aplikací. Existují webové stránky, které také kombinují účetní databázový systém pro zaznamenávání prodejních transakcí a databázovou aplikaci CRM pro začlenění zpětné vazby a pozitivní zákaznické zkušenosti. Databázi CRM probereme v dalším tématu.
• Nejoblíbenější webová aplikace „Facebook“ je v podstatě databáze postavená na „MySQL ” databázový systém a je známkou rostoucího používání databázových aplikací jako základu pro webové aplikace.

aplikace CRM

Customer Relationship Management System (CRM) je dokonalá databázová aplikace, která byla přizpůsobena pro správu marketingových, prodejních a podpůrných vztahů mezi firmou a jejími zákazníky.

Hlavním cílem je maximalizovat počet prodejů, minimalizovat náklady a podporovat strategické vztahy se zákazníky.

Výhody

• Snížená redundance dat.
• Také je zde menší počet chyb a zvýšená konzistence.
• Snazší integrita dat z aplikačních programů.
• Vylepšený přístup k datům pro uživatele díky použití hostitelských a dotazovacích jazyků.
• Zabezpečení dat je také vylepšeno.
• Snížené náklady na vkládání, ukládání a získávání dat.

Nevýhody

• Složitost :Databáze jsou komplexní hardwarové a softwarové systémy.
• Cena :Vyžaduje značné počáteční a průběžné finanční zdroje.
• Zabezpečení: Většina předních společností potřebuje vědět, že jejich databázové systémy mohou bezpečně ukládat data, včetně citlivých informací o zaměstnancích a zákaznících.
• Kompatibilita :Existuje riziko, že DBMS nemusí být kompatibilní s provozními požadavky společnosti.

Nyní, když máte představu o tom, jak databáze funguje, pojďme dál a pochopme systém správy databází.

DBMS

Systém správy databáze (DBMS) je software, který se používá ke správě databáze. Přijímá pokyny od správce databáze (DBA) a podle toho dává systému pokyn, aby provedl odpovídající změny. V zásadě se jedná o příkazy, které se používají k načtení, načtení nebo úpravě existujících dat ze systému.

Systémy pro správu databází také usnadňují přehled o databázích poskytováním různých administrativních operací, jako je ladění, sledování výkonu a obnova zálohy.

Systémy správy databází umožňují uživatelům provádět následující:

• Definujte data – Umožňuje uživatelům vytvářet, upravovat a mazat definice, které definují organizaci databáze.
• Aktualizovat data – Umožňuje uživatelům vkládat, upravovat a mazat data z databáze.
• Načíst data – Umožňuje uživatelům získávat data z databáze na základě požadavku.
• Správa uživatelů – Registruje uživatele a monitoruje jejich činnost, prosazuje zabezpečení dat, udržuje integritu dat, monitoruje výkon a zabývá se kontrolou souběžnosti.

Charakteristiky

• K omezení přístupová oprávnění uživatelů
• Poskytnout více zobrazení schématu jedné databáze
• Usnadňuje zabezpečení a odstraňuje redundanci dat
• Umožňuje transakci více uživatelů zpracování a sdílení dat
• Následuje ACID vlastnost
• Nabízí fyzickou i logickou nezávislost dat

Nyní se podívejme, jak vytvořit databázi.

K vytvoření nové databáze používáme příkaz CREATE DATABASE.

Syntaxe:

CREATE DATABASE databasename;

Příklad:

CREATE DATABASE College;

Bude tedy vytvořena databáze jmen College. Takto jednoduše můžete vytvořit databázi.

Nyní pojďme pochopit aplikace DBMS.

Aplikace DBMS

• Bankovnictví
• Letecké společnosti
• Finance
• Prodej a výroba
• Univerzity

Toto jsou některé z pozoruhodných aplikací DBMS. Nyní pojďme dál a pochopme funkce DBMS.

Výukový program DBMS:Funkce

• Minimální duplicita: Existuje mnoho uživatelů, kteří databázi používají, takže šance na duplicitu dat je velmi vysoká. V systému správy databáze jsou datové soubory sdíleny, což zase minimalizuje duplikaci dat.
  
• Šetří úložný prostor: DBMS má co ušetřit, ale integrace dat do DBMS šetří mnohem více místa.
• Nákladově efektivní: Mnoho společností platí tolik peněz za ukládání svých dat. Pokud se jim podařilo uložit data, ušetří jim to náklady na zadávání dat.
• Zabezpečení: DBMS trvale ukládá všechny datové soubory a není šance, že byste o nějaká data přišli. Pokud například ztratíte některá data, existuje také metoda zálohování a obnovy, která může uložit datové soubory organizace. DBMS je tedy vysoce bezpečný.

Pojďme nyní porozumět architektuře DBMS.

Architektura

Navrhování DBMS závisí hlavně na jeho architektuře. Architektura může být centralizovaná, decentralizovaná nebo hierarchická. Může být viděn jako jednovrstvý nebo vícevrstvý. Můžete mít také n-vrstvou architekturu, která rozděluje celý systém na související, ale nezávislé n moduly, které lze nezávisle upravovat, měnit, měnit nebo nahrazovat.

Můžete mít:

• Jednovrstvé
• Dvouvrstvé
• Třívrstvý

Jednovrstvé

Tady je databáze přímo přístupná uživateli. To znamená, že uživatel může přímo sídlit v DBMS a používat jej. Veškeré změny provedené zde budou provedeny přímo v databázi samotné. A neposkytuje žádný praktický nástroj pro koncové uživatele.

1-úroveň se používá tam, kde klient, server a databáze všechny sídlí na stejném stroji. Kdykoli nainstalujete databázi do svého systému a přistupujete k SQL dotazům, je použita architektura 1 vrstvy. Ale tato architektura se v produkční sekci používá jen zřídka.

Dvouvrstvé

Dvouvrstvá architektura je stejná jako základní klient-server. V této architektuře mohou aplikace na straně klienta přímo komunikovat s databází na straně serveru. Za účelem komunikace s DBMS naváže klientská aplikace spojení se serverovou stranou.

Kdykoli klientský počítač požádá o přístup k databázi na serveru pomocí SQL , server provede požadavek na databázi a vrátí výsledek zpět klientovi.

Tříúrovňové

Třívrstvá architektura obsahuje vrstvu mezi klientem a serverem. Zde klient nemůže přímo komunikovat se serverem. Koncový uživatel nemá ponětí o aplikačním serveru. Databáze také nemá ponětí o žádném jiném uživateli mimo aplikaci.

Aplikace na straně klienta komunikuje s aplikačním serverem, který zase komunikuje s databázovým systémem.

Má tři vrstvy neboli vrstvy, konkrétně prezentační vrstvu, aplikační vrstvu a databázovou vrstvu.

• Vrstva databáze: V této vrstvě je přítomna databáze spolu s jejími zpracovatelskými jazyky (Query). Na této úrovni máte také vztahy, které definují data a jejich omezení.

• Úroveň aplikací: Říká se mu také střední vrstva. Tato vrstva se skládá z aplikačního serveru a programů, které přistupují k databázi. Pro uživatele tato aplikační vrstva představuje abstraktní pohled na databázi. Na druhém konci databázová vrstva nezná další uživatele mimo aplikační vrstvu. Aplikační vrstva proto sedí uprostřed a funguje jako prostředník mezi koncovým uživatelem a databází.

• Úroveň uživatele: Říká se tomu také úroveň prezentace. Koncoví uživatelé operují v této vrstvě a nevědí nic o existenci databáze mimo tuto vrstvu. V této vrstvě je několik zobrazení databáze může být poskytnuta aplikací. Všechna zobrazení jsou generována aplikacemi, které jsou přítomny v aplikační vrstvě.

Nyní, když jste porozuměli architektuře, pojďme dál a pochopme komponenty DBMS.

Výukový program DBMS:Komponenty

Když mluvíme o komponentách DBMS, máme:

• Hardware

Skládá se ze sady fyzických elektronických zařízení, jako jsou I/O zařízení, úložná zařízení a mnoho dalších. Poskytuje také rozhraní mezi počítači a reálnými systémy.

• Software

Toto je sada programů, které se používají k ovládání a správě celkové databáze. Zahrnuje také samotný software DBMS. Operační systém, síťový software používaný ke sdílení dat mezi uživateli, aplikační programy používané pro přístup k datům v DBMS.

• Data

Systém správy databáze shromažďuje, ukládá, zpracovává a přistupuje k datům. Databáze obsahuje jak aktuální nebo provozní data, tak metadata.

• Postup

Toto jsou pravidla a pokyny, jak používat databázi za účelem navrhování a provozování DBMS, k vedení uživatelů, kteří ji obsluhují a spravují.

• Jazyk přístupu k databázi

Používá se pro přístup k datům do a z databáze. Aby bylo možné zadat nová data, aktualizace nebo načtení vyžaduje data z databází. Můžete napsat sadu příslušných příkazů v jazyce pro přístup k databázi, odeslat je do DBMS, která pak data zpracuje a vygeneruje, zobrazí sadu výsledků do uživatelsky čitelné podoby.

Nyní, když jste pochopili komponenty databáze, pojďme kupředu a pochopme typy.

Výukový program DBMS:Typy

Níže jsou uvedeny různé typy DBMS:

• Hierarchické: Tento typ DBMS představuje styl vztahu předchůdce-následník. Můžete to považovat za obdobu stromu, kde uzly stromu představují záznamy a větve stromu představují pole.

• Relační databáze (RDBMS): Tento typ má strukturu, která uživatelům umožňuje identifikovat data a přistupovat k nim ve vztahu na jiný údaj v databázi. Zde jsou data uložena ve formě tabulek.

• Síť: Tento typ systému správy databází podporuje mnoho až mnoho vztahů, kde lze propojit více uživatelských záznamů.
• Objektově orientované: Používá malý individuální software nazývaný objekty. Zde každý objekt obsahuje část dat a pokyny pro akce, které se mají s daty provést.

Výukový program DBMS:Datové modely

Datové modely v DBMS pomáhají definovat, jak je modelována logická struktura databáze. Datové modely jsou v podstatě základní entity, které zavádějí abstrakci v DBMS. Tyto datové modely také definují, jak jsou data vzájemně propojena a jak jsou zpracovávána a ukládána v systému.

Proč potřebujete tento datový model?

• Zajišťuje, že všechny datové objekty požadované databází jsou přesně reprezentovány. Vynechání údajů občas povede k vytvoření chybných zpráv a nesprávných výsledků.
• Datový model pomáhá při navrhování databáze na koncepční, fyzické a logické úrovni.
• Struktura pomáhá definovat relační tabulky, primární a cizí klíče a uložené procedury.
• Je také užitečné identifikovat chybějící a nadbytečná data.

Tento datový model lze dále rozdělit na tyto typy:

Typy datového modelu

1. 1. Koncepční
   2. Fyzické
   3. Logické

Nyní se podívejme na fungování těchto datových modelů.

Koncepční

Tento typ datového modelu definuje, co systém obsahuje. Koncepční model obecně vytvářejí Data Architects. Účelem je organizovat, zasahovat a definovat obchodní koncepty a pravidla.

V rámci koncepčních datových modelů existují 3 základní styly:

• Entita
• Atribut
• Vztah

To může být označováno jako Entity-Relationship Model.

Model vztahu entit (ER) je založen na myšlence entit reálného světa a vztahů mezi nimi. Tento model ER se nejlépe používá pro konceptuální návrh databáze.

Entita: Entita v modelu ER je entita reálného světa s vlastnostmi pojmenovanými jako Atributy . Každý atribut je definován svou sadou hodnot zvanou Domény .
Zvažte například detaily studenta. Podrobnosti, jako je jméno, věk, třída, sekce a všechny tyto položky spadají pod entitu.

Vztah: Logická asociace mezi entitami se nazývá R vztah . Tyto vztahy jsou mapovány s entitami různými způsoby. Mapování (one-to-one, one-to-many, many-to-many) definuje počet asociací mezi dvěma entitami.

Nyní pojďme pochopit fyzický datový model.

Fyzické

Fyzický datový model pomáhá při popisu implementace datového modelu specifické pro databázi. Fyzický datový model nabízí abstrakci databáze a pomáhá generovat Schéma .

Tento model fyzických dat také pomáhá vizualizovat strukturu databáze. Pomáhá také modelovat klíče databázových sloupců, omezení, indexy , spouštěče a další RDBMS funkce.

Nyní pojďme pochopit Logický datový model.

Logické

Logické datové modely pomáhají přidávat další informace k prvkům koncepčního modelu. Tento model definuje strukturu datových prvků a také nastavuje odpovídající vztahy mezi nimi.

Na této úrovni není definován žádný primární ani sekundární klíč a je třeba ověřit a upravit podrobnosti konektoru, které byly dříve nastaveny pro vztahy.

Hlavní výhodou tohoto logického datového modelu je poskytnout základ pro vytvoření základu pro fyzický model.

Doufám, že je vám to jasné.

Pokračujeme s výukovým programem DBMS a pojďme se podívat na klíče v DBMS.

Výukový program DBMS:Klíče

Klíče jsou nejdůležitějším konceptem databází. Klíče hrají zásadní roli v relační databázi. To se používá pro identifikaci jedinečných řádků z tabulky. Také stanoví vztah mezi tabulkami.

Proč potřebujete tyto klíče v databázi?

Odpověď na to by byla,

• V reálné aplikaci může tabulka obsahovat tisíce nebo dokonce více záznamů. Záznamy lze navíc duplikovat. Klíče zajišťují, že můžete jednoznačně identifikovat záznam tabulky navzdory mnoha problémům.
• Klíče také umožňují vytvořit vztah a také identifikovat vztahy mezi tabulkami
• Klíče vám také pomáhají prosadit identitu a integritu do vztahu.

Typy klíčů

DBMS má různé klíče, které mají různé funkce.

• Super klíč
• Primární klíč
• Klíč kandidáta
• Zahraniční klíč
• Složený klíč

Pojďme diskutovat o nejčastěji používaných klíčích v DBMS.

• • Klíč kandidáta: Minimální sada atributů, které mohou jednoznačně identifikovat n-tici, se nazývá kandidátský klíč. Relace může obsahovat více než jeden kandidátský klíč, přičemž klíčem je buď jednoduchý, nebo složený klíč.

  • Super klíč: Sada atributů, které mohou jednoznačně identifikovat n-tici, se nazývá Super klíč. Kandidátský klíč je tedy superklíč, ale naopak to neplatí.

  • Primární klíč: Sada atributů, které lze použít k jedinečné identifikaci každé n-tice, je také primárním klíčem. Pokud jsou tedy ve vztahu přítomny 3–4 kandidátní klíče, pak jeden z nich lze vybrat jako primární klíč.

• Alternativní klíč: Kandidátský klíč jiný než primární klíč se nazývá alternativní klíč.

• Zahraniční klíč: Atribut, který může pouze převzít přítomné hodnoty jako hodnoty nějakého jiného atributu, je cizí klíč k atributu, na který odkazuje.

Když přejdeme k poslednímu tématu tohoto článku ve výukovém programu DBMS, pojďme se dozvědět o normalizaci v DBMS.

Normalizace

Normalizace je proces snížení redundance dat v tabulce a také zlepšení integrity dat. Proč je to tedy vyžadováno? bez normalizace v SQL můžeme čelit mnoha problémům, jako je

1. Anomálie vkládání :Nastává, když nemůžeme vložit data do tabulky bez přítomnosti dalšího atributu
2. Aktualizovat anomálii :Jde o nekonzistenci dat, která je důsledkem redundance dat a částečné aktualizace dat.
3. Anomálie mazání :Vyskytuje se, když dojde ke ztrátě určitých atributů kvůli smazání jiných atributů.

Tento obrázek níže ukazuje, jak funguje normalizace v SQL.

Takže tímto se dostáváme na konec tohoto kurzu DBMS. Doufám, že máte jasno v tématech, která jsou probírána v tomto tutoriálu.

Pokud se chcete dozvědět více o MySQL a seznamte se s touto relační databází s otevřeným zdrojovým kódem, pak se podívejte na naše certifikační školení MySQL DBA který přichází s instruktorem vedeným živým školením a reálnými zkušenostmi z projektů. Toto školení vám pomůže porozumět MySQL do hloubky a pomůže vám dosáhnout zvládnutí tohoto předmětu.

V případě dotazů je můžete vložit do sekce komentářů DBMS Tutorial a my se vrátíme nejdříve.