Šolski center Novo mesto

Srednja elektro šola in tehniška gimnazija

Šegova ulica 112

8000 Novo mesto

PODATKOVNA BAZA (Uporaba IKT pri poslovanju)

Avtorica:

Tanja JERIČ, dipl. inž. rač. in inf.

Novo mesto, november 2012

KAZALO VSEBINE

1 OSNOVNI POJMI ....................................................................... 1

1.1 Podatek, informacija, znanje ........................................................ 1 1.2 Informatika .................................................................................. 5 1.3 Vpliv informatike na gospodarski in družbeni razvoj .................... 6 1.4 Informacijski sistem .................................................................... 7

2 PODATKOVNA BAZA ................................................................ 12 2.1 Osnove ....................................................................................... 12 2.2 Podatkovni modeli...................................................................... 16 2.3 Podatkovni sistem ...................................................................... 17 2.4 Upravljanje baze ........................................................................ 18 2.5 Organizacija PB .......................................................................... 20 2.6 Arhitektura podatkovne baze ..................................................... 21 2.7 Oblikovanje podatkovne baze .................................................... 25 2.8 Uporabniki PB ............................................................................ 26 2.9 Načrtovanje podatkovnega modela ............................................ 27 2.9.1 Globalni model ............................................................................... 27

2.9.2 Konceptualni model ........................................................................ 28

2.9.3 Logični model ................................................................................. 31

2.9.3.1 Relacijski podatkovni model ................................................................... 32 2.9.4 Fizični model .................................................................................. 36

Stran 1

1 OSNOVNI POJMI

1.1 Podatek, informacija, znanje

Človek si že od mladih let gradi svojo predstavo o svetu, ki jo skozi življenje vedno

dopolnjuje.

Njegovo znanje se nanaša na fizični obstoječi svet, v katerem kot njegov sestavni del živi

in na svet idej, ki si ga je človeštvo ustvarilo skozi čas. Vtise s pomočjo svojega pogleda

na svet, čutil in drugih instrumentov ovrednoti in si tako gradi miselni model sveta.

Ker smo si ljudje različni med seboj, si ustvarimo različne miselne modele.

Ljudje smo del realnosti. Vsak izmed nas realnost opazuje in jo zaznava.

Kot primer lahko navedemo različne interpretacije besede terorist. Za določeno skupino

ljudi je to kriminalec, drugi pa prisegajo, da je to borec za svobodo. Posameznikov ali

skupinski pogled na svet so ljudje že od nekdaj zapisovali in tako omogočili dostop do

znanja tudi drugim. Če se pri zapisovanju uporabi konvencija, ki omogoča jedrnato

predstavitev dejstev, pravimo takim zapisom podatki.

Podatek:

- Je opredmeteno dejstvo, s katerim predstavimo informacijo.

- Je dejstvo predstavljeno z vrednostmi (številke, znaki, simboli), ki imajo pomen v

določenem kontekstu (na formaliziran način, ki je primeren za komunikacijo,

interpretacijo ali obdelavo (s strani človeka ali stroja)).

- Je zapis, opis ali predstavitev nekega dogodka, pojava ali dejstva iz realnega

sveta v numerični, besedni ali grafični obliki.

Predstavitev podatkov ne omogoča njihovo razumevanje in nadaljnjo uporabo.

Podatek je lahko:

diskretni ali digitalni; če ga lahko preštejemo oz. predstavimo s simboli (na

primer 25°C),

analogni ali zvezni; če ga lahko izmerimo oz. predstavimo s pomočjo kakšne

fizikalne količine (na primer dolžina živosrebrnega stolpca).

Stran 2

Informacija je vsako sporočilo, ki nam pove nekaj novega.

Značilnosti informacije so:

- Informacija je množica podatkov predstavljenih v razumljivi obliki, ki omogoča

njihovo nadaljnjo uporabo.

- Informacija se lahko nanaša na predmete, ljudi in stvari v organizaciji in okolju, ki

obdaja organizacijo.

Primeri:

ANSI, ISO

pomen, ki ga človek pripiše podatkom s pomočjo znanih konvencij, ki so

uporabljene pri njihovi predstavitvi

Everest

ovrednoteni podatki v specifični situaciji

Langefors

novo spoznanje, ki ga človek doda svojemu poznavanju sveta

Informacija, ki jo posredujejo podatki, je odvisna od podatkov, prejemnikovega

znanja in časa, ki je na voljo prejemniku za interpretacijo podatkov.

Zaključki:

– Podatek ni informacija.

– Podatki ne vsebujejo informacije.

– Podatki posredujejo informacijo prejemniku, katerega znanje je konsistentno z

izbrano predstavitvijo in modelom sveta, na katerega se nanašajo.

– Če je količina podatkov tako velika, da se jih v času, ki je na voljo za ukrepanje

na njihovi osnovi, ne da interpretirati, se lahko zgodi, da s podatki ni posredovana

nobena informacija.

Entitete so vsi elementi, ki jih zaznamo in tisti, ki jih ne zaznamo, a obstajajo v realnosti

(sneg, drevesa, cesta, avti, stavba).

Vsaka entiteta ima določene atribute, ki so značilnosti oziroma lastnosti entitet. Atributi

so: temperatura snega, barva jakne,… Atributu omogočajo razločevanje entitet.

Entiteta ima lahko poljubno mnogo atributov, običajno v obdelavo zajamemo le tiste, ki

nas zanimajo. Pri tekmovanju teka na smučeh se ocenjuje čas pretečene proge, ne pa

dolžina smuč, velikost tekaškega čevlja, čeprav so tudi entitete teka na smučeh.

Stran 3

Znanje

Model realnosti oziroma znanje omogoča človeku realnost razumeti in se odzivati na

dogodke v njej.

Znanje se od človeka do človeka razlikuje, ker si ljudje iste stvari predstavljamo drugače.

Človek podatkom s pomočjo svojega znanja pripiše pomen in s tem svoje znanje dopolni

in na njegovi osnovi ustrezno reagira.

Poznamo več načinov, kako predelati podatke v informacijo:

– kombiniramo ali povzamemo s katerim povečamo njihovo uporabnost,

– prikazujemo podatke na razumljivejši način (tabele, grafi),

– prikazujemo različne odnose (primerjave).

Stran 4

Količina informacije

Informacija je nekaj abstraktnega. Pojavi se v glavi in to samo takrat, ko izvemo

novico prvič.

Bit je osnovna enota za merjenje informacije in jo dobimo, kot odgovor na vprašanje,

kjer sta možna dva odgovora (Da-1 in Ne-0).

Če vemo, koliko enako verjetnih odgovorov je možnih pri nekem vprašanju, lahko

količino informacije, ki jo dobimo z odgovorom, ugotovimo iz tabele:

Število odgovorov Količina informacije

2 = 21 1 bit

4 = 22 2 bita

8 = 23 3 biti

16 = 24 4 biti

32 = 25 5 bitov

64 = 26 6 bitov

128 = 27 7 bitov

256 = 28 8 bitov

512 = 29 9 bitov

1024 = 210 10 bitov

VAJA1: Ugotovite, kaj je podatek in kaj informacija v naslednjih primerih! Podatek in

informacija o neki temi sta vsakič v isti vrstici.

bila je v Evropi vrnila se je iz Estonije

na zaslonu tv je sneg konec programa

Runo je zmagal na pasji razstavi Runo je lep pes

rdeča luč na semaforju ustavi se

lahko grem čez cesto zvočni signal iz naprave na

semaforju

voznik je krepko prekršil omejitev

hitrosti

vozniku so v mestu namerili hitrost

70 km/h

termometer kaže 40° C nekdo je hudo bolan

velika družina za današnje slovenske

razmere

štirje otroci

na pomoč SOS

… --- ... na pomoč

In tako dalje …

UČNI LIST 1

Stran 5

1.2 Informatika

Informatika:

- je znanost o podatkih in informacijah, njihovem sistematičnem zbiranju,

oblikovanju, prenašanju, shranjevanju, obdelavi in izkoriščanju ob uporabi

informacijske tehnologije.

- je znanost o zbiranju, oblikovanju, izmenjavi, urejanju, upravljanju in

pretvarjanju informacij (obdelovanju informacij) na temelju teorije informacij.

INFORMATIKA = INFORMACIJA + AVTOMATIKA

informatika ↔ računalništvo

Definicija informatike kot celote vključuje tudi računalništvo. V računalništvu je

informacijska tehnologija osnovni predmet proučevanja. Informatika pa obravnava

informacijsko tehnologijo le z vidika uporabe oz. kot sredstvo za dosego cilja. Predmet

proučevanja informatike so informacije ter sredstva in procesi za zagotavljanje

informacij. To so informacijski procesi in informacijski sistemi.

Informacijska pismenost so znanja in spretnosti, ki jih potrebuje splošno izobražen

človek za delo s podatki.

Trije sklopi znanj in spretnosti so:

1. znati presoditi, kdaj je informacija potrebna;

2. vedeti, kje pridobiti potrebne podatke, jih znati od tam dobiti in

ovrednotiti;

33.. znati iz podatkov pridobiti pravo informacijo ter vedeti, kje, kdaj in kako jo

uporabiti.

Računalniška pismenost so znanje in veščine, ki omogočajo učinkovito in uspešno

uporabo računalnika, računalniških programov in z računalnikom povezane informacijske

tehnologije.

Primerjava med računalnikom in računalništvom:

Računalnik:

- pripomoček za dopolnjevanje človekovih miselnih procesov

- elektronska naprava za avtomatsko obdelavo, shranjevanje in prenos podatkov

Računalništvo:

- veda, ki obravnava strojno obdelavo podatkov z računalniki

- veda o zgradbi in delovanju računalnika ter njegovi uporabi

Stran 6

1.3 Vpliv informatike na gospodarski in družbeni razvoj

Lastnosti današnje družbe so:

– Izpostavljeni smo neprestanim znanstvenim in tehnično-tehnološkim odkritjem.

– Človeško znanje se v dveh do treh letih podvoji.

– Potrebna je dinamičnost – sposobnost prilagajanja ter spremljanja in izkoriščanja

potencialov, ki so na voljo.

– Informacije kot potencial presegajo vse ostale naravne potenciale (surovine,

energija).

– Gospodarstvo vseh razvitih držav temelji na učinkovitem zbiranju, hranjenju,

obdelavi in posredovanju podatkov.

– Razvoj informatike je nujen.

– Informacijske in telekomunikacijske tehnologije so ključnega pomena.

Značilne faze družbenega in gospodarskega razvoja

Prehod v informacijsko družbo se zgodi takrat, ko se največ ljudi ukvarja z obdelavo

informacij.

Značilnosti informacijske družbe so:

– Informacije in znanje so temeljni vir današnjega sveta.

– Informacijska družba je sinonim za novo nastajajočo družbo, ki ne temelji zgolj na

izkoriščanju naravnih bogastev, temveč kot najpomembnejši vir jemlje informacije

in znanje.

– Informacijske avtoceste (Information Highways) bodo omogočale prenos

informacij (podatkov) v obliki teksta, slik, govora po komercialno sprejemljivih

cenah. Povzročile bodo popolno reorganizacijo številnih obstoječih dejavnosti ter

razvoj novih.

– Razvitost se meri s količino informacij, ki jih je družba sposobna sprejeti, obdelati

in shraniti.

Stran 7

Strateška vloga informatike

Informacije predstavljajo vedno pomembnejši vir za upravljanje organizacij. Zaradi

izredno hitrega razvoja so se vse organizacije prisiljene čim hitreje prilagajati

spremembam v okolju. Podjetja morajo slediti zahtevam trga in ponudbi konkurence,

torej si morajo nenehno zagotavljati konkurenčno prednost pred tekmeci, saj le ta

zagotavlja profit. V javnem sektorju pa si je nenehno potrebno prizadevati za dvig

kvalitete storitev, zmanjševanje stroškov in večjo učinkovitost javnih služb – to je

mogoče uresničiti ob čim boljši uporabi inf. tehnologije; na eni strani bodo dolgoročno

preživele le organizacije, ki bodo maksimalno izkoristile to tehnologijo, na drugi strani pa

so velika vlaganja v IT, torej je potrebno dolgoročno načrtovanje, da bi bili stroški čim

manjši.

1.4 Informacijski sistem

Okrog nas se ves čas dogaja marsikaj (spreminjajo se tečaji delnic, športni dogodki,

vremenska napoved). Takšne in drugačne informacije o dogajanju v okolju, pomembne

in nepomembne, sprejemamo že od rojstva. Z njimi si v možganih gradimo predstavo o

svetu, v katerem živimo. Z novimi podatki, ki jih sprejemamo s čutili in ovrednotimo

s predznanjem, zgrajeno predstavo nenehno dopolnjujemo in jo prilagajamo

spremembam v okolju.

In vendar stvari ne potekajo vedno tako. Zaradi preobremenjenosti nismo poslušali

vremenske napovedi – bili smo prepričani, da bo vreme še naprej lepo. Ker nismo prejeli

ustrezne informacije, naša predstava o svetu ni ustrezala dejanskemu stanju – bili smo

mokri.

Informacij, ki so nam na voljo, je namreč veliko preveč, da bi lahko zvedeli vse. Glede na

našo pozornost, razpoloženje in zanimanje se posvetimo le nekaterim, druge pa

preprosto spregledamo. Ker so med njimi pogosto tudi odločilne, se naša predstava o

svetu pomembno razlikuje od dejanskega stanja. Zaradi tega prihajamo do

napačnih sklepov, ki vodijo v napačne odločitve in akcije – kljub napovedi, da bo

deževalo, nevedni odidemo od doma brez dežnika.

Da bi se temu izognil, je človek razvil sistem za obdelavo podatkov. Z njim si lahko

priskrbimo tiste podatke, ki nas v določenem trenutku zanimajo:

na zgoščenki poiščemo želeno pesem;

pred izletom pogledamo vremensko napoved;

ugotovimo, kdaj ima Janez rojstni dan.

Ljudje moramo torej skrbeti za ustrezne informacije. Vse podatke, ki jih potrebujemo pri

svojem delu, zberemo na enem mestu to je v bazi podatkov. Vendar sami podatki še

niso dovolj – vemo, da obstajajo, do njih pa ne moremo. Za predstavitev ustrezne

Stran 8

informacije potrebujemo še pripomočke in metode, s katerimi bomo zbrane podatke

obdelali. Tako organizirane podatke imenujemo informacijski sistem. Torej je

informacijski sistem urejena množica podatkov, pripomočkov in metod, s katerimi

podatke obdelamo.

Baza podatkov (ali podatkovna baza) je urejena zbirka podatkov, zbranih na enem

mestu.

Informacijski sistem:

Opredelimo kot množico medsebojno odvisnih komponent (strojna oprema,

programska oprema, ljudje), ki zbirajo, procesirajo, hranijo in porazdeljujejo

podatke in s tem podpirajo poslovne procese v organizaciji (povzeto po Laudon,

2000).

Je skupek ljudi, postopkov in naprav, zasnovan za zbiranje, obdelavo,

shranjevanje in distribucijo podatkov oz. informacij. (Vintar – A. Ralstone,

Encyclopedia of Computer Science)

Cilj informacijskega sistema je posredovati pravo informacijo na pravo mesto in ob

pravem času z minimalnimi stroški.

Njegova glavna naloga je torej oskrbeti uporabnike s podatki, na podlagi katerih si

bodo lahko oblikovali predstavo o trenutnem stanju v podjetju ali organizaciji. IS sam po

sebi ne rešuje nobenega problema, vendar s posredovanjem podatkov omogoča njihovo

reševanje.

Ne potrebujemo številke dežurnega zdravnika, če smo zdravi. Razmere pa se spremenijo,

ko zbolimo in nujno potrebujemo zdravnikovo pomoč. Takrat nam pride njegova tel. št.

še kako prav. Če je ne znamo na pamet, uporabimo tel. imenik ali svoje beležke in v njih

Stran 9

hitro poiščemo pravo številko. In to je osnovna naloga informacijskega sistema:

posredovati prave podatke ob pravem času. Uspešnost delovanja vsake organizacije je iz

dneva v dan bolj odvisna od informacijskega sistema, ki jo oskrbuje s podatki ali

informacijami.

Uspešnost delovanja vsake organizacije je iz dneva v dan bolj odvisna od informacijskega

sistema, ki jo oskrbuje s podatki oz informacijami.

Komponente informacijskega sistema:

- strojna oprema (večinoma računalniki)

- programska oprema

- ljudje (uporabniki in razvijalci)

- podatki

- postopki in metode (omogočajo povezovanje in usklajevanje sestavnih delov

informacijskega sistema)

Funkcije informacijskega sistema:

– zbiranje podatkov,

– obdelovanje podatkov,

– hranjenje podatkov,

– posredovanje podatkov uporabnikom.

Informacijski sistem mora zadovoljevati uporabnikove trenutne in prihodnje potrebe

po podatkih. Pot do takega sistema je dolga in zahtevna.

Najprej se lotimo načrtovanje sistema;

- tu ugotavljamo katere podatke potrebujejo uporabniki in v kakšni obliki

morajo biti predstavljeni,

- načrtujemo, kako bomo podatke vnašali v sistem,

- kako jih bomo hranili,

- kako, predvidevamo, bomo vnašali spremembe in popravke,

- kako bomo podatke zavarovali, da se ne bodo izgubili ali da jih ne bo kdo

zlorabil.

Poleg samih podatkov sistem vsebuje še navodila, po katerih obdelujemo podatke in

pripomočke, s katerimi podatke obdelujemo. V ta namen zadnje čase skoraj izključno

uporabljamo računalnike.

Kvaliteta načrtovanega informacijskega sistema je v največji meri odvisna od

razumevanja delovanja realnega sveta. Če napačno razumemo funkcioniranje realnega

sveta, je skoraj nemogoče, da bo informacijski sistem, ki bo zasnovan skladno s tem

razumevanjem in predstavami deloval optimalno.

Stran 10

Napor, ki ga je moral človek vložiti v pisanje programov in interpretacijo podatkov, se je

s časoma spreminjal. Poznamo tri obdobja:

1. V prvem obdobju je bil v središču pozornosti računalnik kot stroj. Vse ostalo se je

prilagajalo njemu. Med človekom in programom je obstajal semantični prepad –

ukazi računalniškega programa so bili daleč od človekovega načina razmišljanja. Enak

prepad je bil tudi med človekom in podatki. Struktura podatkov je bila prilagojena

pomnilnim medijem (kartice, trak).

2. V drugem obdobju, ki je nastopilo s programsko revolucijo, se pozornost usmeri na

programsko opremo. Uporabljati začnemo višje programske jezike. Semantični

prepad med človekom in programom se zmanjša.

3. Tretje obdobje se prične s podatkovno revolucijo. Med podatke in uporabniške

programe je stopil sistem za upravljanje podatkovnih baz. Kar omogoči

strukturiranost shranjenih podatkov na način, ki je bolj prilagojen človeku. Pojavi se

tudi meta podatkovna baza – podatki o shranjenih podatkih.

Za zbiranje, hranjenje, obdelavo in posredovanje podatkov v IS uporabljamo različne

pripomočke, ki so bolj zanesljivi od človeka = informacijska tehnologija.

Za zbiranje, hranjenje, obdelavo in posredovanje podatkov v IS uporabljamo različne

pripomočke, ki so bolj zanesljivi od človeka – informacijska tehnologija (vse, kar nam

pomaga shranjevati in prikazovati podatke iz realnega sveta).

Informacijska tehnologija je tehnologija, ki zajema področje zajema, shranjevanja,

prenosa in sprejema podatkov in informacij.

uporablja, pišeinterpretira, rokuje

obdeluje

usmerja delovanje bere, shranjuje,

transformira

PROGRAM PODATKI

Stran 11

Informacijska tehnologija označuje programsko opremo (software) in strojno opremo

(hardware), ki se uporablja za podporo delovanju informacijskega sistema.

– Strojna oprema se nanaša na naprave in drugo fizično opremo:

o delovne postaje,

o tiskalniki,

o omrežje.

– Programska oprema so računalniški programi, ki sprejemajo vhodne podatke in

vodijo delo strojne opreme:

o sistemska programsko opremo (npr. operacijski sistem),

o uporabniška programska oprema (npr. urejevalnik besedil, preglednice,

specializirana oprema, namenjena podpori določeni poslovni funkciji, itd.)

Med informacijsko tehnologijo štejemo tudi t.i. tehnologijo papir in pisalo, ki je v uporabi

v računalniško nepodprtih informacijskih sistemih.

Prednosti računalnika pred papirjem so:

– shranjujemo lahko veliko količino,

– dostop do podatkov je hiter,

– na voljo imamo hiter in natančen prenos podatkov po računalniških mrežah,

– obstaja tudi možnost hitrih obdelav in predelav podatkov.

Prednosti informacijske tehnologije so:

- hiter dostop do podatkov,

- lažji dostop do podatkov.

Slabosti informacijske tehnologije so:

- odvisnost,

- računalniški virusi,

- nekateri ljudje izgubijo službo zaradi informacijske tehnologije,

- nenehno prilagajanje spremembam in

- bolj stresno življenje.

Stran 12

2 PODATKOVNA BAZA

2.1 Osnove

Računalniška predstavitev podatkov:

Bit je osnovna enota za merjenje količine informacije. Skupina 8 bitov tvori byte (bajt).

Polje je logična skupina bytov (besed):

- ime in priimek: Janez Novak

- datum rojstva: 1. 9. 1994

- vpisna številka: 123456

Zapis je logična skupina povezanih polj:

- dijak; 123456, Janez Novak, 1. 9. 1994

- predstavlja entiteto, to je osebo, mesto, predmet ali dogodek o katerem

shranjujemo podatke

Datoteka je množica sorodnih zapisov, ki se nanašajo na entiteto. Posamezno polje

imenujemo atributi.

Atributi Vpisna številka Ime in priimek Datum rojstva Naslov

1. zapis: 123456 Janez Novak 1. 9. 1994 Šolska 5

2. zapis: 123457 Jože Beg 2. 4. 1994 Cestna 7

V datoteke lahko shranjujemo tudi nestrukturirane podatke (besedila slike, zvočne

zapise, …).

Stran 13

Zakaj ne uporabimo eno datoteko?

Želimo zapisati podatke o dijakih in opravljenih modulih.

Ime in priimek Datum rojstva Naslov Opravljeni moduli

Janez Novak 1. 9. 1994 ITK, 1. letnik, 4

UPN, 1. letnik, 5

Jože Beg 2. 4. 1994 ITK, 1. letnik, 3

Problem je, ker je različno število opravljenih modulov, zato razdvojimo dijake in

opravljene module.

VŠ Ime in priimek Datum rojstva Naslov

123456 Janez Novak 1. 9. 1994

123457 Jože Beg 2. 4. 1994

VŠ Naslov

predmeta

Letnik Predavatelj Datum Ocena

123456 ITK 1 4

123456 UPN 1 5

123457 ITK 1 3

Problem?

Podvajanje podatkov o predmetih, zato razdvojimo module in opravljene module.

VŠ ŠP Datum Ocena

123456 1 4

123456 2 5

123457 2 3

Včasih so shranjevali v datotečni sistem. Pri tem so bile težave:

- podvajanje vmesnikov za dostop

- podvajanje podatkov in posledično neažurnost in neskladje različnih oblik ali

šifer

- nevarnost in pomanjkanje kontrole dostopa

- odvisnost programov od zapisov podatkov

Primeri podatkovne integracije:

- različni zapisi istega podatka:

o spol: ženski/moški, Ž/M, M/Ž

o datum: 1. september 1994, 1.9.1994, 1/9/1994

- neažurnost podatkov (sprememba naslova, telefonske številke)

- težave pri dostopu podatkov, nefleksibilnost

Primer problema podatkovne integritete:

Stran 14

Zato uporabimo podatkovno bazo. Podatkovna baza je množica podatkov organiziranih

tako, da ponuja podatke večjemu številu programov hkrati.

Stanje danes:

– Organizacije odvisne od zmožnosti pridobivanja natančnih in pravočasnih

podatkov.

– Podatki predstavljajo konkurenčno prednost.

– Brez zmožnosti za upravljanje z velikimi količinami podatkov in zmožnosti za hitro

iskanje ustreznih podatkov postanejo podatki breme za organizacijo.

– Paradoks: zaradi preveč informacij potrebujemo še več informacij

– Potrebujemo ustrezne mehanizme za upravljanje s podatki in učinkovito iskanje

po njih podatkovne baze.

Podatkovna baza je model okolja, ki služi kot osnova za sprejemanje odločitev in

izvajanje akcij.

Podatkovna baza je:

- zbirka med seboj pomensko povezanih podatkov, ki so shranjeni v

računalniškem sistemu. Dostop do njih je centraliziran in omogočen s

pomočjo sistema za upravljanje podatkovnih baz;

- mehanizirana, večuporabniška, formalno definirana in centralno zasnovana

zbirka podatkov.

Stran 15

Podatki so osnova, na kateri temelji celotno delovanje organizacije. Zato je potrebno z

njimi (enako kot z ostalimi sredstvi organizacije) smiselno upravljati. Upravljanje PB

zajema:

– zagotavljanje razpoložljivosti podatkov (učinkovit dostop, vseh uporabnikov,

sočasno, do vseh vrst podatkov, ves čas)

– nadzor nad uporabo podatkov;

– skrb za:

o celovitost podatkov,

o uporabo podatkov v skladu z njihovim namenom,

o uporabnost podatkov v prihodnje.

Iz teh definicij sledi:

– V PB se shranjujejo podatki, ki se nanašajo na določen del sveta, v katerem so

vse stvari in dogajanja med seboj povezana.

– Je računalniško podprta.

– Obstaja centralni mehanizem za nadzor in dostop do podatkov (SUPB).

– Obstaja predpis, kakšni in kateri podatki se nahajajo v PB in kakšen je njihov

pomen.

Podatkovna baza ni namenjena sama sebi. Njeni uporabniki so ljudje, ki pričakujejo iz nje

prave podatke ob pravem času. To jim zagotavlja sistem za obdelavo podatkov. Z

obdelavo podatkov zadovoljimo uporabnikove trenutne in prihodnje potrebe po podatkih.

Pot do kakovostne obdelave je dolga in zahtevna. Najprej se lotimo načrtovanja

obdelave. Tu ugotavljamo:

- katere podatke potrebujejo uporabniki in v kakšni obliki morajo biti

predstavljeni,

- kako bomo podatke vnašali v sistem,

- kje jih bomo hranili in kako,

- kako bomo vnašali spremembe in popravke,

- kako bomo podatke posredovali uporabnikom,

- kako jih bomo zavarovali, da se ne bi izgubili ali da jih ne bi kdo zlorabil.

Ker v ta namen uporabljamo računalnik, s katerim obdelujemo podatke bolj ali manj

avtomatsko, ga imenujemo sistem za avtomatsko obdelavo podatkov (AOP).

Stran 16

2.2 Podatkovni modeli

Za lažje razumevanje in opisovanje podatkovnih baz si naredimo modele le-teh. Vsak

model sestavljajo tri poglavitne komponente:

vsebuje množico pravil, ki določajo organizacijo podatkov

njihovo strukturo,

dovoljene operacije med podatki.

Podatkovni model je strukturiran mehanizem za opis realnosti s podatki. Z njim

opredelimo statične in dinamične lastnosti posameznih podatkov, ki jih med seboj

povežemo v model tako, da ta povsem prepričljivo predstavlja izsek iz realnosti.

Starejša modela, ki izginjata:

- hierarhični podatkovni model

- mrežni podatkovni model

Ostali modeli:

1. relacijski podatkovni model

Bistvo modela:

– PB se uporabnikom predstavi kot množica podatkov, ki so organizirani v tabelah;

– uporabniki relacijskega sistema se ne obremenjujejo s strukturo shranjevanja;

– striktno ločevanje med logičnim in fizičnim pogledom na podatke;

– razvili so zmogljiv deklarativni jezik, namenjen delu s podatkovno bazo imenovan

Structured Query Language.

2. Objektno relacijski in objektno podatkovni model

Uvajajo se novi standardi za beleženje podatkov, kot je to XML (eXtended Markup

Language).

3. Post relacijski podatkovni model

Obdobje se začne konec 90. let in sega v današnje čase.

Značilnost post-relacijskih podatkovnih sistemov je veliko novih funkcionalnosti, ki segajo

na področje:

– podatkovnega skladiščenja,

– OLAP sistemov (on-line analitical processing),

– podatkovnega rudarjenja,

– podpirajo kompleksnejše podatkovne tipe (temporal, prostorske podatke),

– pojavljajo se aktivne podatkovne baze.

Stran 17

Danes so v uporabi:

– relacijski,

– entitetno-relacijski,

– objektno-relacijski in

– objektni podatkovni model.

2.3 Podatkovni sistem

Podatkovni sistem je računalniško podprt sistem, ki s pomočjo sistema za upravljanje

podatkovne baze omogoča uporabo in upravljanje s podatki, ki so shranjeni v podatkovni

baz.

Da bi podatkovni sistem deloval, so potrebni:

– strojna in komunikacijska oprema,

– programska oprema: operacijski sistem, sistem za upravljanje podatkovne baze,

uporabniške aplikacije,

– podatkovna baza, ki jo sestavljata opisi podatkov (meta podatki oziroma opisi

podatkov) in fizični podatki (vrednosti podatkovnih elementov)

– administrator PB in

– uporabniki PB.

Stran 18

2.4 Upravljanje baze

Upravljanje baze omogoča sistem za upravljanje podatkovnih baz (SUPB). Vsakdo si

želi tisti del znanja, ki se nanaša na pomnjenje dejstev (podatkov), shraniti v takšni

obliki, da ga bo lahko čimbolj preprosto in učinkovito uporabljal. Preprosto lahko rečemo,

da jih shrani v podatkovni bazi. Sistem za upravljanje podatkovnih baz (SUPB) mora

omogočiti:

– zagotoviti pravilnost in ažurnost podatkov,

– sočasno nuditi podatke vsem uporabnikom, pri čemer sočasna raba ne sme

ogroziti celovitosti podatkovne baze,

– posredovati podatke takrat, ko jih uporabniki potrebujejo,

– omogočiti vsem uporabnikom dostopnost do tistih podatkov, ki jih potrebujejo pri

svojem delu in se nanašajo na obravnavani model,

– posredovati podatke o tem, kaj se je zgodilo (zgodovina) in o tem, kaj se utegne

zgoditi (prihodnost).

Sistem za upravljanje podatkovnih baz mora preprečiti dostop do podatkov tistim, ki za

to nimajo pooblastil. Zagotovljena mora biti razpoložljivost in celovitost (integriteta)

podatkov. Uporabnikom mora biti v podporo pri sprejemanju odločitev in izvajanje akcij

tako na poslovnem kot tudi na procesnem področju.

Podatki so torej osnova, na katerih temelji celotno delovanje organizacije, zato moramo z

njimi upravljati enako smiselno kot z ostalimi sredstvi organizacije.

Za upravljanje s podatkovno bazo skrbi SUPB (sistem za upravljanje podatkovnih baz).

Na osebnih računalnikih teče več takšnih sistemov. Primeri SUPB: Oracle, Sybase, DB2,

MS SQL, Ingres, Postgres, MySQL, ObjectStore, Jasmine, Objectivity/DB, Versant Object

Database, dBase in Access (Microsoft).

Stran 19

SUPB je posrednik med podatkovno bazo in njenimi uporabniki. Njegova naloga je

upravljati podatkovno bazo v skladu s potrebami podatkov. SUPB omogoča:

– dostop do podatkov,

– izvaja zaščito in

– nadzor nad uporabo podatkov.

Tipi SUPB so:

1. hierarhični SUPB, kjer so zapisi hierarhično urejeni

2. omrežni SUPB, kjer so zapisi povezani z omrežjem povezav

3. relacijski SUPB

Značilnosti:

- vsaka datoteka je tabela oz. relacija

- relacija je sestavljena iz zapisov

- jezik za obdelavo podatkov je SQL

SUPB je programska oprema, ki uporabnikom omogoča definiranje, kreiranje in

vzdrževanje PB in hkrati zagotavlja nadzorovan dostop do PB.

SUPB je programska oprema, ki ravna z vsemi dostopi do podatkov v PB in je odgovorna

za izvajanje postopkov preverjanja avtorizacij uporabnikov in veljavnosti podatkov.

SUPB je zbirka programov, ki

omogoča kreiranje nove PB in definiranje njene strukture,

omogoča učinkovito poizvedovanje in spreminjanje podatkov,

Stran 20

varuje podatke pred nesrečami in neavtoriziranimi dostopi,

nadzoruje sočasen dostop večjega števila uporabnikov do podatkov.

Uporaba SUPB prinaša naslednje prednosti:

– Podatkovna neodvisnost: Programi so neodvisni od predstavitve podatkov in

načina shranjevanja podatkov. SUPB zagotavlja abstrakcijo podatkov in ločuje

programe od podrobnosti predstavitve podatkov.

– Učinkovit dostop do podatkov: SUPB zagotavlja tehnike za učinkovito

hranjenje in dostop do podatkov.

– Varnost in integriteta podatkov: Če so podatki shranjeni centralno, je

upravljanje s podatki lažje.

– Sočasen dostop do podatkov in obnavljanje PB: SUPB razporeja sočasne

dostope tako, da izgleda, kot da do podatkov dostopa en uporabnik.

– Skrajša čas razvoja programov: SUPB podpira številne mehanizme za dostop

do podatkov.

2.5 Organizacija PB

Naziv PB se uporablja v dveh pomenih:

širše = sistem za obdelavo in rokovanje s podatki;

ožje = samo podatki, ki so pod upravljanjem SUPB shranjeni na

zunanjem pomnilniškem mediju.

Podatkovno bazo sestavljajo:

podatki,

uporabniki,

uporabniški programi,

sistem za upravljanje podatkovnih baz (SUPB),

upravitelj podatkovne baze.

Stran 21

Z vidika upravljanja je podatkovna baza lahko:

– centralizirana – ko je podprta z računalniškim sistemom, v katerem deluje en

sam SUPB, ki skrbi za upravljanje celotne PB (celotna baza se nahaja na enem

računalniku in upravlja z enim sistemom upravljanja).

– porazdeljena – podatki so shranjeni v različnih računalniških sistemih, ki so med

seboj povezani s komunikacijskimi potmi, pod upravljanjem lokalnih SUPB, ki

delujejo usklajeno.

Podatkovni del PB sestavljata:

– fizična podatkovna baza

– meta podatkovna baza

V fizični podatkovni bazi (FPB) so shranjene vrednosti podatkovnih elementov – fizični

podatki.

V meta podatkovni bazi (MPB) pa so shranjeni opisi fizičnih podatkov – kako so

shranjeni v zunanjem pomnilniku, kaj pomenijo in kako so dostopni uporabnikom.

FPB in MPB sta v zunanjem pomnilniku shranjeni v obliki fizičnih datotek v okviru

datotečnega sistema, ki ga podpira operacijski sistem. SUPB do teh datotek ne dostopa

direktno, pač pa posredno prek OS, tako da je neodvisen ne le od tipa CPE, pač pa tudi

od tipa zunanjih pomnilnikov. Taka organizacija zagotavlja prenosljivost programskega

SUPB z enega na drug računalniški sistem, vendar z enakim OS.

Nekateri SUPB omogočajo poleg tega tudi neposreden dostop do diska. V tem primeru

posredovanje OS pri dostopu do diska ni potrebno, saj SUPB formatira disk (lahko del) po

svojih potrebah in sam skrbi za branje in časi, potrebni za branje in pisanje na disk, s

tem pa tudi odzivni časi SUPB.

2.6 Arhitektura podatkovne baze

Ker je arhitektura PB trinivojska, vsebuje 3 nivoje opisov podatkovne baze:

Zunanji nivo opredeljuje različne poglede uporabnikov na podatke.

Značilnosti:

- Vsak pogled = ena zunanja shema.

- Ena shema opisuje podatke, zanimive za posameznega uporabnika.

- Pogledi so prilagojeni potrebam posameznega uporabnika.

- Za različne uporabnike obstajajo različne sheme za prikaz istih podatkov.

- Zunanji pogledi (pogosto) prikazujejo izračunane podatke

- Pomagajo pri zagotavljanju varnosti - uporabnik vidi le omejeno množico

podatkov.

Stran 22

- Število zunanjih shem je (teoretično) neomejeno

- Predstavljen je z entitetami, atributi, relacijami lastnega realnega okolja.

Različne predstavitve istih podatkov. V MPB je toliko zunanjih shem, kolikor

različnih uporabniških pogledov obstaja.

- Na zunanjem nivoju pa se podatkovna baza kaže kot uporabnikov model

okolja. Tako je npr. uporabniški vmesnik za knjižničarko, ki vnaša podatke

o knjigah drugačen, kot za študenta, ki knjige išče.

Notranji nivo opredeljuje fizični način shranjevanja in dostope do podatkov.

Podan je opis, kako so podatki shranjeni v PB (dodelitev spomina za podatke in indekse,

opis zapisov skupaj s podatki, enkripcijske tehnike in stiskanje podatkov). Na nivoju

notranje sheme se podatkovna baza kaže kot zbirka fizičnih datotek različnih organizacij

shranjenih v zunanjem pomnilniku računalniškega sistema.

Za fizično organizacijo podatkov je zadolžen operacijski sistem ob podpori SUPB. Pod

notranjim nivojem obstaja še fizični nivo, s katerim upravlja OS na osnovi navodil, ki jih

dobi od SUPB-ja. Ločitev funkcij med SUPB-jem in OS na fizičnem nivoju ni striktno

določena in se med sistemi zelo razlikuje.

Konceptualni nivo predstavlja celovit pregled vseh podatkov in povezav med podatki v

podatkovni bazi, ki vsebuje:

– vse entitete, relacije, atributi,

– omejitve,

– semantične (vsebinske) informacije o podatkih,

– informacije vezane na varnost in integriteto.

Značilnosti:

– Vsebuje celovito informacijo o vsebini in strukturi podatkovne baze

– Opisani so podatki in povezave med podatki v PB

– Konceptualna shema vsebuje le logične podatke o PB

– Vsaka PB ima le 1 konceptualno shemo

– Konceptualna shema:

o odraža potrebe uporabnikov,

o je popolnoma neodvisna od SUPB-ja in strojne opreme.

Stran 23

Osnovni cilj trinivojske arhitekture je ločiti izbrani uporabniški pogled od njegove

predstavitve.

Zelo poenostavljeno: zunanji nivo opisuje uporabo podatkov, konceptualni pomen

podatkov, notranji pa način shranjevanja podatkov. Opis posameznega nivoja se imenuje

shema podatkovne baze.

Stran 24

Na konceptualnem in zunanjem nivoju podatkovna baza opisana s pomočjo podatkovnih

modelov:

– E-R modela

– relacijski

– objektni

– mrežni

– hierarhični

Za preslikave med opisi podatkovnih baz na različnih nivojih skrbi SUPB. Te preslikave

zagotavljajo podatkovno neodvisnost. Spremembe nižjega nivoja ne smejo vplivati na

nivo. Popolne podatkovne neodvisnosti seveda ni možno doseči, zaželeno pa je, da je čim

višja.

Vrsti podatkovnih neodvisnosti sta:

1. fizična podatkovna neodvisnost

Spremembe kot npr. spremenjene pristopne metode, organizacija fizičnih datotek,

naj ne vplivajo na logično predstavitev podatkov-

Predstavlja neodvisnost konceptualne sheme od sprememb v notranji shemi.

Programi ne smejo biti odvisni od načinov shranjevanja podatkov in obratno:

strukturo podatkovne datoteke ne sme narekovati aplikacijski program.

Fizična podatkovna neodvisnost zmanjšuje potrebo po vzdrževanju:

o programov in

o konceptualnega modela PB.

2. logična podatkovna neodvisnost

Razširitev PB z novimi entitetami iz okolja naj ne vplivajo na uporabnike, ki jih te

spremembe po pomenski plati ne prizadevajo.

Zagotavlja neodvisnost zunanjih shem od sprememb v konceptualni shemi.

Omogoča spreminjanje konceptualne sheme, ne da bi pri tem morali nujno

spremeniti tudi zunanje sheme.

Uporaba

- Logična podatkovna neodvisnost zagotavlja starim aplikacijskim programom

neodvisnost od novo-dodanih podatkov, ki jih ti programi ne potrebujejo.

- Logično podatkovno neodvisnost lahko uporabimo tudi pri integraciji prej

razdeljenih/različnih podatkovnih baz.

Stran 25

Smisel trinivojske arhitekture je v tem, da naj uporabniki preko svojih uporabniških

pogledov ne bi čutili morebitnih sprememb na konceptualnem in notranjem nivoju.

Seveda pa uporabniki te vplive čutijo takrat, ko se dogajajo, spreminjajo ali brišejo

obstoječi podatki v PB.

2.7 Oblikovanje podatkovne baze

Oblikovanje PB praviloma delimo v tri faze:

Konceptualno oblikovanje (oblikujemo model, ki je popolnoma neodvisen od

logičnega in fizičnega oblikovanja - E-R model);

Logično oblikovanje (izberemo SUPB -> preoblikujemo model – relacijski,

mrežni, hierarhični, objektni);

Fizično oblikovanje (priprava opisa implementacije podatkovne baze v

sekundarnem pomnilniku za izbrani SUPB);

Da pridemo do logične sheme podatkovne baze, pa lahko uporabimo več načinov:

– preko vmesnega konceptualnega modela (E-R model → pretvorba v

relacijski podatkovni model);

– direktno načrtovanje relacijskih shem (izhodiščna relacijska shema →

normalizacija → relacijski podatkovni model).

Stran 26

Smisel načrtovanja je spraviti realen problem v obliko, ki jo bomo najlaže prenesli v

računalniški zapis. Ker želimo graditi podatkovno bazo z Accessom po objektivnih načelih,

je najprimernejše, da se lotimo tudi načrtovanja po istih načelih. Takšen pristop je tudi

najprimernejši. Najprej iz danih zahtev naredimo mentalni model. Na osnovi mentalnega

modela naredimo konceptualni model. Nato naredimo logični model - določiti moramo

tabele, v katere bomo vpisovali podatke, ki opisujejo zastavljeno nalogo in jih bomo

lahko preprosto vnesli v Access.

Načrtovanje podatkovne baze poteka v naslednjih fazah:gi

Za primer bomo izdelali podatkovno bazo, ki nam bo v pomoč pri vodenju evidence knjig.

V mentalnem modelu opišemo nalogo v strnjeni obliki. Opis naj bo takšen, da bomo

pozneje nalogo čim lažje prenesli v računalniško orodje za delo z bazami podatkov.

2.8 Uporabniki PB

To so vsi, ki kakorkoli uporabljajo podatkovno bazo. Delimo jih na neposredne in

posredne uporabnike. Neposredni komunicirajo s PB preko terminalov, posredni pa le

okvirno podajajo svoje podatkovne zahteve, njihovo izvedbo pa prepuščajo neposrednim

uporabnikom.

Stran 27

2.9 Načrtovanje podatkovnega modela

2.9.1 Globalni model

Ker izhajamo iz realnosti, začnemo načrtovanje podatkovnega modela v realnosti.

Osredotočimo se na realni problem, ki ga želimo modelirati. Poiščemo glavne entitete, ki

sodelujejo v problemu, v grobem opredelimo njihove atribute in pomembnejše povezave.

Kar gradimo ni več realnost, ampak globalni model obravnavanega problema.

Entitete so vsi elementi, ki jih zaznamo in tisti, ki jih ne zaznamo, a obstajajo v realnosti

(sneg, drevesa, cesta, avti, stavba).

Vsaka entiteta ima določene atribute (značilnosti, lastnosti).

Atributi so značilnosti oziroma lastnosti entitet (npr. temperatura snega, barva jakne).

Atributu omogočajo razločevanje entitet.

Entiteta ima lahko poljubno mnogo atributov, običajno v obdelavo zajamemo le tiste, ki

nas zanimajo. Pri tekmovanju teka na smučeh se ocenjuje čas pretečene proge, ne pa

dolžina smuč, velikost tekaškega čevlja, čeprav so tudi entitete teka na smučeh.

Stran 28

2.9.2 Konceptualni model

V konceptualnem modelu grafično predstavimo našo zamisel podatkovne baze. Pri tem se

na področju baz podatkov uporabljajo predpisani simboli. Med pogosto uporabljenimi je

model - entiteta - povezava (entity - relationship). Danes uporabljena računalniška

orodja za delo z bazami podatkov so zmožna izrisati grafični model. MS Access izriše

konceptualni model, kot ga vidimo na naslednji sliki.

Primer entitete je realna oseba, dogodek ali koncept. Vsaka entiteta ima unikatno ime, ki

jo hkrati opredeljuje. To olajša predstavljivost entitet in razumevanje enotnega modela.

Atribut je lastnost (značilnost) entitet (nekaj kar hočemo vedeti o entiteti (npr. ime,

priimek, spol)).

Vrednosti so vrednosti atributov entitet (npr. ime=Janez, Spol=m).

Razmerje predstavlja povezave med posameznimi entitetami (npr. Izpit je razmerje

med Študentom in predmetom).

Model, ki ga razvijemo s tem pristopom, imenujemo model: entiteta-razmerje (relacija)

ali E-R model ali diagram.

Dogovorjeni simboli E-R diagrama:

- entiteta (pravokotnik)

- razmerje (romboid)

- atribut (elipsa)

Stran 29

VAJA 1: Izdelaj model entiteta-razmerje branje knjige:

- 2 entiteti (knjiga (avtor in naslov) in oseba (spol in starost))

- 1 razmerje (bere)

V konceptualnem modelu načrtujemo tudi relacije med objekti.

Vrste relacij:

- Relacija ena proti mnogo je v naravi prav gotovo najpogostejši. Takšen

tip povezave se pojavi, če na primer en založnik izda več naslovov knjig

oziroma, če posamezni avtor napiše več knjig. Takšen način povezave je v

konceptualnem modelu označen z (1, ∞).

– Npr. Mati ima več otrok

- Relacija ena proti ena je v naravi redkejši. V našem modelu ga ni. Primer

takšne povezave pa je, kadar neločljivo celoto predstavljamo z dvema

tabelama npr.:

ravnatelj vodi šolo,

osebni podatki osebe,

prstni odtisi osebe.

V tem primeru eni osebi pripada samo eden in edini prstni odtis. Takšen način povezave

je v konceptualnem modelu označen z (1, 1).

- Relacija mnogo proti mnogo:

– Učitelji uči več dijakov

VAJA 2: Izdelaj model entiteta-razmerje za izbiranje predmetov. Vsak dijak lahko izbere

1 predmet, 1 predmet izbere več dijakov:

- 2 entiteti (dijak (ime) in predmet (ime) in

- 1 razmerje (izbere)

Stran 30

VAJA 3: Izdelaj E-R diagram izbiranja izbirnih modulov. Imamo:

- 2 entiteti: dijak in modul

- Eno relacijo (izbiranje)

- Pri dijak atribut: ime

- Pri modulu: ime

- Vsak dijak lahko izbere le en modul, isti modul lahko izbere več dijakov.

VAJA 4: Nariši E-R diagram »izposoje knjige«.

VAJA 5: Izdelaj ER model za časopisno podjetje, ki bi rado spremljajo raznašalce, poti in

stranke. O vsakem raznašalcu bi radi vedeli za poti, ki jih obdeluje (najmanj 1), vsako

pot ima lahko več raznašalcev, vsaka pot ima najmanj eno stranko. Stranke so na točno

določeni poti. Podatki o stranki so ime, naslov in telefonska številka. Poti imajo imena,

raznašalci pa telefonsko številko.

VAJA 6: Naredite ER model za knjižnico. Stranke si izposojajo knjige. Knjigo je napisal

eden ali več avtorjev. Podatki o avtorjih so ime, priimek, kratka biografija. Podatki o

knjigah: naslov, leto izdaje, ime zvrsti v katero spada knjiga. Podatki o stranki so ime,

priimek in naslov.

VAJA 7: Gledališče vodi evidenco obiskovalcev z letno karto. Za vsakega lastnika želijo

imeti naslednje podatke:

- ima in naslov

- ali ima status študenta ali ne

Vsi lastniki kart niso študentje. Vsi študentje niso lastniki kart. Za študente zbiramo

podatke ali je reden študent in ime univerze.

Lastniki kart imajo lahko le eno karto, ki vsebuje podatke: ceno in številko sedeža. Vseh

kart nikoli ne prodajo.

Stran 31

2.9.3 Logični model

Razvit konceptualni model je izhodišče za izdelavo logičnega modela.

Zajema vse entitet in razmerja med njimi. Vsaka entiteta je enolično opisana s svojimi

atributu.

Najbolj razširjeni logični podatkovni modeli so:

relacijski podatkovni model, ki temelji na relacijah; sestavlja ga množica tabel

v katerih so vpisani podatki entitetne množice (priimki in imena dijakov, rojstni

datum, …)

objektni podatkovni model, ki temelji na objektih. Njegovo bistvo je v centralni

vlogi objektov in njihovi klasifikaciji v razrede. Z objekti, ki predstavljajo

podatkovno strukturo so tesno povezane metode oziroma operacije nad objekti.

Pri objektno orientiranem podatkovnem modelu so objekti povezani med seboj s

kazalci.

mrežni podatkovni model, ki temelji na grafih,

• Je generalizacija hierarhičnega.

• Zapisi so poljubno povezani med seboj, tako da tvorijo mrežo.

• Na najvišjem nivoju je lahko več vozlov, tako dobimo več vstopnih poti do

zapisov na nižjih nivojih.

• Zapisi znotraj strukture imajo lahko poljubno število nadrejenih in prav tako

poljubno število podrejenih zapisov.

• Na ta način imamo precej več svobode pri dostopu do zapisov, ki so povezani

v mrežni strukturi.

hierarhični podatkovni model, ki temelji na drevesih.

• Osnova je v obliki narobe obrnjenega drevesa.

• Drevo je sestavljeno iz hierarhije vozlov, ki jih predstavljajo zapisi.

• Na najvišjem nivoju je en sam vozel (koren, korenski vozel) in le preko njega

lahko dostopamo do zapisov na nižjih nivojih v strukturi.

Stran 32

• Vsak vozel ima prirejen na višjem nivoju en sam vozel (oče), na nižjem nivoju

pa poljubno število vozlov (otroci).

• Struktura natančno določa poti, po katerih pridemo do zapisov na nižjih

nivojih.

2.9.3.1 Relacijski podatkovni model

Relacijska podatkovna baza se uporabniku kaže kot množica tabel, ki jih lahko

povezujemo med seboj. To je:

- Prevladujoči model za hranjenje podatkovnih baz v računalniku

- Osnova so matematične relacije, ki jih v praksi izvedemo s tabelami

- To je množica tabel, v katerih so vpisani podatki entitetne množice (dijaki

vpisani v 1. letnik)

- V vsako vrstico tabele vpišemo podatke določene entitete (zapis)

- Ker je vrstni red zapisovanja podatkov v vseh zapisih enak, dobimo v

stolpcih tabele, lastnosti entitet, zapisane drugo pod drugo.

- V prvi ali čelni vrstici tabele je naveden pomen posameznih stolpcev, druge

vrstice pa vsebujejo podatke

- Vsak podatek v zapisu je vpisan v svoje polje

Vsaka tabela je sestavljena iz dveh delov:

- čelne vrstice, ki se imenuje relacijska shema in pojasnjuje pomen

posameznih stolpcev v tabeli

- podatkovnih vrstic pa se imenujejo zapisi oziroma n-terke.

Ime stolpca se imenuje atribut, celotna tabela pa relacija.

Odlikujejo ga naslednje lastnosti:

– formalno je definiran in osnovan na matematičnih strukturah – relacijah;

– ne vsebuje elementov fizičnega shranjevanja podatkov, s čimer je zagotovljena

podatkovna neodvisnost;

Stran 33

– relacije so predstavljive s tabelami, ki so človeku dobro razumljive.

Vsaka entitetna množica je predstavljen z eno ali več relacijami = TABELAMI.

Stolpci v tabeli (relaciji) predstavljajo atribute entitetne množice.

Vrstice predstavljajo primerke entitetne množice (zapis/record).

Povezave med relacijami niso vnaprej določene in vgrajene v strukturo (kot je to pri

hierarhični oz. mrežni strukturi).

Vzpostavijo se v skladu s trenutnimi informacijskimi potrebami.

Terminologija v relacijski podatkovni bazi:

– atribut: podatkovni element, ki opisuje določeno lastnost

– relacijska shema (entitete): skupina atributov, odvisna samo in izključno od ključa

– ključ: en ali več atributov, ki enolično določijo vsako vrstico (zapis) znotraj

relacije. Ključ se ne sme spreminjati!

– domena: zaloga vrednosti, ki jih lahko zavzame atribut (črke, znaki, datum, celo

število, …) in njegove omejitve (obvezen vnos, pozitivna števila, točno 8 znakov…)

– relacijska shema (entitete): skupina atributov, odvisna samo in izključno od ključa

Podatkovni tipi:

– V podatkovni bazi so v poljih tabel shranjeni različni podatki: besedila, števila,

slike, zvok itd. Računalnik mora vedeti kaj podatek predstavlja: ali je število, s

katerim lahko opravlja matematične operacije ali gre za znake, ki jih ni za v

besedilo…

– Ker je v polju vpisan en podatek, s katerim je zapisan določen atribut, opredelimo

podatkovni tip z naravo tega atributa (v polju PRIIMEK je niz znakov, v polju

VIŠINA_CM pa številski podatek)

– Kakšna vrsta podatka je v posameznem polju določa podatkovni tip:

o besedilo (text) –za nize do 255 znakov (npr.: ime, priimrk, naslov, …) in

števila, kine služijo za izračune (npr.telefonskeštevilke).

o zapisek–za daljša besedila ali kombinacijo besedila in številk, do

65.535znakov.

o število (number) –za številske vrednosti, s katerimi opravljamo

matematične operacije

o datum (date) –za datume (primer: datum rojstva, današnji datum,…)

Stran 34

o logični tip (logical) –za podatke ki zavzemajo le dve vrednosti (da ali ne)

o valuta–za denarne vrednosti valute

o samoštevilo‐enolično zaporedno število(povečanoza1)

Ključi relacije:

o Entitete se v realnosti razlikujejo vsaj v enem atributu, ki ga imenujemo

ključ.

o Enako je v podatkovni bazi. Ključ torej enolično določa zapis v tabeli

o Ker je v zapisu lahko več polj v ključu, raje dodamo v tabelo novo polje, v

katerem bo zapisan atribut, ki bo povsem enolično določal zapis.

Imenujemo ga primarni ključ.

Poznamo več vrst ključev:

– primarni ključ (primarykey) je tisti atribut ali skupina atributov

znotraj relacije, ki nam bo enolično določal posamezno n‐ terico v

relacije.,

– tuji ključ (foreign key) je atribut ali skupina atributov znotraj

relacije, ki je primarni ključ druge relacije (izhodiščne relacije).,

– sestavljen ključ je ključ, ki ga sestavlja več kot en atribut.

Primeri ključev

Izkušnje kažejo, da ima relacijski podatkovni model naslednje prednosti:

Preprosta, razumljiva predstavitev podatkov (tabele).

Ne vsebuje elementov fizičnega shranjevanja podatkov.

Relativna neodvisnost od konkretne izvedbe.

Osnovan je na formalnih matematičnih strukturah – relacijah.

Stran 35

Dobro definirane operacije nad podatki: relacijska algebra, relacijski račun.

Standardizirani povpraševalni jeziki: SQL

Koraki pri pripravi tabel – relacij:

1. imena polj

2. vrsta podatkov

3. določanje lastnosti polj: dolžina, vnosna maska, omejitev vrednosti

Značilnosti tabele:

– Tabela je neurejena, če ni predpisa, ki bi urejal zaporedje njenih vpisov. Iskanje

podatkov je zamudno.

– Tabela je urejena, kadar so zapisi v njej urejeni po določenem vrstnem redu

podatkov v enem ali več poljih zapisa (npr. telefonski imenik najprej po krajih,

nato priimkih, znotraj enakega priimka pa še po imenih).

o Najpreprosteje je, da prepišemo zapise v urejenem vrstnem redu v novo

datoteko. Slabost: imamo 2 datoteki.

o Kadar uredimo zapise po želenem vrstnem redu brez prepisovanja tabele v

novo tabelo, govorimo o indeksiranju.

– Pri indeksiranju ostane vrstni red zapisov v tabeli enak, program pa določi njihov

vrstni red in ga zapiše v indeksno tabelo, v kateri je manj podatkov in je zato

urejanje hitrejše.

– Tabela ima lahko poljubno mnogo indeksnih tabel.

– Da se izognemo dolgim zapisom v tabeli, raje razporedimo podatke v več tabel –

za vsako entitetno množico svojo tabelo.

– Povezujemo atribute –preko ključa:

o iz osnovne tabele (s primarnim ključem).

Stran 36

– Ustvarimo torej povezave v relacijski podatkovni bazi.

– Določimo vrsto povezave in referenčno integriteto.

– Za predstavitev informacij ne potrebujemo vseh podatkov iz zapisa. Za določeno

informacijo potrebujemo npr. pet podatkov, za drugo le dva ali tri.

– Za povpraševanje, dodajanje, brisanje in spreminjanje podatkov in zapisov v

relacijskih podatkovnih bazah uporabljamo povpraševalni jezik SQL (Structured

Query Language).

2.9.4 Fizični model

Izdelani logični podatkovni model se na zaključku modeliranja podatkov izvede v dejanski

oziroma fizični podatkovni model. To je dejansko podatkovna baza. Hranjena je v

zunanjem pomnilniku računalnika in se izvede z različnimi programskimi orodji (Oracle,

MS Access).