1. پایگاه داده ها (بانکهای اطلاعاتی)
پایگاه داده ها (بانکهای اطلاعاتی)
ارائه دهنده
دکتر سيد امين حسيني
E.mail:
Home page:

2. سيستم مديريت پايگاه داده‌ها يكي از سيستم‌هاي ذخيره و بازيابي اطلاعات است.

3. سيستم‌ ذخيره و بازيابي اطلاعات در معناي عام:
هر سيستمي كه به كاربر برنامه‌ساز يا نا برنامه‌ساز امكان دهد تا داده های خود را ذخيره، بازيابي و پردازش كند.

4. براي ايجاد يك سيستم كاربردي دو رهيافت وجود دارد:
براي ايجاد يك سيستم كاربردي دو رهيافت وجود دارد:
1- روش سنتي يا مشي فايلينگ
2- مشي پايگاهي

5. نمايش ساده‌شده مشي فايلينگ
FILES
برنامه‌هاي ايجاد،
كنترل و
پردازش فايلها U F I FS يا
DMS OS
محيط
ذخيره‌سازي اطلاعات
خاص اداره
ثبت نام: U1
فارغ‌التحصيلان: U2
امور رفاهي: U3
محيط فيزيكي
ذخيره‌ و بازيابي اطلاعات
محيط فايلينگ
منطقي و يا مجازي
برنامه‌ساز
نابرنامه‌ساز
كاربران U3 U1 U2
اداره امور آموزش
اداره امور فارغ التحصيلان
اداره امور رفاهي دانشجويان
نمايش ساده‌شده مشي فايلينگ

6. مشي فايلينگ reservation overdue loan data data letters reservation
overdue loans
program
program
program
reservation
loan
book
person
file
file
file
file

7. مراحل كلي كار در مشي فايلينگ
- تحليل و بررسي نيازهاي اطلاعاتي و پردازشي هر قسمت به طور جداگانه
- تعيين مشخصات هر سيستم و وظايف آن
- طراحي فايلها
- نوشتن مجموعه‌اي از برنامه‌هاي ايجاد، كنترل و پردازش فايل

8. مراحل كلي كار در مشي فايلينگ
- استفاده از يك پيكربندي سخت‌افزاري و نرم‌افزاري مشخص
- انجام تستهاي لازم و تنظيم سيستم كاربردي
- ايجاد يك سيستم كاربردي براي هر قسمت و برپايي محيط فيزيكي ذخيره و بازيابي اطلاعات و سيستم بهره‌برداري از آن خاص همان قسمت.

9. معايب مشي فايلينگ
1- عدم وجود محيط مجتمع ذخيره‌سازي اطلاعات و عدم وجود سيستم يكپارچه
2- عدم وجود سيستم كنترل متمركز روي كل داده‌ها
3- افزونگي
4- عدم وجود ضوابط ايمني كارا و مطمئن
5- خطر بروز پديده ناسازگاري داده‌ها

10. معايب مشي فايلينگ 6- عدم امكان اشتراكي شدن داده‌ها
معايب مشي فايلينگ
6- عدم امكان اشتراكي شدن داده‌ها
7- مصرف نابهينه امكانات سخت‌افزاري و نرم‌افزاري
8- حجم زياد برنامه‌سازي

11. سيستم مديريت پايگاه داده‌ها
DBMS
تعريف: يكي از انواع نرم‌افزارهاي واسط بين محيط فيزيكي ذخيره و بازيابي اطلاعات و محيط منطقي برنامه‌سازي است.

12. 1- پايگاه داده‌هاي خود را تعريف كند.
DBMS به كاربر امكان مي‌دهد تا:
1- پايگاه داده‌هاي خود را تعريف كند.
2- در پايگاه داده‌هاي خود عمليات انجام دهد.
3- روي پايگاه داده‌هاي خود تا حدي كنترل داشته باشد.

13. مشي بانک اطلاعاتی reservation overdue loan data data letters
overdue loans
program
program
program
DATABASE
MANAGEMENT
SYSTEM
book
reserv
loan
ation
person

14. نمايش ساده‌شده مشي پايگاهي
فايلهاي ذخيره‌شده
بهم مرتبط
(FILES)
تيم پياده‌ساز
پايگاه داده‌ها F S D B M OS
تعريف و كنترل داده‌ها به طور
جامع و برنامه‌هاي عمليات در داده‌ها
تعريف داده‌ها
و برنامه‌هاي عمليات در
داده‌ها (AP1)
تعريف داده‌ها و
برنامه‌هاي عمليات در
داده‌ها (AP2)
برنامه‌هاي عمليات
در داده‌ها (AP3) U I
تيم بهره‌بردار
نابرنامه‌ساز
برنامه‌ساز
كاربران
محيط فرافايلي
كثرت و تنوع ديدها نسبت به
داده‌هاي ذخيره‌شده
محيط واحد، مجتمع و
اشتراكي ذخيره‌سازي
نمايش ساده‌شده مشي پايگاهي

15. تعريف پايگاه داده‌ها
مجموعه‌اي است از داده‌هاي ذخيره شده به صورت مجتمع (نه لزوما فيزيكي، بلكه حداقل به طور منطقي)، بهم مرتبط، با كمترين افزونگي، تحت مديريت يك سيستم كنترل متمركز، مورد استفاده يك يا چند كاربر از يك يا بيش از يك ”سيستم كاربردي“، به طور همزمان و اشتراكي

16. مراحل كلي كار در مشي پايگاهي
مراحل كلي كار در مشي پايگاهي
بررسي و تحليل نيازهاي پردازشي و اطلاعاتي همه قسمتها توسط يك گروه
تعيين مشخصات جامع (يكپارچه) كاربردي و وظايف آن
انتخاب يك يا چند پيكربندي سخت‌افزاري-نرم‌افزاري
استفاده از يك يا چند DBMS
طراحي پايگاه داده‌ها در سطوح لازم

17. مزایای استفاده از بانک اطلاعاتی
مزایای استفاده از بانک اطلاعاتی
کاهش افزونگی
احتناب از ناسازگاری
اشتراک داده ها
اعمال محدودیت های امنیتی (یک کانال برای دسترسی وجود دارد و می توان برایش کنترلهای امنیتی را فراهم کرد)
جامعیت و یک پارچه گی داده ها (اطمینان از دادههای صحیح در بانک اطلااعاتی برای این منظور با هر تغییری کنترلهای لازم و متمرکز انجام می شود)

18. عناصر محيط پايگاه داده‌ها
1- سخت‌افزار 2- نرم‌افزار 3- كاربر 4- داده
كاربران
سيستم عامل
سيستم
مديريت
پايگاه
داده‌ها
پايگاه داده‌ها
داده‌هاي ذخيره‌شده:
مجموعه‌اي از فايلها
سخت‌افزار ذخيره‌سازي

19. سيستم بانك اطلاعاتي

20. انواع سخت‌افزارهاي محيط پايگاه داده
1- سخت‌افزار ذخيره‌سازي داده‌ها
2- سخت‌افزار پردازشگر
3- سخت‌افزار ارتباط

21. انواع نرم‌افزارهاي موجود در محيط پايگاه داده‌ها
1- سيستم مديريت پايگاه داده‌ها (DBMS)
2- برنامه‌هاي كاربردي قابل اجرا در محيط DBMS
3- رويه‌هاي ذخيره‌شده
4- نرم‌افزار شبكه

22. ارتباط پايگاه داده‌ها با سیستم عامل

23. رده‌بندي سيستم‌هاي DBMS
از نظر نوع ساختار داده‌اي
سيستم رابطه‌اي
سيستم سلسله‌مراتبي
سيستم شبكه‌اي

24. مدل رابطه‌اي مدل رابطه‌اي در سال 1970 توسط كاد ابداع شد.
مدل داده اي امکاني است براي طراحي منطقي پايگاه داده‌ها، تعريف و کنترل آن و نيز انجام عمليات درآن.

25. سیستم رابطه ای Attributes account- number Customer-id name street city
Johnson
Smith
Jones
Culver
Campus
Main
Irvine
Riverside
Santa Ana
A-101
A-215
A-201
A-217

26. تناظر بين مفاهيم رابطه اي و مفاهيم جدولي
جدول زير تناظر بين مفاهيم رابطه اي و مفاهيم جدولي را نشان مي دهد :
مفهوم تئوريک مفهوم جدولي
رابطه جدول
تاپل سطر صفت ستون ميدان مجموعه مقادير ستون
درجه تعداد ستونها کارديناليتي تعدادسطرها

27. ويژگيهاي رابطه ويژگيهاي رابطه عبارتند از: 1- رابطه تاپل تکراري ندارد
2- تاپلها نظم ندارند
3- صفات رابطه نظم مكاني ندارند
4- تمام صفات تك‌مقداري هستند.

28. DDL,DML Employee Department Name Dept Dept Manager SQL
SELECT Manager FROM Employee, Department WHERE Employee.name = "Clark Kent” AND Employee.Dept = Department.Dept
Query Language Data definition language (DDL) ~ like type defs in C or Pascal
Data Manipulation Language (DML) Query (SELECT) UPDATE < relation name > SET <attribute> = < new-value> WHERE <condition>

29. اجزاي DBMS از نماي بيروني
واحد پردازشگر پرسش‌ها و برنامه‌هاي كاربردي
واحد ايجاد و مديريت داد‌هاي ذخيره‌شده

30. نماي بيروني (ساده‌شده) DBMS
كاربر
برنامه‌هاي كاربردي/ پرسشها
سيستم مديريت پايگاه داده‌ها
واحد پردازشگر برنامه كاربردي و پرسشها
واحد دستيابي به داده‌هاي ذخيره‌شده
داده‌هاي
ذخيره‌شده DB

31. اجزاي DBMS از نماي دروني
لايه هسته (سيستم كنترل يا موتور پايگاه داده‌ها)
لايه مديريت محيط پايگاه داده‌ها
لايه تسهيلات نرم‌افزاري (ابزارها)

32. ساختار يك سيستم پايگاهي
كاربر نابرنامه‌ساز
كاربر موردي
برنامه‌ساز APها
مدير پايگاه داده‌ها
ساختار يك سيستم پايگاهي
UFI
واسط APها
واسط DML
CLI
DDL
فرمانهاي زبان پايگاهي
DBMS
واحد پردازشگر پرسشها
واحد مديريت داده‌هاي ذخيره‌شده
مدير فايلينگ منطق
مدير
تراكنشها و
قفلها
مدير بافر
مدير
ترميم
كامپايلر
DDL
مدير فضاي ديسك
فايل
ثبت
تراكنشها
شاخصها
متاداده‌ها
داده‌هاي ذخيره‌شده

33. جايگاه DBMS در يك سيستم كامپيوتري
برنامه‌هاي كاربردي
ابزارهاي توليد برنامه‌هاي كاربردي
DBMS
سيستم عامل
سخت‌افزار

34. مدير پايگاه داده‌ها
فردي است متخصص در پايگاه داده‌ها و با مسئوليت علمي، فني و نيز اداري در محدوده وظايفي كه عهده‌دار است
اين مدير همراه با يك تيم تخصصي كار مي‌كند كه به آن تيم مديريت پايگاه داده‌ها مي‌گويند.

35. برخي مسئوليتهاي در تيم مديريت پايگاه داده‌ها
مدير پايگاه داده‌ها
مدير داده‌ها
مدير امور پژوهش-توسعه
مدير سيستمهاي كاربردي
مسئول تيمهاي برنامه‌سازي
مسئول كنترل كارايي DBMS
مسئول كنترل كارايي خود سيستم پايگاه داده‌ها
مسئول نظارت بر عمليات روي پايگاه داده‌ها
مسئول تماس با كاربران زيرمحيطهاي سازمان
مسئول تنظيم مستندات و وضع استانده‌ها

36. شرايط استفاده از پايگاه داده‌ها
1- نياز به ايجاد يك سيستم يكپارچه اطلاعاتي
2- حجم زياد داده‌هاي سازمان و رشد پوياي آن
3- تغييرات مداوم در داده‌هاي ذخيره‌شده
4- بالا بودن بسامد درخواستهاي كاربران
5- نياز به اعمال كنترل متمركز و دقيق روي كل داده‌ها
6- وجود ارتباطات پيچيده بين داده‌ها

37. شرايط استفاده از پايگاه داده‌ها
7- زياد بودن ميزان داده‌هاي مشترك بين برنامه‌هاي كاربردي
8- مدنظر بودن صحت، دقت و سازگاري داده‌ها
9- زياد بودن گزارشها
10- نياز به انجام پردازشهاي تحليلي برخط
11- نياز به سيستم داده‌كاوي و كشف دانش در سازمان

38. كاربردهاي جديد پايگاه داده‌ها
كاربردهاي جديد پايگاه داده‌ها
سيستم پشتيبان تصميم
سيستم داده‌كاوي چندرسانه‌اي
سيستم انبارش داده‌ها
حيطه‌هاي فضايي و جغرافيايي
پايگاه داده‌هاي شخصي و همراه
سيستم پايگاه داده‌ها در شبكه جهاني اطلاع‌رساني
سيستم اطلاعات اجرايي
سيستم اطلاعات طراحي
سيستم اطلاعات کتابخانه ها
...

39. سه سطح معماری بانک اطلاعاتی
سطح داخلی (نزديک به انباره فيزيکی)
سطح خارجی (نزديک به استفاده کننده ديدگاه مجزای استفاده کننده گان)
سطح مفهومی يا ادراکی (اجتماع ديد گاه های کاربران)

40. يعني وابسته نبودن برنامه‌هاي كاربردي به داده‌هاي ذخيره‌شده
استقلال داده‌اي
يعني وابسته نبودن برنامه‌هاي كاربردي به داده‌هاي ذخيره‌شده
داده‌هاي
ذخيره‌شده
برنامه‌هاي
كاربردي DB

41. انواع استقلال داده‌اي
- استقلال داده‌اي فيزيكي
- استقلال داده‌اي منطقي

42. استقلال داده‌اي فيزيكي
عبارتست از مصونيت ديدهاي كاربران و برنامه‌هاي كاربردي در قبال تغييرات در سطح داخلي-فيزيكي پايگاه داده‌ها

43. چرا استقلال داده‌اي فيزيكي در سيستمهاي رابطه‌اي جديد
كاملا تامين است؟
زيرا:
1- كاربران سطح خارجي در محيطي كاملا انتزاعي عمل مي‌كنند و برنامه‌هاي كاربردي در اين سطح با فايلينگ پايگاه داده‌ها تماس ندارند.
2- بين سطح خارجي و داخلي، يك سطح انتزاعي ديگر واسط است و مانع تاثيرپذيري برنامه‌هاي سطح خارجي از تغييرات درفايلينگ پايگاه داده‌ها مي‌شود.

44. استقلال داده‌اي منطقي
عبارتست از مصونيت ديدهاي كاربران و برنامه‌هاي كاربردي در قبال تغييرات در سطح ادراكي پايگاه داده‌ها

45. اين تغيير معمولا منجر به تغيير مناسب در سطح فايلينگ پايگاه مي‌شود.
تغيير در سطح ادراكي يعني تغيير در طراحي منطقي پايگاه داده‌ها و تغيير در شماي ادراكي
اين تغيير معمولا منجر به تغيير مناسب در سطح فايلينگ پايگاه مي‌شود.

46. تغيير در سطح ادراكي دو وجه دارد:
1- رشد پايگاه در سطح ادراكي
2- سازمان‌دهي مجدد پايگاه در سطح ادراكي

47. معماري سيستم پايگاه داده‌ها
منظور، چندي و چوني اجزاء تشكيل‌دهنده سيستم و نيز پيكربندي يا طرز تركيب اجزاء سيستم و چگونگي تعامل اجزاء با يكديگر است. در اين معماري حداقل يك پايگاه داده‌ها، يك سيستم مديريت پايگاه داده‌ها، يك سيستم عامل، يك كامپيوتر با دستگاههاي جانبي و تعدادي برنامه كاربردي و كاربر وجود دارند.

48. معماري متمركز
انواع معماري
از جمله معماري توزيع‌شده
معماري نامتمركز

49. معماري متمركز
در اين معماري يک پايگاه داده روي يک سيستم کامپيوتري و بدون ارتباط با سيستم ديگر ايجاد مي شود .

50. نمايش معماري متمركز . . كاربران پايانه‌اي نزديك كاربران پايانه‌اي دور
كامپيوتر بزرگ
كنترولر ديسك . .
كنترولر چاپگر
كنترولر نوار
پايگاه داده‌هاي متمركز
. . .

51. معماري مشتري - خدمتگزار
هر معماري که در آن قسمتي از پردازش را يک برنامه، سيستم يا ماشين انجام دهد و انجام قسمت ديگري از پردازش را از برنامه ، سيستم يا ماشين ديگر بخواهد معماري مشتري خدمتگزار ناميده مي شود

52. معماري مشتري - خدمتگزارOS D B M S
DBMS AP DB OS
ماشين خدمتگزار
ماشين مشتري

53. مزاياي معماري مشتري – خدمتگزار در مقايسه با معماري متمركز
تقسيم پردازش
كاهش ترافيك شبكه
استقلال ايستگاههاي كار
اشتراك داده‌ها

54. معماري توزيع‌شده
مجموعه اي از داده هاي ذخيره شده که منطقا به يک سيستم تعلق دارند ولي در مانه هاي مختلف يک يا بيش از يک شبکه توزيع شده اند.

55. نماي يك سامانه در معماري توزيع‌شدهOS DB D B M S
LAN
WAN
MNET
NETWORK

56. معماري توزيع‌شده با سه سامانه
كاربران دور
كاربران دور
كاربران نزديك
كاربران نزديك … … … …
OS1
OS2
DB1
DDBMS1
DDBMS2
DB2
APs
APs
NETWORK
. LAN
. WAN
. MNET
APs
DB3
DDBMS3
OS3 … …
DDB = {DB1+DB2+DB3}

57. ويژگيهاي معماري توزيع‌شده
مجموعه‌اي است از داده‌هاي منطقا مرتبط و اشتراكي
داده‌ها به بخشهايي تقسيم و در سامانه‌ها توزيع شده‌اند.
بعضي بخشها ممكن است به طور تكراري در سامانه‌ها ذخيره شده باشند.
سامانه‌ها از طريق شبكه بهم مرتبط‌اند.
داده‌هاي هر سامانه تحت كنترل يك DBMS است.
DMBS هر سامانه، مي‌تواند برنامه‌هاي كاربردي محلي را
به طور خودكار اجرا كند.
هر DBMS حداقل دراجراي يك برنامه كاربردي سرتاسري
مشاركت دارد.

58. مزاياي معماري توزيع شده
سازگاري و هماهنگي با ماهيت سازمانهاي نوين.
كارايي بيشتر در پردازش داده‌ها.
دستيابي بهتر به داده‌ها.
اشتراك داده‌ها.
افزايش پردازش موازي.
كاهش هزينه ارتباطات.
تسهيل گسترش سيستم.
استفاده از پايگاه داده‌هاي از قبل موجود.

59. معايب معماري توزيع‌شده
پيچيدگي طراحي سيستم.
پيچيدگي پياده‌سازي.
كاهش كارايي در برخي موارد.
هزينه بيشتر.
مصرف حافظه بيشتر.

60. پایان