Transcript 1. dia
Bevezetés Kedves Hallgató! Jelen prezentáció segítséget kíván nyújtani az Informatika alapjai I. tantárgy feldolgozásához. A tantárgyhoz rendelt további oktatási anyagok a Kamuti Hajnalka – Sándor Tamás: Számítástechnika I. (KKMF1186 jegyzet), A most bemutatásra kerülő prezentáció ezen jegyzet sikeresebb használatához nyújt segítséget. A prezentáció végén az egyes témakörökhöz hasznos linkeket találhatnak, amely információk segítségével még jobban elmélyedhetnek az adott témakörben. A tanuláshoz sok sikert kívánok! Bevezetés az adatbáziskezelésbe Kamuti Hajnalka-Sándor Tamás Számítástechnika I. 149-152 o. 9.1. fejezet Mi az információ, milyen típusai vannak ? Valamely jelenségre vonatkozó értelmes közlés, amelynek új ismereteket szolgáltató része fontos a felhasználó számára. Megkülönböztetünk parancs (séf a kuktának: sótlan az étel), motiváció (holnaptól emelkedik a benzin árfolyama) és közleménytartalmú (ma rekordhőmérsékletet mértek Fokvárosban) információt. Mi az adat? Az információnak a továbbító vagy tároló, általában számítástechnikai rendszerekben való konkrét megjelenési formája. Mi az egyed (entitás)? Az információval leírni kívánt jelenség egy osztálya. Olyan általános objektum, amely minden más objektumtól megkülönböztethető. Lehet fizikailag megfogható dolog (élõlény, tárgy) vagy elvont fogalom (pl.: hallgató, autó, érzelem). Mi az egyed (entitás) egy előfordulása? Az egyed egy konkrét értéke pl.: az autó egyed egy elõfordulása a GUJ-060-as rendszámú Audi A4 típusú személygépkocsi. Mi a tulajdonság (attribútum) ? Az egyedeket (entitásokat) leíró jellemző. pl.: az autó egyed tulajdonságai: gyártási év, típus, szín, rendszám. Egy egyednek lehet több tulajdonsága (lsd. fent) és egy tulajdonság több egyedet is jellemezhet (pl. a szín egyaránt jellemezheti a háztetőket, az autókat, stb.). A tulajdonság értékeivel egy adott egyed egy előfordulását határozzuk meg. gyártási év rendszám típus szín 1999 GUJ-060 Audi A4 bordó Mi a tulajdonság (attribútum) egy előfordulása? A tulajdonság (attribútum) egy konkrét értéke. Pl.: a rendszámnak, mint tulajdonságnak egy előfordulása a GUJ-060-as rendszám. Mi a kulcs? Az a tulajdonság vagy a tulajdonságok azon összessége, amely egyértelműen meghatározza, hogy az egyed mely előfordulásáról van szó. Pl. az autó egyed esetén a rendszám tulajdonság a kulcs, mert ez alapján egyértelműen azonosíthatók az autók. A kulcsmező értéke minden autónál más és kötelezően kitöltendő mező. Mi az egyszerű és az összetett kulcs? Egyszerű kulcs: ha a kulcs egy tulajdonságból áll. Pl. a rendszám tulajdonság önmagában egyértelműen meghatároz egy autót. Összetett kulcs: ha több tulajdonság együttesen határoz meg egyértelműen egy egyedet. Pl. a név, cím, anyja neve, születési idő együttesen egyértelműen meghatároz egy hallgatót, hacsak egy ikerpár nem ugyanazt a nevet kapta Mi a kapcsolat? Az egyedek (entitások) közötti kapcsolatok leírására szolgáló kategória. Pl. a gépkocsi egyed kapcsolatban áll a tulajdonosával, mint egyeddel. Mi a kapcsolat egy előfordulása? A kapcsolat egy konkrét értéke. Pl. a GUJ-060 rendszámú gépkocsi kapcsolatban áll Kiss János nevű tulajdonosával. Mit jelent az egy-egy (1:1) típusú kapcsolat? Az egyik egyedhalmaz mindegyik eleméhez a másik egyedhalmaznak pontosan egy eleme kapcsolódik. A két egyedhalmaz egymásba kölcsönösen egyértelműen leképezhető. Pl. a férj-feleség kapcsolatban minden férjnek egy felesége van és fordítva. Hacsak nem követnek el bigámiát Mit jelent az egy-több (1:N) típusú kapcsolat? Az egyik egyedhalmaz mindegyik eleméhez a másik egyedhalmaz több eleme is tartozhat. Pl. a megye-település kapcsolatban egy település csak egy megyéhez tartozik de egy megyéhez több település is tartozhat. Mit jelent az több-több (N:M) típusú kapcsolat? Az egyik egyedhalmaz minden eleméhez a másik egyedhalmaz több eleme is tartozhat és fordítva. Pl. a könyv-szerző kapcsolatban egy könyvhöz több szerző is tartozhat és egy szerző több könyvet is írhatott. Mi az adatmodell? Az egyedek, a tulajdonságok és a kapcsolatok halmaza. Az adatmodell az adatok struktúrájának leírására szolgál. Milyen típusú adatmodelleket ismer? Hierarchikus (fa) struktúrájú Hálós (plex) struktúrájú Relációs Objektumorientált Neuronhálós Hierarchikus (fa) struktúrájú adatmodell Olyan logikai file-struktúra, ami nem sík. Elemek(csomópontok) hierarchikus rendjéből áll. Gyökér : olyan szülő csomópont, amiből csak elágaznak más csomópontok. Levelek:olyan gyermek csomópontok, amiből már nem ágaznak el további csomópontok. Kiegyensúlyozott fa: minden csomópontból ugyanannyi számú alcsomópont ágazik el Bináris fa: minden csomópontból két csomópont ágazik el Egyszerű leképzés: alsóról a felső szintre történik (1:1 típusú kapcsolat) Komplex leképzés: a felsőről az alsó szintre történik (1:több típusú kapcsolat) Fizikai fileszervezés: a hierarchikus struktúrát használják mutatók, indexek - indexelt bejegyzések leírására Logikai fileszervezés: rekord típusok kapcsolatának leírására használták Hálós struktúra - minden kapcsolódhat mindennel - egy gyermeknek több szülője lehet - n:m típusú kapcsolatok megvalósítására képes Jellemezze a relációs adatmodellt! A relációs adatmodell elvét E. F. Codd alkotta meg 1971-72-ben, melyet 1976-ban P. Chen továbbfejlesztett. Létrehozásának célja a hálós struktúra hátrányainak kiküszöbölése. Matematikailag a legrészletesebben kidolgozott. Felhasználóbarát, táblázatos forma. Nagyméretű (nagy adatbázis kezelésére alkalmas) Biztosítja az adatok integritását (sérthetetlenségét), konzisztenciáját(következetességét), redundancia (felesleges adatismétlés) mentességét. Név Cím Anyja Születési neve dátum Neptun kód xy 1986.01.01. 1h Debrecen zk 2000.01.23 2j Kiss Anna Bp. Nagy János Az állomány adatainak kapcsolatai egy kétdimenziós tábla segítségével szemléltethető. - Rekord: az egyed konkrét előfordulásai, a tábla soraiban helyezkednek el. Egy táblában nem fordulhat elő két azonos rekord! - Mező: a tábla oszlopai, az egyed tulajdonságait tartalmazzák. Egy táblában nem fordulhat elő két azonos mezőnév! Egy oszlopon belül csak azonos típusú adat szerepeltethető (pl. szöveg vagy szám)! - A reláció foka: a táblában szereplő tulajdonságok (oszlopok) száma. - A reláció számossága: a táblában előforduló rekordok (sorok) száma. - Azonosító mező: az egyedek (rekordok) egyértelmű azonosítására szolgáló tulajdonságoszlop más néven kulcs. Reláció=tábla=egyed=entitás Sor =rekord= az egyed egy előfordulása. Oszlop=tulajdonság=attribútum =mező Redundancia (adattöbszörözés vagy származtatott tények tárolása) Hallgatók Konzulensek Kiss Nagy Bene Aba Konzulens telefonszáma 1 2 Szabó Kovács Bene Bene 1 1 A konzulensek ismétlődése nem redundancia, mert törlése információvesztéssel jár. A telefonszámok is métlődése redundancia, mert törlése nem jár információvesztéssel. Az eredeti tábla tehát redundáns. Redundancia megszüntetése:Normalizálás:Az eredeti táblát több táblára bontjuk és a táblák között kapcsolatot hozunk létre. A Konzulensek és a Hallgatók tábla között egy-több típusú kapcsolat van, mert egy konzulensnek lehet több hallgatója, de minden hallgató csak egy konzule 1-N (egy-több) típusú kapcsolat létrehozása: Az elsődleges tábla (ahonnan az egy kapcsolat kiindul) jelen esetben a Konzulensek tábla kulcsát felvesszük a másik táblába sima mezőként és ezen kapcsolómezőkön keresztül a két táblát összekapcsoljuk. N-M (több-több) típusú kapcsolat létrehozása: A két kapcsolódó tábla közé felveszünk egy kapcsolótáblát, amelyben elhelyezzük a kapcsolódó táblák kulcsát. Objektumorientált adatmodell Relációs alapokon nyugszik. Nemcsak az egyedet(pl. hallgatók), annak tulajdonságait(neve, születési dátuma, neptun kódja) adjuk meg, hanem az egyed cselekvéseit is (kurzust vesz fel, vizsgára jelentkezik, pótdíjat fizet). Neuronhálós adatmodell Az agyi idegsejtek kapcsolódásai alapján modellezi az adatokat. A mesterséges intelligencia kutatások célja: intelligens számítógéprendszerek létrehozása A mesterséges intelligencia programok olyan módon oldják meg a problémákat, amilyet az emberek esetén intelligensnek neveznénk Intelligens viselkedés, hatékony problémamegoldás jellemzői: képes kommunikálni, képes tanulni, öntanulni, képes bizonytalan szituáció kezelésére, kivételek kezelésére Olyan problémák megoldásával foglalkozik, amelyben az emberek jobbak. Amire nem képesek: az intuíció (ösztönös megérzés) Magyarországon többek között az IQSOFT cég foglalkozik tudásalapú szakértői rendszerek, MI kutatással. Milyen területeken folynak a kutatások: automatikus programozás automatikus tételbizonyítás beszédfelismerés, beszédgenerálás gépi látás, gépi tanulás robotika természetes nyelv feldolgozás neurális hálózatok bizonytalanság-kezelés területe játékautomaták orvosi rendszerek Tudásalapú szakértői rendszer felépítése Tudásbázis: adott problémára, illetve tárgykörre vonatkozó specifikus ismereteket tároljuk jól struktúrált módon, a Tárgyterületi szakértő összes tárgyi tudását beépítjük a gépbe Tárgyterületi szakértő:szaktudásával segít feltölteni a tudásbázist Következtetőgép: általános problémamegoldó ismereteket tartalmaz, a tudásbázis felhasználásával adott problémára konkrét megoldást ad Munkamemória:a következtetőgép munkaterülete, ide kerülnek a probléma kezdőadatai, kommunikációs eredmények, válaszok, kérdések Magyarázó alrendszer bizonyos felhasználói felületen keresztül tájékoztatja a felhasználót, hogy hol tart a gép a probléma megoldásában, feldolgozásában, intelligens kérdéseket tesz fel. Mi az adatbázis? Szükségtelen redundancia nélkül együtt tárolt, egymással kapcsolatban álló adatok összessége, ahol az adattárolás független a felhasználói programoktól. Mi az adatbázis - kezelő rendszer? Adatbázisokat kezelő szoftver. Rövidítése: Data Base Management System (DBMS). Fa struktúrájú adatmodelleket kezelő szoftverek: IMS, DL/1, IMS-VS, DL/I ENTRY, VANDL/1. Hálós struktúrájú adatmodelleket kezelő szoftverek: IDMS, DENNIS (Dunaferr). Relációs ORACLE, ACCESS, DB2, DBASE, PARADOX, SYSTEM-R, SYBASE, SQL. Adatbázis rendszerek kialakulása ókor: kőtábla, papírusz kartotékrendszerek (kórház, könyvtár) lyukkártya, lyukszalag 1960: mágneses háttértárolók 1960-as évek közete: gyors hozzáférési idejű háttértárolók BOMP: darabjegyzék feldolgozó rendszer 1965 CODASYL bizottság létrehozta az LPTG csoportot 1967 az LPTG csoport nevet változtat DBTG-re 1969 a DBTG szabványosítja a Cobol nyelvet (alapműveletei: olvasás, írás, újraírás és törlés, tisztázzák az adabázis négy alapvető műveletét) 1971 a DBTG két csoportra oszlik (DBLC, DBLTG – alkalmazott struktúra alapján) 1973 DBLTG javaslatot tesz a hálós (Plex) struktúrára, két nyelvet ír le DML: date manipulation language (adat manipuláló nyelv) DDL: date definition language 1968-70 az IBM felhasználók egy csoportja javaslatot tesz a hierarchikus vagy fa struktúrájú adatbázisok kezelésére: GUIDE-SHARE 1970 a relációs struktúrák felé fordul a figyelem 1971-1972 E.F.Codd egységesítette relációs strukturák alapelveit 1976 Chen továbbfejlesztette a rendszert 1975 lerakják az adatbáziskezelés alapköveit a Belgiumi konferencián, megteremtik, mint tudományágat Mik a DBMS-ekkel szembeni főbb követelmények ? Programfüggetlenség: az adatok tetszés szerinti programmal, tetszés szerinti időben felhasználhatók legyenek Az adatbázis kapcsolatokat kezeljen. Az adatok integritásának (sérthetetlenségének) és konzisztenciájának (torzíthatatlanságának) biztosítása. Az adatvédelem megoldása: az adatok fizikailag ne sérüljenek és illetéktelenek ne férhessenek hozzájuk. Redundancia mentes adattárolás. Az adatkezelés központi irányítása: az elosztott adatbázisoké a jövő. Többféle adatelérési stratégia. Egyidejű adatelérés (shaering): egyidejűleg több felhasználó is elérhesse ugyanazt az adatot Ad- hoc igény kielégítés: olyan információk kinyerése, amelyek látszólag nincsenek benne az adatbázisban. Igény szerinti átalakítás lehetősége. Gondoskodás a változtató tranzakciók alatt az adatok lezárásáról, a sikeres tranzakciók véglegesítéséről, a sikertelenek vissza görgetéséről. Minimális válaszidők, alacsony költségek. Az adatbázis-kezelők építenek az operációs rendszerekre, így a fizikai input-output lebonyolítását az operációs rendszerre bízzák. SQL Nem szerepel az előírt jegyzetekben, e slide-ok keretében ill. konzultációkon tárgyaljuk. Mi az SQL? Strukturált lekérdező nyelv (Structured Query Language). Relációs adatbázisok létrehozására és lekérdezésére szolgáló nyelv. 1986-ban az Amerikai Szabványügyi Hivatal (ANSI) szabványosította. Melyek az SQL jellemzői? Nem algoritmikus nyelv, nincsenek benne vezérlési szerkezetek (ciklusok, elágazások). Az adatok keresésekor nem adatok elérési útját adjuk meg, hanem az adatok tulajdonságait. Nem önálló nyelv, relációs adatbázis-kezelőkbe építik bele a lekérdezés megkönnyítésére (pl. DB2, INGRES, ORACLE, DBASE IV-, NOVELL, XQL, MAGIC, PARADOX). Alapja a relációs algebra. Az SQL mely szabványait ismeri? 3 fő szabványa van: ANSI SQL SQL92 = SQL2 SQL3 (SQL2 + triggerek, rekurziók, objektumok) Relációs algebra műveletei Projekció: A projekció során egy reláció oszlopai közül csak bizonyosakat őrzünk meg az eredmény relációban. Csak a Hallgató egyed Nevére és Neptun kódjára vagyok kíváncsi. Szelekció:A szelekció művelete során egy relációból csak egy adott feltételt kielégítő sorokat őrizzük meg az eredmény relációban. Csak a debreceni hallgatókra vagyok kíváncsi. A projekciót és a szelekciót általában együtt használjuk: A debreceni hallgatók nevére és neptun kódjára vagyok kíváncsi. Szelekciós feltételek Konstans szelekciós feltétel: Mezőértéket hasonlítok konstanshoz. Kor>25 Attribútum szelekciós feltétel: Mezőértéket hasonlítok mezőértékhez. Súly>2xMagasság Milyen záradékait, cikkelyeit, klauzóláit tanulta az SQL-nek? select from where group by - csoportosítás order by - rendezés Listázza az aktuális meghajtó adatbázisait! SHOW DATABASE; Hozzon létre egy Szemelygk nevű adatbázist az alábbi könyvtárban! CREATE DATABASE C:\Dokumentumok\ Szemelygk.mdb; Aktiválja, nyissa meg az adatbázist! START DATABASE C:\Dokumentumok\ Szemelygk.mdb; Hozzon létre egy Autok nevű táblát a Szemelygk adatbázisban! CREATE TABLE Autok Tipus:CHAR(20), Gyartasiido:DATE(4), Gyartoorszag:CHAR(30), Serulte:BOOLEAN, Ar:INTEGER, Rendszam:CHAR(6), Szin:CHAR(6); Szúrjon be egy rekordot a táblába! INSERT INTO Autok (Tipus) VALUES (‘Lancia’), (Gyartasiido) VALUES (2004.07.01.), (Gyartoorszag) VALUES (‘Olaszorszag’), (Serulte) VALUES (false), (Ar) VALUES (7000000), (Rendszam) VALUES (LAN-777); Az autok nevű táblából kérdezze le az összes mező értékét! SELECT * FROM autok; Az autok nevű táblából kérdezze le a rendszám és az ár mezők értékeit! SELECT rendszam, ar FROM autok; Kérdezze le ismétlődés nélkül az autok típusait! SELECT DISTINCT típus FROM autok; Kérdezze le ismétlődés nélkül azon autók tulajdonosának nevét, amelyeknek típusneve O betűvel kezdődik vagy a gyártási idejük 1985.01.01 és 2000.01.01 között van! SELECT DISTINCT Tulajdonos FROM Autók WHERE Típus LIKE ’O%’ OR Gyártási idő between 1985. 01. 01. and 2000. 01. 01.; Számolja meg azon rekordok számát, amelyeknél nem szerepel ár az Ár mezőben! SELECT COUNT Rendszám FROM Autók WHERE Nettó ár IS NULL; Számolja ki azon autók átlagárát, amelyeknél az ár mező nem üres és típusnevük Audi, Bmw, vagy Opel (tartalmazás operátorral!) SELECT AVG Nettó ár FROM Autók WHERE Nettó ár NOT IS NULL AND Típus in [’Audi’,’Bmw’,’Opel’]; Számolja ki az egyes típusokba tartozó autók összárát! SELECT SUM Nettó ár FROM Autók GROUP BY Típus; Számolja meg az országonként gyártott autók számát, azokra az autókra, amelyek nem sérültek! SELECT COUNT Rendszám FROM Autók GROUP BY GYÁRTÓ ORSZÁG WHERE SERULESMENTES=TRUE; Az Abc növekvő sorrendjében írassa ki a TULAJ nevű mezőbe az autók tulajdonosainak nevét! SELECT Tulajdonos AS TULAJ FROM Autók ORDER BY ASC Tulajdonos; Kérdezze le azon autók rendszámát, amelyeknek a típusa O betűvel kezdődik! SELECT rendszam FROM autok WHERE tipus LIKE („O%”); - a % jellel több karaktert, az ? jellel egy karaktert helyettesíthetünk. Zárja be az aktív adatbázist! STOP DATABASE; Törölje a Hallgatok nevű adatbázist! DROP DATABASE C:\Dokumentumok\ Hallgatok.mdb; Aktív elemek Megszorítás, trigger (kiváltás): aktív elemek közös neve. Olyan metódusok, amelyek mindig rendelkezésre állnak, hogy a rendszer végrehajtsa őket. Megszorítás: olyan logikai értékű függvények, amelyek visszatérési értékétől azt várjuk el, hogy igaz legyen. Pl. banki rendszerekben megszorítás, hogy az egyenleg nem lehet negatív, vagy pénzfelvét, de nincs már a számlán. Ha megsértem a megszorítást, a rendszer visszautasít. Kiváltás: olyan programkód részletek, amely egy esemény bekövetkezésére várnak. Az esemény lehet beszúrás, módosítás, törlés. Amikor az esemény bekövetkezik, akkor a programkód részletben az utasítások végrehajtódnak. Pl.: repülőgép jegyfoglalás rendszer. Egy járat megy 9:40-kor és törlik a státuszát, vagy módosítják. Ez az esemény, ennek hatására kiváltódik a programkód részlet, melye elindít egy lekérdezést. Kigyűjti azon személyeket, akik utaztak volna, és küld egy értesítést nekik a telefonszámukra. Linkek Informatikai kislexikon: http://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/olvaso/lexikon/a.html http://www.iif.hu/dokumentumok/niif_fuzetek/szotar/w.html#w.ww Számítástechnika története: http://www.scitech.mtesz.hu/10kiraly/kiraly_1.htm http://amirisc.ttk.pte.hu/network/AJ0201.htm http://www.stud.u-szeged.hu/Berenyi.Bernadett/informatika.htm Számrendszerek: http://www.sulinet.hu/ematek/html/szamiras_szamrendszerek.html http://amigos.amiga.hu/plus4/plus4/szamrendszer.htm http://www.ady-nagyatad.sulinet.hu/tudastar/informatika/bz/html/3.htm http://pc2.mfg-kkfhaza.sulinet.hu/Informatika/intro/binary.html Jegyzetek: http://www.jgytf.u-szeged.hu/~viskolcz/alapismeretek.htm http://www.jgytf.u-szeged.hu/~viskolcz/wordexcel.htm http://www.jgytf.u-szeged.hu/~viskolcz/internet.htm http://www.jegyzetek.hu/jegyzetek.php?targy=34 http://www.uni-miskolc.hu/~wwwfemsz/pascal1.htm http://www.ady-nagyatad.sulinet.hu/tudastar/informatika/bz/html/1.htm http://ecdlweb.uw.hu/index.html http://staff.kzs.hu/tamas/programozas/default.htm http://www.ujhelyi.sulinet.hu/x3/c3/menu_a.htm http://www.jaky.sulinet.hu/konyv5/tftanul.html