Sistemet e bazave të të dhënave Java I
Fisnik Prekazi
Prishtinë, 2013
Fakulteti i shkenca kompjuterike dhe Inxhinieri
1
Përmbajtja
Hyrje
Dizajni i Bazës së të dhënave
Manipulimi me të dhëna
Menaxhimi i transaksioneve
Data Warehouse
Bazat specifike të të dhënave 2
Hyrje
3
Blloku i telefonave
Libri i telefonave
Katastra
Bazat elektronike
Baza e të dhënave – vendi i organizar për ruajtje e të dhënave
Hyrje
4
Të dhënat
faktet të papërpunuara në formën e tekstit, numrit,
fotografisë, audio dhe video, të transmetuara në formë të sinjalit elektrik dhe ruajtura në mediume të ndryshme
Informacioni
të dhënat e përpunuara
Sistemet e e bazave të të dhënave
5
Me rritjen e kërkesave për ruajtën dhe përpunimin e të dhënave, janë zhvilluar edhe sisteme të ndryshme për menaxhimin e bazave të të dhënave. Sistemet e informacionit më të rëndësishme që janë zhvilluar janë: • Sistemet e bazuar në file • Sistemet për menaxhimin e bazave të të dhënave • Sistemet e bazave relacionare të të dhënave • Sistemet e avancuara të bazave të të dhënave
Sistemet e bazuara në file
6
Sistemet për ruajtjen e të dhënave në vitet 1960 ishin: • Mainframe • Depo të bazuar në file • Sisteme informative pjesë-pjesë (ang. Piecemeal information system development) • Sisteme për ruajte të përhershme si në mediumet “tape”
Organizimi i fileve
Sekuenciale (vazhdueshme)
Sekuenciale e indeksuar (vazhdueshme me tregues)
Forma sekuenciale e fileve
7
1. Prej vlerës më të voglës kah më e madhja (ang. ascending order)
2. Prej vlerës më të madhe kah më e vogla (ang. descending order)
Sistemi i informacionit i bazuar në file
9
Sistemet e informacioneve të bazuara në file janë të ndërtuara mbi filet me forma përkatëse të organizimit. Një formë tjetër e organizimit të files është ruajtja e të dhënave në rreshta që përfaqësojnë një anëtarë të bashkësisë (ang. record). Hash filet – Këtë file bazohen në hash çelësa dhe hash funksione që llogarisin lokacionet (adresat) e të dhënave në file. E rëndësishme është të dihet që shume teknika të qasjes së fileve të hash janë zbatuar në baza të të dhënave të bazuar në file.
SI i bazuar në file – Problemet (1)
10
• Formatet e ndryshme
• Të dhëna të njëjta në file të ndryshëm
• Hapësira e pamjaftueshme
Të dhëna të tepërta dhe jo të qëndrueshme (ang. Data redundancy and inconsistency)
• Lista të ndryshme
• Duhej të shkruhej program i ri për çdo detyrë të re
Vështirësi në qasje në të dhëna
• nuk mund të garantohet që një e dhënë është shtypur në të gjitha rastet në mënyrë identike
Izolimi i të dhënave
SI i bazuar në file – Problemet (2)
11
• nuk mundësojnë kontrollimin e saktësisë formale dhe përmbajtjesore të të dhënës specifike
Problemet me integritet
• Veprimi A, B – nëse veprimi A kryhet por jo B atëherë nuk ka kthim mbrapa
Problemet me atomicitet (atom i pandashëm)
• SH1 deponon në LL1
• SH2 tërheq nga LL1
• Rezultati gabim
Qasja e një koheshe nga shfrytëzues të shumëfishtë (ang. Concurrent-access)
• në sistemet e fileve të gjithë shfrytëzuesit do mund të të qasen ne filet e çfarëdoshme
Problemet në siguri
Sistemi për menaxhimin e Bazave të të Dhënave
12
Një sistem i menaxhimit të bazës të të dhënave (DBMS) është një grumbull i të dhënave të ndërlidhura dhe një bashkësi e programeve që kanë mundësi t’i qasen këtyre të dhënave. Grumbullit të të dhënave që përmbajnë informacionin përkatës, i referohemi si baza e të dhënave (ang. database). Qëllimi kryesor i një DBMS: • të sigurojë një mënyrë më të përshtatshme dhe efikase, për të ruajtur dhe të rifitojë
informacion nga baza e të dhënave. Sistemet e bazës së të dhënave janë të dizajnuara për të menaxhuar sasi të mëdha të informatave. Menaxhimi i të dhënave përfshin përcaktimin e strukturave për ruajtjen (magazinimin) e informacionit dhe sigurimin e mekanizmave për manipulim me informacion.
Modelet e bazës së të dhënave
14
Projektimi i bazave të të dhënave është kompleks nëse nuk përdorim modele të caktuara. Në DBMS këto modele i ndajmë në nivele të caktuara, ku secili nivel përshkruan koncepte të caktuara
Modeli konceptual i të dhënave
• UML
• Entity-Relationship
Modeli i zbatimit (implementimit)
• bashkësitë dhe relacionet
• Network Model
Modeli fizik
• forma të rreshtave
• në formën e fileve të indeksuar
Skema dhe instanca
16
Skema
Programim int x = 5
Instanca Skema
Instanca 1
Instanca 1
Sistemet e bazave të të dhënave kanë disa skema duke u bazuar në nilevet e abstraksionit. Pra ekzistojnë: • skemat fizike që përshkruajnë dizajnin e
bazës së të dhënave për nivelin fizik, • skema logjike që përshkruan dizajnin e
bazës të të dhënave që i përgjigjet nivelit logjik
• nën skema që përshkruajnë nivelin e pamjeve
Pavarësia e të dhënave
17
Pavarësia e të dhënave është një koncept shumë i rëndësishëm në dizajnin të bazës së të dhënave. Janë dy lloje të pavarësisë së të dhënave që duhet t’i përfillim:
Pavarësia e të dhënave logjike
• skema logjike do të mund të ndryshojë pa ndryshuar pamjen e aplikacionit që i qaset bazës së të dhënave. Por nëse dëshirojmë që këtë ndryshim ta shfaqim në aplikacion atëherë duhet që të ndryshojmë pamjen e aplikacionit. Nga kjo rrjedhë se niveli logjik nuk varet nga aplikacioni softuerikë, por aplikacioni softuerikë varet nga niveli logjik i bazës së të dhënave.
Pavarësia fizike e të dhënave
• skema fizike e të dhënave mund të ndryshojë në mënyrë të pavarur nga skema logjike. Nëse të dhënave u ndryshojmë përcaktimin fizik apo do të mund të caktojmë ndonjë indeks pa pasur nevojë që të ndryshojmë skemën logjike.
Gjuhët e DBMS
18
Gjuha për definimin e të dhënave
Data Definition Language
• Skemën, modelin e të dhënave,
• vendin dhe hapësirën në mediumin përkatës,
• kufizimet tjera të të dhënave
• Etj.
Kufizimet në fushë përkufizimi
Integriteti në referencë
Pohime
Autorizimet
Gjuhët e DBMS
19
• Nxjerrjen e informacionin nga baza
• Regjistrimi i informacionit në bazë
• Fshirja e informacionit nga baza
• Ndryshimi i informacionit në bazë
Gjuha për manipulim me të dhëna
Data Manipulation Language
DML Procedurale
• Çfarë të dhëna dhe Si?
DML Deklarative
• Çfarë të dhëna?
query language
≠
DML
Shfrytëzuesit e DBMS
20
• Shfrytëzuesit naivë (çiltër) janë shfrytëzues të thjeshtë jo profesionistë që ndër veprojnë me DBMS me anë të ndonjë programi apo aplikacioni që është ndërtuar paraprakisht. Shembulli i shfrytëzuesit të sistemit të fakultetit, apo sistemit të bankës etj.
• Programuesit e aplikacioneve janë shfrytëzuesit e BDMS, të cilët ndërtojnë aplikacione që
lidhen me bazë të të dhënave. Këta shfrytëzues zhvillojnë aplikacion duke modeluar bazën dhe e përdorin atë shpesh duke mos qenë ekspertë të sistemeve të bazave të të dhënave
• Shfrytëzuesit e sofistikuar janë ata, të cilët përdorin gjuhët për kërkim për të përdorë
bazën e të dhënave • Shfrytëzuesit e specializuar janë ndërtuesit e aplikacione të bazës së të dhënave. Këta
përdorin tipa të ndërlikuara të të dhënave si tipat grafike, audio etj.
Administratorët koordnojnë të gjitha aktivitetet e sistemit të bazës së të dhënave; administratori i bazës së të dhënave ka njohuri të mirë për resurset informative dhe nevojat e ndërmarrjes.
Administratorët e DBMS
21
Administratorët koordnojnë të gjitha aktivitetet e sistemit të bazës së të dhënave; administratori i bazës së të dhënave ka njohuri të mirë për resurset informative dhe nevojat e ndërmarrjes. Detyrat e administratorit të bazës së të dhënave përfshijnë:
• Përcaktimin e skemës • Ndërtimin e strukturës së deponisë dhe përcaktimin e metodave të qasjes • Skema dhe ndryshimi i organizimit fizik • Autorizimi i shfrytëzuesit të ketë qasje në bazën e të dhënave • Përcaktimin e limiteve të integritetit (integrity constraints) • Veproj si ndërlidhës me shfrytëzuesit • Monitorimi i performancës dhe përgjigja ndaj ndryshimeve në kërkesa
Modelet e të dhënave (1)
22
Modeli i të dhënave paraqet një grumbull të veglave konceptuale që përshkruajnë të dhënat, relacionet e të dhënave, semantikën e të dhënave dhe kufizimet e qëndrueshme
Modeli i bazuar në relacionet e
entiteteve
• Koleksion modelesh themelore të quajtura entitete
• Relacionet në mes tyre
• Dizajni i bazave të të dhënave
Modeli i bazuar në relacione
• Bashkësi e tabelave (relacione)
• Relacionet në mes tyre
• Të dhënat
Modeli i bazuar në objekte
• Objekte të gjuhëve programuese si C++, Java apo C#
• Vazhdimësi e ER modeleve dhe listave
Modeli gjysmë i strukturuar
• XML
Modeli hierarkik dhe Modeli i të
dhënave të rrjetës • Pararendës i modelit relacionar dhe nuk përdoren sot
Dizajni i bazës së të dhënave
24
• Sistemet e bazave të të dhënave janë të dizajnuara të menaxhojnë informacione të shumta. • Informacionet janë pjesë e operacioneve të ndryshme në ndërmarrje • Informacionet janë mbështeje e ndonjë pajisje
• Dizajni i bazës së të dhënave kryesisht përfshinë dizajnin e skemës së bazës së të dhënave
Dizajni konceptual
Zgjedhja e modelit
Përcaktimi i atributeve
dhe grupimi i tyre
Normalizimi
Dizajni logjik
Dizajni fizik
Arkitektura e DBMS
25
• Memorja kryesore është e vogël për të rujtur tëdhënat
• Të dhënat ruhen në disqe
• Thjeshtëzon dhe ndihmon qasjen në të dhëna
• Realizon përdorimin e shpejtë të të dhënave
Menaxheri i ruajtjes
26
Menaxheri i autorizimeve
dhe integritetit
Autoritetin e shfrytëzuesit
Integriteti i të dhënës
Menaxheri i transaksionit
Transaksioni konsistent
Transaksionet e njëkohshme
Menaxheri i fileve
Hapsirën në disqe
Strukturën e të dhënave
Menaxheri i baferit
Tërheq të dhënat nga
disku në memorien kryesore
Trajton të dhënat në sasi më të mëdha se memoria
kryesore
Komponentet Strukturat e të dhënave
Data Files (filet me të dhëna)
Data dictionary (Fjalori i të dhënave)
Indicies (treguesit)
Procesimi i kërkesave
27
Interpretuesi i DDL
• Interpreton urdhërat
• Ruan definimet në Fjalorin e të dhënave
Kompilatori i DML
• Përkthen DML në gjuhën e kërkesës
• Gjuhën e kërkesës në plan të nivelit udhëzues
• Optimizon planin e kërkesës
Vleresimii i kërkesës
• Ekzekuton urdhërat nga kompilatori
Historia e bazës së të dhënave
29
1950-tat dhe 1960-tat e hershme: • Përpunimi i të dhënave duke përdorur shiritat magnetik për deponim – Shiritat ofrojnë vetëm qasje sekuenciale • Kartat e shënuara për input (Punched cards for input)
1960-tat e vonshme dhe 1970-tat: • Hard disqet lejojnë qasje të drejtpërdrejtë në të dhëna • Fillon shfrytëzimi masiv i modeleve rrjet dhe hierarkike • Ted Codd shpjegon modelin e të dhënave relacionale
• Ka fituar shperblimin ACM Turing Award për këtë punë • Hulumtimet në IBM fillojnë prototipin System R • UC Berkeley fillon prototipin Ingres
• Përpunimi i transaksioneve me performanca të larta 1980-tat:
• Studimi i prototipeve relacionale aplikohet në sistemet komerciale • SQL bëhet standard industrial
• Sistemet e bazës së të dhënave paralele dhe të shpërndara • Sistemet e bazës së të dhënave të orientuara në objekte
1990-tat: • Aplikacionet e mëdha për përkrahja në vendime dhe aplikimet data-mining • Deponitë e mëdha multi-terabyte të të dhënave • Dalja në pah e Web commerce
2000-tat: • Standardet XML dhe XQuery • Administrimi i automatizuar i bazës së të dhënave
Top Related