مدیریت اطلاعات و داده های سازمان یافته

42510011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

مدیریت اطالعات و داده های سازمان یافته

بخش سوم کتاب توربان

اطالعات 1 فناوری مهندسی درس3فصل

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

اند • شده نوشته سبز رنگ با که هایی قسمت “ ها ” داده پایگاه بنیادی مفاهیم کتاب از

. اند شده گرفته روحانی آقای نوشته

توجه


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011مبانی مرتب سازی و دستیابی داده ها

ی<ک (:Data Hierarchyس<لسله مرات<ب داده ه<ا)• ، کوچکترین بی<ت ، مجموعه ای از بیت بای<تواحد داده قابل پردازش در رایانه؛ یک

ی<ک کاراکت<ر س<اده را معرف<ی م<ی کند.ی<ک ترتیبی رشت<هه<ا ک<ه ازکاراکتر ها را گویند.

ی<ک رشت<ه معن<ی دار ی<ا ی<ک ترکی<ب منطق<ی از کاراکتر (:fieldفیل<د)•ها به صورت یک کلمه را گویند.

ی<ک ترکیب منطقی از فیلد های مرتبط ب<ه هم که (:recordرکورد)•بیان کننده صفات یک پدیده است.

یک ترکیب منطقی از از رکورد های مرتبط به هم فایل)پرونده(:•مانند اس<ت همگ<ن ی ه<ا موجودی<ت رکوردهای دارنده بر در

پرونده دانشجویان .اطالعات 3 فناوری مهندسی درس

3فصل

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 ترکی<ب منطق<ی از فای<ل های مرتب<ط به (:Databaseپایگاه داده)•

هم که بیانگر پدیده های متصل بهم در یک حوزه کاری است. ی<ک شخ<ص، مکان، ش<ی، ی<ا یک رویداد در (:entityموجودی<ت)•

ارتباط با اطالعاتی که در یک رکورد نگهداری می شود.(: مفهوم کل<ی آنچ<ه م<ی خواهیم در موردش entityموجودی<ت)•

اطالع داشته باشیم.دانشجو،استاد،درس–

را (:attributeص<فت)• ی<ک مشخصه ک<ه کیفیت<ی ی<ا ویژگ<ی ه<ر توصیف می کند.

نام دانشجو،شماره دانشجویی،سال ورود–

مبانی مرتب سازی و دستیابی داده ها )ادامه(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

اولی<ه)• به (:primary keyکلی<د ی<ک فیل<د شناس<ه ک<ه تنهایی یک رکورد را مشخص و متمایز می کند.

شماره دانشجویی– یک فیلد شناسه که (:secondary keyکلید ثانویه)•

بعضی از اطالعات شناسایی را دارد، اما نوعا یک فایل را با دقت کامل شناسایی نمی کند.

نام خانوادگی دانشجو–

مبانی مرتب سازی و دستیابی داده ها )ادامه(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

دو روش کلی•مشی ناپایگاهی)فایلینگ(–مشی پایگاهی–

روش های طراحی و ایجاد سیستم ها


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011محیط فایلی سنتی

رکورد • از ای مجموعه ای، داده فای<ل ی<ک در باشد. می ه<م ب<ه مرتب<ط منطق<ا های هر ه<<ا، فای<<ل مدیری<<ت س<<نتی محی<<ط

( ی<ک فای<ل داده مرتب<ط به applicationکاربرد)های داده های رکورد شامل ک<ه دارد آ<ن

مورد نیاز آن کاربرد است.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

تکرار داده های (:data redundancyافزونگی داده)•مشابه در چند محل در یک سیستم اطالعاتی

ناسازگاری بین (: data inconsistencyناسازگاری داده)•نسخه های مختلف یک داده در یک سیستم اطالعاتی

سختی دسترسی به (:data isolationجدایی داده ها)•داده ها از طریق کاربردهای مختلف در یک سیستم

اطالعاتیکنترل دسترسی به (: data securityامنیت داده ها)•

داده ها در سیستم های اطالعاتی

مشکالت مشی فایلینگ)محیط فایل سنتی(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

حفظ (:data integrityجامعیت داده ها)•صحت،دقت،سازگاری و اعتبار داده های ذخیره

شده در سیستم در تمام لحظات application/dataاستقالل کاربرد/داده)•

independence: ) جدایی داده های ذخیره شده ازبرنامه های کاربردی

مشکالت مشی فایلینگ)ادامه(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011پایگاه داده: مشی مدرن یا پایگاهی

گروه منطق<ی از فای<ل های مرتب<ط ب<ه ه<م ک<ه داده ها و •وابستگی های بین آن ها را در خود ذخیره می کنند.

می • ه<ا فای<ل طراح<ی ب<ه تنه<ا ناپایگاه<ی مش<ی در پردازی<م در ص<ورتی ک<ه در مش<ی پایگاه<ی، مراح<ل زیر

را داریم:مدلسازی معنایی داده ها–طراحی منطقی پایگاه داده–طراحی فیزیکی پایگاه داده–تولید برنامه های تعریف داده ها و کنترل و عملیات در داده ها–انجام تست–پیاده سازی–


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

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(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011ساختن یک پایگاه داده

برای س<اختن ی<ک پایگاه داده طراحان باید •طراحی ی<<ک و مفهوم<<ی طراح<<ی ی<<ک

فیزیکی انجام دهند.(مفهوم<<ی یک (:conceptual designطراح<<ی

مدل انتزاعی از پایگاه داده از دید کاربر(فیزیک<ی طرح (:physical designطراح<ی یک

در چگونه ه<ا داده ده<د م<ی نشان ک<ه بندی حافظه مرتب می شوند.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

entity-relationshipمدلسازی موجودیت < رابطه)•modeling:) فرایند طراحی یک پایگاه داده به

وسیله سازماندهی موجودیت داده های مورد استفاده و شناسایی رابطه ای که با هم دارند.

رابطه)• >>> موجودی<<ت entity-relationshipنمودار diagram:) نموداری ک<ه موجودی<ت داده ه<ا، صفت

ها و رابطه بین آن ها را نشان می دهد.موجودیت<ی)• های از (:entity classesکالس گروهی

موجودیت های یک نوع داده مشخص.

ساختن یک پایگاه داده)ادامه(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

ی<ک موجودی<ت مشخ<ص از یک نوع (:instanceنمون<ه)•موجودیت

نمونه (:identifierشناس<<ه)• ی<<ک ک<<ه ص<<فت ی<<ک موجودیت را شناسایی می کند.

ه<ا)• مفهومی (:relationshipsرابط<ه های اتص<ال موجودیت ها در یک پایگاه داده.

مدلسازی


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

تعداد موجودی<ت هایی ک<ه در ی<ک رابط<ه هس<تند، درجه آن •رابط<ه نامیده م<ی شود. رابط<ه بی<ن دو موجودی<ت رایجتر

است و اصطالحا رابطه دوگانی نامیده می شود. سه نوع رابطه دوگانی:•

: ارتیاط ی<ک نمون<ه از ی<ک نوع موجودی<ت ب<ا ی<ک نمونه از 1:1•نوع موجودیت دیگر

•1:M ارتباط ی<ک نمون<ه از ی<ک نوع موجودی<ت ب<ا چن<د نمونه از : نوع موجودیت دیگر

•M:N ارتباط ی<ک نمون<ه از ی<ک نوع موجودی<ت ب<ا چن<د نمونه از : نوع موجودیت دیگر و برعکس.

مدلسازی)ادامه(


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

(ERDنمودار موجودیت < رابطه )


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011(ERDنمودار موجودیت < رابطه )


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

س<<ازی)• روش (:normalizationنرمال یک برای تحلیل و بهبود یک پایگاه داده رابطه ای ب<ه شکل<ی س<اده و موث<ر ت<ر ب<ه منظور کاستن و ها، داده یکپارچگ<ی افزای<ش افزونگ<ی،

بهبود کارایی پردازشی.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011رابطه بهنجار)نرمال سازی( نشده


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

رابطه نرمال سازی شده


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011سیستم های مدیریت پایگاه داده

داده)• پایگاه مدیری<ت یک (:DBMSس<یستم برنام<ه نرم افزاری )ی<ا گروه<ی از برنام<ه ها( کاربر برای را داده پایگاه به دس<ترسی ک<ه

فراهم می کند.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

( داریم:viewدر معماری این سیستم ها سه نوع دید )•دید خارجی: دید کاربران خاص نسبت به داده های ذخیره –

شده؛نشان دهنده محدوده مور<د نیاز یک کار<بردید ادراکی:شما–دید 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


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011دیدگاه فیزیکی و دیدگاه منطقی

طرحی برای (:physical viewدیدگاه فیزیک<ی)•آرای<ش واقع<ی و فیزیک<ی و مکان داده ها در

مستقیم) دس<ترسی ب<ا های directحافظ<ه access storage device.س<یستم مدیریت داده )

منطق<ی)• کاربر (:logical viewدیدگاه دید نس<بت ب<ه داده ه<ا و برنامه های نرم افزاری داده در س<یستم مدیریت را ه<ا داده آ<ن ک<ه

پردازش می کنند. اطالعات 23 فناوری مهندسی درس

3فصل

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

مفهوم مدل داده ای•(: امکانی برای نمایش موجودیت Sبخش ساختاری)–

ها و ارتباط بین آن ها در سطح طراحی منطقی(:امکان انجام عملیات بر روی Mبخش پردازشی)–

داده ها را می دهد.

(:فرامین کنترل دقت و صحت Iبخش جامعیتی)–داده ها

DBMSمولفه های یک


S M

I

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

در واقع، در ادامه به تعریف انواع< ساختار •داده ای رایج می< پردازیم)رابطه ای،سلسله

مراتبی،شبکه ای((،حداقل یک< عنصر DSهر ساختار داده ای)•

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.

)ادامه(DBMSمولفه های یک


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011)ادامه(DBMSمولفه های یک

داده)• اینکه (:data modelمدل برای راه<ی تعری<ف در داده ی<ک م<ی شود.)به DBMSچگون<ه س<اختاردهی

صورت مفهومی(تعری<ف داده ها)• (:data definition language-DDLزبان

پایگاه داده را از دس<تور ه<ا ک<ه ساختار مجموع<ه ای 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]…اطالعات 26 فناوری مهندسی درس

3فصل

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

توصیف منطقی از همه پایگاه داده و (:Schemaِشما)•لیست همه داده ها و رابطه بین آن ها.

شما:تعریف ساختارهای انتزاعی طراحی شده؛ نوعی •برنامه شامل دستورات تعریف و کنترل داده ها

های (:Subschemaزیرِشم<ا)• داده از مشخصی مجموع<ه ( هستند.applicationپایگاه داده که مورد نیاز هر کاربرد )

دی<د)• زی<ر شم<ا همان واق<ع هر viewدر برای ک<ه اس<ت )کدام از کاربران به صورت جداگانه تعریف می شود.



4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011مثال 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;

(VIEWمثال دید)


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

•( ها داده تغیی<<ر (:Data Manipulation Languageزبان دس<تورالعمل های<ی ک<ه از زبان های س<طح باال بهره می برد ت<ا محتوای پایگاه داده را جس<تجو کند، اطالعات 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.



4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

SQL(Structured queryزبان جستجوی ساخت یافته )•language) :) زبان عمومی پایگاه داده رابطه ای که

کاربران را قادر به انجام جستجو های پیچیده با دستورالعمل های نسبتا ساده، می سازد.

مثال)• با پایگاه (:query by example-QBEجس<تجو زبان داده ک<ه کاربر را قادر م<ی س<ازد ت<ا ب<ا پ<ر کردن یک فرم،

یک نمونه یا توصیفی از داده مورد نظر را بسازد.دستورات کردن وارد جای زبان،ب<ه نوع ای<ن در واق<ع در

SQL دستورات کردن وارد برای گرافیک<ی شمای ،از استفاده می شود.



4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

ها)• داده واژگان Data dictionaryمجموع<<<ه collection:) های ویژگی ه<ا، داده عناص<ر تعری<ف

داده های<ی ک<ه عناص<ر داده ه<ا اس<تفاده م<ی کند و های<ی که و گزارش ه<ا کاربرد کاری، تواب<ع افراد،

این عنصر داده ها را استفاده می کنند.دیدها،در • جداول،تعری<ف ه<ا،تعری<ف داده تعری<ف

دیکشنری داده ها نگداری می شود.



4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

مدل های منطقی داده )ساختارهای داده ای رایج(

(، شبکه hierarchical سلسله مراتبی)سه مدل رایج:•(relational( و رابطه ای)networkای)

(، object-relationalبقیه مدل ها مثل چند بعدی، شی < رابطه ای)(virtual( و مجازی)embedded(،نهفته)hypermediaابررسانه ای )

•DBMS:معموال داده های مرتبط های سلسله مراتب<ی و شبکه ای به هم را از طریق لیست پیوندی به هم وصل می کنند.

•DBMS:ای رابط<ه و چندبعدی به های توج<ه ب<ا را ه<ا داده اطالعات<ی ک<ه از آ<ن داده ه<ا ب<ه دس<ت م<ی آی<د ب<ه ه<م مرتب<ط می

کنند.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011DBمدل سلسله مراتبی

داده ه<ا را در ی<ک درخ<ت س<اختاردهی م<ی کن<د ک<ه در آ<ن هر رکورد •شام<ل دو عنص<ر، ی<ک ریش<ه ک<ه اص<طالحاً کلی<د نامیده م<ی شود و یک

عدد متغیر از میدان های تابعه، می باشد.بهتری<ن مزی<ت ای<ن مدل س<رعت و کارای<ی آ<ن برای جس<تجو در داده ها •

می باشد.پی<ش تعری<ف شده اس<ت.)بوسیله • از ب<ه داده ه<ا ایراد ه<ا: دس<ترسی

مدیر پایگاه داده قب<ل از نوشت<ن برنامه های<ی ک<ه به داده باید دسترسی داشته باشند(. برنامه نویس ها باید از سلسله مراتب ساختار داده ها

تبعیت کنند.تعری<ف: ای<ن مدل نوع<ی درخ<ت ب<ا ی<ک ریش<ه و تعدادی وابس<ته است. •

parent childدو عنصر س<اختاری اس<اسی آ<ن رکورد و پیوند پدرفرزندی)link type-pcl.می باشد )


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

DBمدل سلسله مراتبی


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011DBمدل سلسله مراتبی


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011مدل شبکه ای پایگاه داده

به • را ه<ا داده بی<ن رابط<ه ای ک<ه داده مدل گون<ه ای برقرار م<ی کن<د ک<ه رکورد های تابعه م<ی توانن<د ب<ا بی<ش از ی<ک عنص<ر داده رابطه

داشته باشند. و • رکورد آن اس<اسی س<اختاری عنص<ر دو

کوداس<یل)نام مجموع<ه،رکورد مالک و رکورد عضو( می باشد.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011مدل رابطه ای پایگاه داده

ب<ه نام جدول، به منظور • پای<ه ی<ک مفهوم س<اده بر مدل<ی تمرکز بر روی ویژگی< های سطر ها و ستون های داده ها.<

ای<ن مدل ،رابط<ه ریاض<ی< است< • در واق<ع< عنص<ر س<اختاری ام<ا برای س<هولت نمای<ش برای کاربران از جدول استفاده

می< شود.< جدول های س<طرها و س<تون های استفاده شده در رابط<ه ه<ا:•

DBرابطه ای یک سطر داده در مدل رابطه ای(:Tupleچند تایی)• یک ستون داده در مدل رابطه ایصفت:•


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

عملگرها در مدل رابطه ای به دو دسته •معمولی و خاص تقسیم بندی می شوند.

عملگرهای معمولی•(،تفاضلINTERSECT(،اشتراک)UNIONاجتماع)–

(MINUS(ضرب کارتزین،)PRODUCT)عملگرهای خاص•

(JOIN(،پیوند)PROJECT(،پرتو)SELECTگزینش)–(DIVIDE،تقسیم)

عملگرها در پایگاه داده رابطه ای


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011سه عمل اصلی در پایگاه داده رابطه ای

•Select: همه شام<<ل زیرمجموع<<ه ی<<ک ایجاد رکوردهای فای<ل ب<ا ی<ک معیار خاص<.)تاپ<ل هایی از

بدنه یک رابطه را گزینش می کند.(STCOT WHERE STID=‘123’ AND TR=‘1’

•Project: ایجاد ی<ک زیرمجموع<ه از س<تون های یک جدید های جدول ایجاد اجازه کاربر ب<ه جدول،

شامل اطالعات مورد نیاز می دهد. PROJECT STT OVER(STID,STNAME,STDEP)


)('1''123' STCOTTRANDSTID

)(,, STTSTDEPSTNAMESTID

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

•Join:ترکیب جدول های رابطه ای STT JOIN COT WHERE STSEP=CODEP

سه عمل اصلی در پایگاه داده رابطه ای)ادامه(


COTSTT CODEPSTDEP

4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

مزایا و معایب< مدل ها ی منطقی داده ها

معایبمزایامدلپایگاه داده

سلسله مراتبی دسترسی پیش تعریف به داده ها با • جستجوی سریع و کارا•

روابط سلسله مراتبی انحصاری، مشخص شده توسط مدیر

محدودیت جستجو• سلسله مراتبی نبودن طبیعی همه •

داده هاپایگاه داده شبکه

ای قابلیت تعریف رابطه های •

بیشتر سرعت و بازدهی بیشتر •

نسیت به مدل8 رابطه ای

طراحی، پیاده سازی و نگهداری •سخت و پیچیده

انعطاف جستجویی کمتر نسبت به •مدل رابطه ای

پایگاه داده رابطه ای

سادگی مفهومی• روابط پیش تعریف برای •

داده ها وجود ندارد. انعطاف باال در •

جستجوهای غیر عمومی آسانی افزودن داده و •

رکورد جدید

کم بودن سرعت و کارایی پردازشی• افزونگی داده ها• نیازمند نگهداری اضافی•


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

مدل های دیگر

یک مدل (:ORDBمدل داده ای ش<ی << رابط<ه ای)•ذخیره س<ازی ش<ی) توانای<ی ک<ه به objectداده را )پایگاه داده رابطه ای اضافه می کند.

مدل داده ای که (:Hypermediaمدل ابررس<انه ای)•( را در گره هایی chunkاطالعات ) بخش های بزرگ

ذخیره م<ی کن<د ک<ه م<ی توان<د شام<ل داده هایی از به توان<د م<ی کاربر و باشن<د؛ مختل<ف های گون<ه

داده مربوطه از هر نوع رابطه ای پرش کند.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011مدل های خاص

Geographical informationپایگاه داده اطالعات جغرافیایی)•database:) برای مکانی های داده شام<ل ای داده مدل

قرار دادن روی نقشه ها و تصاویر.دانشی)• داده ای (:knowledge databaseپایگاه داده مدل

شام<ل قواع<د تص<میم گیری ک<ه م<ی توان<د برای تصمیم گیری های خبره استفاده شود.

: مدل داده (multimedia databaseپایگاه داده چندرسانه ای)•ای که می تواند داده های چندرسانه ای را ذخیره کند.


4251

0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011

•Small-footprint database: یک از ای زیرمجموع<ه DB بزرگتر برای کارکنان یک میدان خاص.

•( نهفته داده ای :(Embedded databaseپایگاه پایگاه داده ی<ا کاربرده<ا س<اخته می شوند. ک<ه در دس<تگاه ه<ا و طراح<ی شده برای اینک<ه مس<تقل باشن<د و نیاز خیلی

کمی به مدیریت دارند. یک پایگاه داده (:virtual databaseپایگاه داده مجازی)•

ک<ه فق<ط شام<ل نرم افزار اس<ت و داده ه<ا را که از نظ<ر فیزیک<ی، در ه<ر جای<ی روی شبک<ه و از ه<ر نوعی

که باشند، مدیریت می کند.

مدل های خاص)ادامه(


مدیریت اطلاعات و داده های سازمان یافته

Documents