بسم الله الرحمن الرحيم Lecture( 4)

للقراءة 2.2.2. Data Independence

لغات نظم إدارة قواعد البيانات DBMS Languages DDL : Data Definition Language وهي تستخدم بواسطة الـ DBA والـ DB designers لتعريف الـ ( Conceptual وExternal Schemas). وذلك في حالة أن الـ DBMS لا تفصل بين الـ Conceptual و الـ External Level ) أي DBMS لها مترجم Compiler لترجمة أوامر ال DDL

SDL : Storage Definition Language وتستخدم هذه اللغة لتحديد الخارطة الداخلية (Internal Schema ) VDL :- View Definition Language وهي تستخدم لتحديد مرئيات المستخدمين ((External Schemas وذلك عندما تفصل الـ DBMS بين الـ Conceptual والـ External Level، أي تطبق ال Three Schema Architecture

DML : Data Manipulation Language وهي تستخدم بعد تحديد كل خارطات قاعدة البيانات وتحميلها بالبيانات وذلك لاسترجاع وتحديث البيانات ( حذف ، إضافة ، تعديل ) DML لها نوعان:- High – Level or non Procedural DML:- في هذا النوع إدخال الأوامر أما يكون مباشرة من الشاشة كأوامر SQL أو تكون الأوامر مضمنة في احدي لغات البرمجة ويتم استخلاص هذه الأوامر وتنفيذها بواسطة ال DBMS. Low-Level or Procedural DML أوامرها تكون مضمنة دائماً في احدي لغات البرمجة وذلك لان كل أمر فيها يسمح باسترجاع سجل واحد فقط ولذا تستخدم احدي لغات البرمجة للاستفادة من إمكانيات اللغة ( كاستخدام الحلقات التكرارية Loops مثلا لاسترجاع أكثر من سجل ). في معظم ال DBMS الحالية والتي تستخدم النموذج العلائقي كـ (Implementation Model ) نجد أن أوامر الـ DDL و VDL و DML كلها مضمنة في لغة واحدة شاملة وهي SQL وهي لغة النموذج العلا ئقي ، أما الـ SDL فتكون لغة منفصلة.

واجهات التطبيق في نظم إدارة قواعد البيانات DBMS Interfaces Menu based Interfaces:- أي واجهة تطبيق لها عدد من الخيارات (Options) تسمي بـ Menus ومن اشهر أنواعها الـ Pull down menus والتي تستخدم للتصفح (browsing) في قاعدة البيانات. Forms – based Interfaces:- لكل DBMS لغة معينة لتحديد الـ Forms وهي عادة ما تستخدم لحذف وتعديل البيانات وتستخدم بواسطة الـ ( Naive users ) المستخدمين الذين لا يعرفون أي شئ عن الـ DBMS وإنما يتعاملون معها عبر الـ Forms فقط .

Graphical User Interfaces:- وهي تستخدم لتوضيح خارطة قاعدة البيانات كـ ( diagram ) Interfaces for DBA:- وهي تستخدم بواسطة الـ DBA لإنجاز بعض المهام كمنح الصلاحيات للمستخدمين وCreate accounts و Changing accountsو Reorganizing the storage structures of DB. Interface for parametric users: تبرمج لهم احياناً بعض المفاتيح لانجاز مهامهم المتكررة بأقل عدد ممكن من ال (keystrokes).

Natural language interfaces: في هذه الواجهات يمكن للمستخدم ان وجه طلبه باستخدام لغة كاللغة الانجليزية مثلاً. 7.Speech input and output.

Classification of DBMS نموذج البيانات (Data Model ) المستخدم في الـ DBMS (Main Criterion for Classification): كل الـ DBMS الحالية اما تستخدم الـ Relational Data Model أو Object Data Model . Examples:- Oracle, Access Relational DBMS IRIS, ORION Object DBMS Informix universal server: object-relational DBMS

الـDBMS أما عدد المستخدمين (Number of users supported by the system) Single user system (one user at the time using DB) أو Multiuser system (more than one user at a time concurrently) (Needs concurrency control)

عدد الـ sites التي يمكن توزيع قاعدة البيانات عليها Number of Sites over which the database is distributed من حيث عدد الـ Sitesهنالك عدة أنواع للـDBMS :- 1. Centralized DBMS (DB Stored at a single computer (site). Ex: - client – server module. DB Stored at the server 2. Distributed DBMS: DBMS Software and DB are distributed over many sites connected by computer network (homogeneous) 3. Federated DBMS (Multi database systems distributed across multiple sites , but each site user different DBMS (Heterogeneous DBMS)

Cost. Type of access path options for storing files. General purpose or specific purpose .

Good bye chapter TWO

Data Modeling Using The Entity Relationship Model Chapter (3) Data Modeling Using The Entity Relationship Model

Database Design process عملية تصميم قاعدة البيانات تحتوي علي الخطوات التالية: 1st step:- Requirements collection and analysis تجميع حاجات المستخدمين وتحليلها.. تنتهي هذه الخطوة بتحديد كل احتياجات المستخدمين (data requirements ( وتحديد كل العمليات المطلوبة علي قاعدة البيانات (Functional requirements) وتشمل العمليات المعرفة بواسطة المستخدمين (User defined operations ) وعمليات الاسترجاع والتحديث by using dataflow diagram ,sequences diagram .....etc

2nd step:- Conceptual design: بمجرد تجميع الاحتياجات وتحليلها ، يشرع المصممون في إنشاء ما يعرف بـ Schema Conceptualلقاعدة البيانات ولإنشاء هذه الخارطة تستخدم احدي نماذج الـ (High-level conceptual data Models) وذلك بوصف البيانات عن طريق استخدام مفاهيم النموذج مثال لذلك الـ (E- R Model). وهذه المفاهيم لا تحتوي علي أي تفاصيل للتطبيق Implementation details)). ولذا تستخدم الـ Schema Conceptualكمرجع للتأكد من أن احتياجات كل المستخدمين مستوفاه في البيانات وان الاحتياجات ليس بها تضارب لأن المصممين يكون تركيزهم فقط علي تصميم خارطة تستوفي كل احتياجات المستخدمين دون التفكير في طريقة التطبيق وتكون الخارطة مفهومة لدي المستخدمين غير المتخصصين.

3rd Step: - Implementation of the database, using a commercial DBMS: في هذه الخطوة يتم تحويل الـ Schema Conceptual من الـ High level conceptual data Model الي Implementation data Model أي الي النموذج المستخدم في ال DBMS المختارة لتطبيق قاعدة البيانات . وهذا التحويل يسمي بـ Data Model Mapping أو Logical design وهذه الخطوة تنتهي بإنشاء خارطة قاعدة البيانات (Database schema) باستخدام النموذج المستخدم في الـ DBMS مثال لذلك: E-R model mapping to Relational Model.

Final step:- physical design phase: أثناءهذه الخطوة يتم تحديد كل تفاصيل التخزين وذلك بتحديد: Access paths, file organization for database file. وهذه الخطوة تنتهي بإنشاء خارطة داخلية لقاعدة البيانات (internal schema) علي التوازي مع كل هذه الخطوات يتم أيضا تصميم البرامج التطبيقية (باستخدام طرق هندسة البرمجيات) وتطبيقها كحركات لقاعدة البيانات (Database Transactions ( See figure bellow:

ENTITY RELATIONSHIP MODEL نموذج الكائنات المرتبطة Popular high_ level conceptual data Model , developed by Peter Chen (1976). المفاهيم الأساسية للنموذج :- 1. الكائنات Entities 2. الصفات Attributes 3. العلاقات Relationships

ال Schema conceptual تكون علي شكل Diagram يسمي ب E-R diagram ويكون ذلك باستخدام أشكال معينة ( Notations E-R diagram) ((page 80 لكل المفاهيم والقيود.

الكائنات والصفات الكائن هو ال (Basic object) في نموذج الكائنات تعريف ال Entity (الكائن) : وهواى شئ موجود في العالم الحقيقي ولا يعتمد وجوده علي وجود شئ أخر . "Thing In real world with an Independent existence ” وجود الكائن أما أن يكون فيزيائيا (physical existence) ومثال لذلك Car ، person ، student ، house أو يكون مفاهيمي (Conceptual existence) ومثال لذلك Company ، Course ، jop

لكل كائن عدد من الصفات (Attributes) تستخدم لوصفه (Properties to describe entity) مثال :- Entity : Employee الصفات :- Name, SSN ,Sex , sal , address , age وكل صفة من هذه الصفات تكون لها قيمة (Value) لكل كائن خاص (particular Entity) مثال :- E1هو كائن خاص (particular Entity) قيم صفاته: Ali , 46 , M , 30.000 , Omdurman , 40 Attribute Values become a major part of data in the DB))

(Attribute types) أنواع الصفات ) :Atomic attributeالصفة الصماء( صفة لا يمكن تجزئتها لأكثر من صفة . الصفة غير الصماء( Composite attribute ):- صفة يمكن تجزئتها لأكثر من صفة وكل صفة مستقلة عن الاخري وتسمى الصفات المجزئة ب Sub parts)) . مثال:- Address Office Address state Street No City Home Address

الصفة وحيدة القيمة : ( Single Valued Attribute)- صفة لها قيمة واحدة فقط لكل كائن خاص. مثال :- الصفة Age في الكائن Employee كل Employee له عمر واحد فقط . الصفة متعددة القيم -:( Multivalued attribute) صفة لها اكثر من قيمة للكائن الخاص. مثال : فى الكائن Car الصفة color قد يكون لعربة معينة (particular entity) اكثر من لون. الصفة المركبة complex attributes)) :للقراءة من الكتاب صفحة (65).

الصفة المحسوبة(Derived attribute) :- صفة قيمتها محسوبة من صفة او (صفات) اخرى (stored attribute). مثال :- Derived attribute (age), stored attribute (Birth date) Null value:- بعض الصفات قد تحمل القيمة Null لبعض الكائنات الخاصة وهي تعني قيم غير معروفة او غير موجودة Null = unknown. مثال : الصفة College certificate لشخص لا يحمل مؤهل جامعي تحمل القيمة Null .

Entity Type نوع الكائن((Entity type :- مجموعة من الكائنات لها نفس الصفات. (Set or Collection of the entities that have the same attributes) قاعدة البيانات تتكون من عدة من ال ( Entity types) وكل Entity type يعرف باسمه وصفاته.

Entity Type name :- employee company Attributes:- Name, age , salary Name, No, president E1 Ali , 30,30000 E2 Ahmed,40,50000 ……. ……… C1 Sisco,ab60,omer C2 Nilegroup,ac360,ali …….. ……... Entity sets (extension) The collection of all entities of a particular entity type in the database at any point in time is called an entity set.  Entity type & entity set have the same name.

E R_ Diagram Notation شكل Entity Type في ال E R_ DIAGRAM (علي شكل مستطيل) وبداخله إسم ال Entity Type . صفات ال Entity Type تكون علي شكل بيضاوي متصلة معه بخطوط مستقيمة age salary name employee

أشكال انواع الصفات Multivalued attribute:- Composite attribute : Sub parts attribute Composite attribute name

Derived Attribute :-

Key attributes of an entity type من القيود الهامة جدا للكائنات المكونة ل Entity – type وهو ان كل Entity – type له صفة تمثل صفة المفتاح Key attribute ولهذه الصفة قيمة مختلفة لكل كائن في ال E.T ويعرف هذا القيد ب Uniqueness Constraint on attributes) ( Key attribute In E.R Diagram:- الصفة التي تمثل صفة المفتاح يمكن ان تكون صفة واحدة (Simple Key) او تتكون من عدة صفات من ال E.T (Composite Key). ويمكن ان يكون ل E.T اكثر من صفه (كل صفة علي حدا) يمكن ان تمثل صفة المفتاح , وقد لا يكون ل E.T أي صفة تمثل صفة المفتاح ويسمي في هذه الحالة بال E.T الضعيف (weak Entity type). Key attribute name

Value sets (Domain) أي صفة من صفات ال E.T لها مجموعة من القيم التي يمكن ان تاخذها تسمى بالمجال (Domain or Value sets ) لهذه الصفة . Value sets can’t be displayed In E-R diagram (Value sets (Domain ) + Key ) called attribute constraints in E-R model.