Prof. dr Lazo Roljić
UVOD U BAZE PODATAKA I
ŠKOLA ACCESSA
Banja Luka, 2008 1
Contents
UVOD U BAZE PODATAKA............... .............................. .............................. .............................. .............................. ......................... ............... .......... ........... ........... ........ ...1 ŠKOLA ACCESSA.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ...................... ............ ........... .......... ....1 Contents............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ........................... ................ ....2 1. BAZA PODATAKA I SISTEM SI STEM ZA UPRAVLJANJE BAZOM PODATAKA.............. .......................... .................. ..........55 Razlika između datoteke i baze podataka............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ......7 2. KONCEPT BAZE PODATAKA............. ............................ .............................. .............................. .............................. ...................... ............. ............ ........... ........... ......10 10 2.1. ELEMENTI BAZE PODATAKA PODATAKA............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ..........11 11 2.2 PRISTUPI PRISTUPI BAZAMA BAZAMA PODATAKA.............. ............................. .............................. .............................. ........................ ............... ........... ........... ........... .........15 15 2.3 Životni vijek baze podataka.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................ .................. .....15 15 2.3.1 Analiza i specifikacija potreba.............. ............................. .............................. .............................. ............................ ................... ........... .......... ........... .......16 1. 6 2.3.2 Modeli podataka............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ....................... .............. ........... ........... .......... ....16 16 2.4 Prikaz ER-šeme pomoću dijagrama............... .............................. .............................. .............................. ........................... .................. ............ ........... .......... .....18 18 Podvučeni atributi su kandidati za primarni ključ entiteta.................................................................. entiteta.................................................................. 19 . predaje: entitet PREDMET ima obavezno članstvo u vezi............................................................... vezi............................................................... 19 2.5 Entiteti Entiteti i veze (relacije).............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ...................... .......... ...19 19 2.6.1 Primjer povezanosti entiteta jedne baze podataka............... .............................. ........................... .................. ............ ........... ........... ......21 21 3. Koncept baze podataka u Accessu Accessu............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ......................... ............. ...22 22 4. KONCEPT RELACIONE BAZE PODATAKA PODATAKA.............. ............................. .............................. ......................... ................ ............ ........... ........... ......... ...25 25 NARUDŽBE NARU DŽBE.......... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... ...................... ............30 30 4.1. Vrste baza podataka............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................ ................... ........... ......... ....30 30 4.2. Veza i relacija............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .......................... ................ ........... ........... .......... .......... .....31 31 4.2. Vrste relacija između između tabela............... .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ............ ........... .......... ........... ..........31 31 4.3. Primarni ključ.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................ .........32 32 4.4. Spoljnji ključ............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .................... .......... ......33 3. 3 4.5. Kreiranje primarnog ključa............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ................... .....33 33 4.6. Određivanje polja koji čine primarni ključ............... .............................. .............................. ........................... ................. ........... ........... ........... ......... ...33 33 4.7. Šta je to indeks............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. .......................... ................. .......... .....34 34 4.8. Kreiranje indeksa.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ................... ........... ........... ........ ...34 34 5. Ciljevi izrade baze podataka............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................ ............... ........... .........34 34 6. Softverski paketi za rad s bazama podataka............... .............................. .............................. .............................. ............................ ................... ........... ......... ....35 35 7. SISTEMI ZA UPRAVLJANJE UPRAVLJANJE BAZOM PODATAKA.............. ............................. .............................. ....................... .............. ............ .......... ....36 36 Hijerarhijski model:............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ............ ........... .......... .....37 37 .............................................................................................................................................................. 37 Slika xx. Sistem datoteka u linux-u............... .............................. .............................. .............................. .............................. ............................ .................. ........... ..........37 37 7.1. SQL Server.............. ............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ........................... ................37 37 7.2. MySQL............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .................. ...38 38 7.3. FOXPRO.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. ........................ ............... ..........38 38 7.4. ACCESS.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. .................. ...38 38 7.5. ORACLE 9i............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................... ................. ........... ........... ........... ........... ......39 3. 9 7.6. OLAP- Online Analytical Processing .............. ............................. .............................. .............................. ....................... .............. ........... ........... ........... ......39 3. 9 8. Teoretski koncept projektovanja baze podataka.............. ............................. .............................. ......................... ................ ........... ........... ............ .......... ....40 40 Vježba 1: Kreiranje tabele i upita SQL komandama............... .............................. ............................. ............................. .............................. .................41 41 Vježba 2: Pomoćne SQL naredbe - Agregatne funkcije i složeni složen i uslovi selektovanja ...... ............ ........... .......... .....42 42 Vježba 3: Kombinacija operacija SELECT i WHERE.............. ............................. .............................. ............................ .................. ........... ......... ...44 44 9. Razvoj aplikacije u Accessu............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ...................... ............ ........... ........... ......46 4. 6 Primjer 1: Manipulacija podacima iz tabela............. ............................ .............................. .............................. .............................. ....................... .............. ........47 47 2
Contents
UVOD U BAZE PODATAKA............... .............................. .............................. .............................. .............................. ......................... ............... .......... ........... ........... ........ ...1 ŠKOLA ACCESSA.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ...................... ............ ........... .......... ....1 Contents............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ........................... ................ ....2 1. BAZA PODATAKA I SISTEM SI STEM ZA UPRAVLJANJE BAZOM PODATAKA.............. .......................... .................. ..........55 Razlika između datoteke i baze podataka............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ......7 2. KONCEPT BAZE PODATAKA............. ............................ .............................. .............................. .............................. ...................... ............. ............ ........... ........... ......10 10 2.1. ELEMENTI BAZE PODATAKA PODATAKA............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ..........11 11 2.2 PRISTUPI PRISTUPI BAZAMA BAZAMA PODATAKA.............. ............................. .............................. .............................. ........................ ............... ........... ........... ........... .........15 15 2.3 Životni vijek baze podataka.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................ .................. .....15 15 2.3.1 Analiza i specifikacija potreba.............. ............................. .............................. .............................. ............................ ................... ........... .......... ........... .......16 1. 6 2.3.2 Modeli podataka............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ....................... .............. ........... ........... .......... ....16 16 2.4 Prikaz ER-šeme pomoću dijagrama............... .............................. .............................. .............................. ........................... .................. ............ ........... .......... .....18 18 Podvučeni atributi su kandidati za primarni ključ entiteta.................................................................. entiteta.................................................................. 19 . predaje: entitet PREDMET ima obavezno članstvo u vezi............................................................... vezi............................................................... 19 2.5 Entiteti Entiteti i veze (relacije).............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ...................... .......... ...19 19 2.6.1 Primjer povezanosti entiteta jedne baze podataka............... .............................. ........................... .................. ............ ........... ........... ......21 21 3. Koncept baze podataka u Accessu Accessu............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ......................... ............. ...22 22 4. KONCEPT RELACIONE BAZE PODATAKA PODATAKA.............. ............................. .............................. ......................... ................ ............ ........... ........... ......... ...25 25 NARUDŽBE NARU DŽBE.......... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... .................... ...................... ............30 30 4.1. Vrste baza podataka............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................ ................... ........... ......... ....30 30 4.2. Veza i relacija............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .......................... ................ ........... ........... .......... .......... .....31 31 4.2. Vrste relacija između između tabela............... .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ............ ........... .......... ........... ..........31 31 4.3. Primarni ključ.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................ .........32 32 4.4. Spoljnji ključ............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .................... .......... ......33 3. 3 4.5. Kreiranje primarnog ključa............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ................... .....33 33 4.6. Određivanje polja koji čine primarni ključ............... .............................. .............................. ........................... ................. ........... ........... ........... ......... ...33 33 4.7. Šta je to indeks............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. .......................... ................. .......... .....34 34 4.8. Kreiranje indeksa.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ................... ........... ........... ........ ...34 34 5. Ciljevi izrade baze podataka............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................ ............... ........... .........34 34 6. Softverski paketi za rad s bazama podataka............... .............................. .............................. .............................. ............................ ................... ........... ......... ....35 35 7. SISTEMI ZA UPRAVLJANJE UPRAVLJANJE BAZOM PODATAKA.............. ............................. .............................. ....................... .............. ............ .......... ....36 36 Hijerarhijski model:............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ............ ........... .......... .....37 37 .............................................................................................................................................................. 37 Slika xx. Sistem datoteka u linux-u............... .............................. .............................. .............................. .............................. ............................ .................. ........... ..........37 37 7.1. SQL Server.............. ............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ........................... ................37 37 7.2. MySQL............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .................. ...38 38 7.3. FOXPRO.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. ........................ ............... ..........38 38 7.4. ACCESS.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. .................. ...38 38 7.5. ORACLE 9i............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................... ................. ........... ........... ........... ........... ......39 3. 9 7.6. OLAP- Online Analytical Processing .............. ............................. .............................. .............................. ....................... .............. ........... ........... ........... ......39 3. 9 8. Teoretski koncept projektovanja baze podataka.............. ............................. .............................. ......................... ................ ........... ........... ............ .......... ....40 40 Vježba 1: Kreiranje tabele i upita SQL komandama............... .............................. ............................. ............................. .............................. .................41 41 Vježba 2: Pomoćne SQL naredbe - Agregatne funkcije i složeni složen i uslovi selektovanja ...... ............ ........... .......... .....42 42 Vježba 3: Kombinacija operacija SELECT i WHERE.............. ............................. .............................. ............................ .................. ........... ......... ...44 44 9. Razvoj aplikacije u Accessu............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ...................... ............ ........... ........... ......46 4. 6 Primjer 1: Manipulacija podacima iz tabela............. ............................ .............................. .............................. .............................. ....................... .............. ........47 47 2
Primjer 2: Relacija između tabela.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .......................... ............... ....48 48 10. Osnovni elementi aplikacije relacione baze podataka pod ataka u Access-u............. ............................ .............................. ....................... ..........49 49 Primjer 3: Predstavljanje entiteta.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .......................... ................ .....51 51 Primjer 4: Izračunavanje starosti na osnovu podatka o datumu rođenja.............. ........................ ................ ........... ........... ......... ...53 53 11. Postupak projektovanja relacione baze podataka............. ............................ .............................. .............................. .......................... ................ ......... ....53 53 11.1. Modeliranje podataka............. ............................ .............................. .............................. .............................. ............................. .................... ............ ........... ........... ......... ...54 54 11.2. Logičko organizovanje podataka.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... .......54 5. 4 11.3. Prikaz logičke organizacije baze podataka.............. ............................. .............................. .............................. .............................. ...................... .......55 55 11.3.1 Tekstualno opisivanje logičke organizacije baze podataka........... podataka..................... .................... ............................ ..................55 55 11.3.2. Tabelarno Tabelarno opisivanje baze podataka.............. ............................. .............................. ........................... .................. ............ ........... ........... .......... ....56 56 11.3.3. Dijagramski modeli podataka.............. ............................. .............................. .............................. .............................. ............................. ................... ......56 5. 6 11.3.4. Šema baze podataka.............. ............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ..................... ......57 57 11.4 Relaciona pristup opisivanju opisiv anju strukture podataka – Relaciona analiza an aliza podataka............ ................. ........... ........57 57 12. Pregled poznatih metodologija razvoja informacionih sistema............... .............................. ......................... ................ ........... .......... .....58 58 13. Komercijalni softver za projektovanje baza podataka.............. ............................. .............................. ..................... ........... ........... ............ ......... ...58 58 Vježba 7. Planiranje baze podataka............... .............................. .............................. .............................. ............................. ............................. ..................... ........... ......58 5. 8 14. NORMALIZACIJA PODATAKA PODATAKA U RELACIONOM MODELU............... ........................ .............. ........... ........... ........... ......... ...59 59 Vježba 8. Normalizacija baze podataka.............. ............................. .............................. .............................. .......................... ................. ........... ........... ........... .........62 62 14.1. Pravila tri normalne forme............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .......................... ................ .....65 65 Vježba 4 Normalizacija baze podataka............... ............................. ............................. .............................. ........................... .................. ........... ........... ............ ......67 67 15. Proces izrade baze podataka.............. ............................. .............................. .............................. ............................. ............................. ...................... ............. ........... .......... .....3 Zadatak 1:.............. ............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ......... ...3 Zadatak 2 - MS Access-Kreiranje baze podataka malog preduzetnika............. .......................... .................. ........... ........... .......... ......4. Pitanja i odgovori za provjeru pređenog gradiva .......................... .................................... .................... .................... ................................... .........................5 Primjer 2 za vježbanje ............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ...................13 13 Primjer 3............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .................... ........ ...14 14 PITANJA ZA 1. TEST IZ PREDMETA B A Z E P O D A T A K A............. ............................ .............................. .............................. .............................. .............................. ............................. .................... ............ ......15 15 PITANJA ZA 2. TEST IZ PREDMETA BAZE PODATAKA PODATAKA II godina............... ............................. .................... ........... .........15 15 1. UVOD............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ..................... ............ ........... ........... ......... ...17 17 2. Baze podataka............... .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. .............................. ........................ .............. ........... ........... ......... ....18 18 2.1. Uvod u baze podataka, metodologija razvoja baze podataka.............. ............................. ...................... ............ ........... ........... .........18 18 2.2. Relacioni Relacioni model podataka.............. ............................. .............................. .............................. ............................. ............................. .............................. ..................... ......21 21
3
UVOD U BAZE PODATAKA Pred vama je knjiga o bazama podataka i programu za upravljanje relacionim bazama podataka oblikovana i sadržajno disponirana u vidu male škole MS Accessa1. Baza podataka je skup međusobno povezanih podataka, sačuvanih u eksternoj memoriji računara. Podaci su istovremeno dostupni raznim korisnicima i aplikacionim programima. Unošenje, promjena, brisanje i čitanje podataka obavlja se posredstvom zajedničkog softvera. Korisnici aplikacije pri tome ne moraju poznavati detalje fizičkog prikaza podataka, već se referenciraju na logičku strukturu baze. Fizički, sama baza podataka je jedna „amorfna masa podataka zapisanih u binarnom obliku (kombinacija jedinica i nula) i sačuvanih na disku“. Da bi se ti podaci mogli čitati iz baze ili upisivati u bazu potreban je sistem za upravljanje bazom podataka – DBMS (skr. Data Base Management System). Dakle, baza podataka je jedno, a program za upravljanje bazom podataka drugo. MS Access je program za upravljanje bazom podataka, taj DBMS, iako se često u žargonu za njega kaže da je „baza podataka“. Baza podataka napravljena u MS Accessu je, zajedno sa tzv. objektima baze, sačuvana u fajlu tipa .mdb i kao takva se može prenositi sa računara na računar i koristiti svugdje tamo gdje ima instalisan program MS Access. Knjiga koja je pred vama je namijenjena svima koji bi htjeli da se upoznaju sa ovom savremenom informacionom tehnologijom i da se okušaju u radu sa programom MS Access. Naša je želja da ovom knjigom demistifikujemo priču o Accessu kao veoma teškom programu za naučiti i služiti se njime. Kada savladate sve rečeno i pokazano u njoj, nećete postati ekspert, ali ćete steći dovoljno znanja, vještina i dobru sliku o mogućnostima primjene baza podataka, što će vam biti dovoljno da se dalje samostalno usavršavate. U prvom dijelu knjige ćemo prikazati opšti koncept baze podataka i objasniti termine kojima se ta informaciona tehnika koristi. Široka lepeza alata i mogućnosti daju MS Accessu veliku upotrebljivost kako početniku tako i naprednom korisniku. Kroz brojna poglavlja teksta i preko šest stotina ilustracije koje ga prate, upoznaćete se sa objektima baze u Accessu i ovladati osnovnim pojmovima te saznati mogućnosti njihove primjene. Naučićete kreirati tabele, povezivati ih radi održavanja referencijalnog integriteta podataka u bazi. Takođe, naučićete da kreirate elektronske obrasce - formulare za unošenje i/ili ažuriranje podataka i to u dizajnerskom prikazu i pomoću čarobnjaka. Savladaćete, naravno, i unošenje podataka u tabele, kako direktno - u korisničkom i dizajnerskom pogledu, tako i pomoću formulara. Naučićete da pravite kontrole na obrascu - formi, koje će zamijeniti standardne kontrole u Access bazi podataka i druge kontrole na obrascu. Takođe, naučićete i da izvršavanje događaja koji ih pokreću programirate pomoću makroa i VBA programskog jezika. Na kraju ćete naučiti da pravite komandnu tablu aplikacije Accessa – Switchboard , iz koje se mogu aktivirati ostali obrasci i izvještaji. Sve ćemo to demonstrirati kroz prikaz izrade dviju aplikacija relacione baze podataka u Accessu. Tu ćete neizbježno morati naučiti da razvijate i izrađujete odgovarajuće upite koji uglavnom služe za izdvajanje podataka po nekom kriterijumu, ali i akcione upite, kao i to kako se prave izračunska polja u upitima i kako se koriste funkcije za razna izračunavanja, kao i kako se prave izvještaji bazirani na upitima. Nakon što iznesemo osnovni koncept i tehniku korišćenja Accessa, u nastojanju da vas osposobimo za praktično korišćenje Accessa, u ovoj knjizi ćemo, na dva primjera, demonstrirati kako se pravi aplikacija relacione baze podataka MS Access, kako se 1
MS Access je registrovani proizvod kompanije Microsoft ®. 4
pretražuju podaci u njoj i kako se prave i pregledaju izvještaji iz tih baza. Jedan primjer aplikacije biće kreiranje relacione baze podataka jedne CD-teke, a drugi primjer će biti izrada relacione baze podataka „Studentska služba“.
1. BAZA PODATAKA I SISTEM ZA UPRAVLJANJE BAZOM PODATAKA Svijet generiše enormnu količinu podataka iz svakog aspekta života - kreditnih kartica, prodavnice roba, telefonskih sistema, web sajtova itd. Prethodnih godina bio je to manuelni napor da se savlada praćenje i izvještavanje ovih informacija. Danas ovim informacijama upravljaju računarski sistemi i baze podataka. Zamislite neki adresar ( Address Book ) koji možete da kupite u svakoj knjižari. Vi biste u njemu slogivali sve važne podatke o kontaktima - prijatelja, porodica, rođaka, preduzeća, poslodavaca i ostalih osoba u vašoj mreži. Adresar sadrži sve podatke koje trebate da bi sa nekim u svako doba kontaktirali.
A, šta se dešava ako vam zatreba da izdvojite one kontakte koji su od interesa za pojedine članove porodice? Možda drugi član porodice može da zaželi baš takvu informaciju. Vi biste tada trebali da prelistate sve stranice adresara i prepišete ponovo potpuno iste informacije na drugi komad papira ili možda čak u drugi adresar. To je zamorno i traži dosta vremena. Slogi sa kontaktima se dupliciraju. Promjena jednog telefonskog broja znači da se on mora promijeniti još na dva ili više mjesta: u adresaru i bilo gdje drugo gdje ste još tu informaciju sačuvali.
Vremenom, vaš adresar će zastariti. Slogi u njemu će se ispreplesti (izukrštati) i izmijeniti kako osobe budu mijenjale svoje brojeve telefona. Trebaće vam novi adresar, a tada ćete trebati da prepišete sve te informacije ponovo u potpuno novi adresar. To je zaista puno posla. Ono što vam u takvim slučajevima treba, definitivno, je baza podataka. Čak iako niste nikada izučavali šta je to baza podataka, mnogi od vas će možda odmah formirati svoju impresiju (utisak) šta je to stvarno baza podataka, bilo da je o tome čitao/la 5
u novinama, slušao na TV, ili u časopisima za računare ili slično, kao i o tome iz čega se sastoji sistem baze podataka. Vaše impresije izgledaju možda baš kao i na slici 1.
Slika 1 Pojednostavljeni prikaz baze podataka
Prije svega, postoji sama baza podataka - (vjerovatno velika) kolekcija podataka smještenih na disku računara. Drugo, postoji i skup konkretnih batch programa koji se startuju (koriste) prema ovim podacima, radeći sa njima na sasvim uobičajene načine (pretraživanje, ažuriranje, dodavanje, brisanje). Uz to (ili alternativno), može tu biti još i skup on-line korisnika koji interaguju sa tom bazom preko udaljenih terminala-ponovo, možemo reći, izvodeći sve funkcije pregledavanja, ažuriranja i brisanja, iako je možda ispravno reći da je pregledanje ili pretraživanje (retrieval , čit. ritrivl) - možda najčešća i najvažnija funkcija u ovom slučaju. Treće, baza podataka je "integrisana". To znači da baza podataka sadrži podatke za mnoge korisnike, ne samo za jednog, što znači da će svaki pojedinačni korisnik (batch ili on-line) biti koncentrisan na samo mali dio njih, čak šta više, dijelovi različitih korisnika će se djelimično prekrivati (overlap) na različite načine, tj. podaci mogu biti raspodijeljeni (shared ) na nekoliko različitih korisnika. Ova slika o bazi podataka je u stvari prilično tačna, kao što se i vidi. Naša je namjera da u ovom dijelu knjige pokušamo da sliku napravimo preciznije. Počećemo sa radnom definicijom baze podataka (koju je dao Engles): „Baza podataka je kolekcija memorisanih operativnih podataka koje koriste sistemi aplikacija nekog konkretnog preduzeća“. Baza podataka (BP) ne mora nužno biti vezana uz računar. To je stručni termin koji označava određeni način organizovanja podataka. Međutim, BP podržana računarom pruža znatne prednosti u odnosu na klasičnu jer je pristup podacima daleko brži, a moguće je postavljati i veoma složene zahtjeve za dobijanje specifičnih informacija. Na primjer, u telefonskom imeniku je, poznavajući prezime i ime, lako pronaći pripadni telefonski broj, ali je na osnovu telefonskog broja teško pronači njegovog vlasnika (pretplatnika). Za računar, zbog velike brzine kojom pretražuje podatke to nije veliki problem. U principu, BP stvorena na papiru ne razlikuje se od one u računaru, osim dodatnih kvaliteta koje pruža računar. Glavne prednosti računarski podržanih baza podataka su: brzina, kompaktnost - baza sa 10000 slogova i više može se spremiti na disketu i fleksibilnost - mogu se zahtijevati i dobiti najrazličitije informacije. 6
Samo spremanje informacija u računar nije dovoljno, mora postojati neka struktura koja će omogućavati brz i jednostavan pristup memorisanim podacima. Mora postojati indeks i registar za praćenje i unošenja i iznošenja dokumenata, za kontrolu pristupa dokumentima, te za njihovu dopunu. Svaki računarski sistem namijenjen čuvanju informacija mora biti opremljen sličnom strukturom i glavni programerski zadatak svodi se upravo na stvaranje što praktičnijeg i jednostavnijeg načina za čuvanje i nalaženje informacija.
Razlika između datoteke i baze podataka Fizički, i baza podataka i datoteka (file) su jedno te isto, tj. i baza podataka je takođe fajl. Fajl je mjesto na magnetnom ili optičkom mediju koje ima svoju adresu na kojem je smješten dokument pisan u nekom od programa. Baza podataka se sastoji od jedne ili više tabela, gdje svaka tabela sadrži seriju kolona unutar kojih se nalaze podaci. Svaki slog podataka je identične strukture. Na primjer, baza podataka koja sadrži adrese sastoji se od tabele sa imenom, adresom ulice, gradom, državom i ptt brojem. Na presjeku svakog reda i kolone u tabeli se nalazi jedno polje, u Excelu se to zove ćelija. Polje u sebi čuva vrijednost . Naredna slika ilustruje ovaj koncept: Imena kolona
Kupac_b r 1221 1231 Trenutno polje 1251 1254
Ime
Ulica
Grad
Vlado Maksić Ingram Bel Amore Unisco
Helenska 45 PO Box 157 Kralja Petra I 107 PO Box 463
Banja Luka Kozarska Dubica Gradiška Mrkonjić Grad
Trenutni slog
Trenutno polje (napr. polje sa sadržajem 1221) je jedno polje u jednom slogu (slogu). 1221
Trenutni slog je jedan slog u skupu od više slogova koje posmatramo. 1221
Vlado Maksić
Helenska 45
Banja Luka
Neke aplikacije baza podataka, u Delphi -ju, na primjer, prikazuju više kolona i slogova unutar grid kontrole (rešetke polja). Što se tiče Delphi -jevih kontrola, samo jedno polje u jednom slogu je "trenutno", što znači da se editovanje odnosi samo na podatak u tom polju. Različite baze podataka variraju u svojoj strukturi. Paradox -ove baze podataka sastoje se od jedne ili više datoteka, od kojih svaka sadrži jednu tabelu ili indeks, ali SQL relaciona baza podataka na udaljenom serveru generalno sadrži jednu datoteku koja sadrži sve tabele kao i strukture drugih baza podataka. Delphi -jeve komponente tipa Data Access i Data Control u sebi čuvaju strukturu baze podataka koju koristi više aplikacija, tako da više aplikacija može predstaviti isti interfejs krajnjem korisniku bez obzira da li on koristi lokalnu Paradox -ovu bazu ili bazu na SQL serveru.
Baza podataka (Data Base) je kolekcija informacija vezanih za određeni objekat ili svrhu, kao što su čuvanje informacija o studentima, praćenje narudžbi kupaca ili održavanje 7
kolekcije CD-ova ili DVD-ja, filmova ili drugih kolekcija informacija. One mogu organizovati i omogućiti brži i lakši pristup do informacija nego što je to moguće kod sistema sa popunjavanjem papirnih kartica - kartoteke. Baze podataka predstavljaju viši nivo rada s podacima u odnosu na klasične programske jezike. To je informaciona tehnologiji koja osigurava veću produktivnost, kvalitet i pouzdanost u razvoju aplikacija koje se svode na čuvanje i pretraživanje podataka u računaru. Baze podataka su svojevrsne organizovane "elektronske kartice", kolekcija informacija vezanih za određeni subjekt, namjenu ili pojavu, kao što su praćenje narudžbi kupaca, vođenje stanja skladišta ili održavanje muzičke kolekcije, vođenje adresara osoba ili poslovnih partnera, praćenja prometa knjižnog fonda biblioteke (ulaz novih knjiga, brisanje otpisanih ili nestalih i uništenih knjiga, posudba i vraćanje knjiga itd.) i sve to u prividno tabelarnom izgledu.
Baza podataka je skup međusobno povezanih podataka smještenih na disku. Ti podaci su na raspolaganju korisnicima za pregledavanje, pretraživanje, brisanje, nadopunjavanje, ispravljanje. Definicija BP bi mogla glasiti: to je organizovani skup podataka! Ali šta to tačno znači organizovani ? Možemo reći, skup podataka pripremljen tako da se mogu jednostavno koristiti, tj. pregledavati, pretraživati, sortirati, uspoređivati, itd., ali takođe i mijenjati (nadopunjavati, brisati) i bez redundantnosti podataka je.
Sistem za upravljanje bazom podataka- SUBP (Data Base Management System DBMS) je poslužitelj (server) baze podataka. On oblikuje fizički prikaz baze u skladu s traženom logičkom strukturom. Takođe, on u ime klijenata obavlja sve operacije s podacima. Dalje, on je u stanju da podrži razne baze, od kojih svaka može imati svoju logičku strukturu, ali u skladu s istim modelom. Isto tako, brine se za sigurnost podataka, te automatizuje administrativne poslove s bazom. SUBP je skup programa koji korisniku omogućuje da postavlja upite bazi, tj. da pristupa odgovarajućim podacima i da daje odgovore. U tom smislu SUBP se može shvatiti kao interpretator korisničkih zahtjeva. Uz to, on korisniku omogućava da se koncentriše na to šta treba uraditi, a ne i kako to treba uraditi. SUBP je softvere uveden kao interfejs između korisnika (korisničkih programa, aplikacija) i slogova baze podataka na disku. Korisnički programi ne pristupaju podacima direktno, već komuniciraju s ovim softverom (programom). Obično kada se govori o softveru za bazu podataka, onda se misli upravo na SUBP (Oracle, DB2, MySQL, PostgreSQL, Ingres, MS-Sql, itd)
8
Slika 2: Grafički prikaz mjesta i uloge DBMS-a
Sa slike 2. se vidi da korisnik ne komunicira direktno sa DBMS-om, nego za pregled i modifikaciju podataka koristi ili aplikaciju posebne namjene (tj., payroll program) ili alat upita (Query ) ili izvještaja (Report ). Slično tome, aplikacije i alati za upite ili izvještaje ne pristupaju bazi podataka direktno, nego sve zahtjeve za podacima postavljaju DBMS-u, a softver DBMS vodi brigu o čitanju podataka sa diska i upisivanje podataka na disk. Drugim riječima, softver DBMS pravi apstrakciju tako da krajnji korisnik ne treba da razmišlja o nulama i jedinicama i njihovom smještanju na eksternu memoriju, nego može da razmišlja o tabelama podataka koje se sastoje od redova i kolona.
Slika 3: Simbolički prikaz pristupa korisnika podacima
Korisnik ili korisnički program postavlja zahtjev za obavljanje neke operacije s podacima, a SUBP ga analizira, provjerava, optimalizira, transformiše u niz operacija koje je potrebno obaviti na fizičkom nivou, obavlja operacije i vraća rezultat. Najvažniji zadaci SUBP su: - zaštita baze podataka od neovlaštenog korištenja (Data Security ) - sprječavanje narušavanja pravila integriteta podataka (Data Integrity ) - osiguravanje obnavljanja podataka u slučaju uništenja (Data Recovery ) 9
-
sprječavanje štetne interferencije korisnika u višekorisničkim (Concurrency ) omogućavanje korištenja rječnika podataka (podataka o podacima) i optimalizacija svih funkcija i njihovo efikasno obavljanje.
sistemima
Primjeri poznatih relacionih sistema za upravljanje industrijskim bazama podataka su: • Oracle • Microsoft SQL Server • IBM DB2 i • Informix. Najpoznatiji relacioni DBMS-i za primjenu u personalnim računarima su: • Microsoft Access • Microsoft FoxPro i • Borland dBase.
2. KONCEPT BAZE PODATAKA Koncepcija baze podataka polazi sa stanovišta pravljenja jedinstvenog skupa podataka tako da između tih podataka postoje određeni odnosi. Jedan te isti skup podataka služi većem broju aplikacija odnosno korisnika. Prema tome, baze podataka mogu se definisati i kao skup povezanih podataka, odnosno baza podataka je organizovana i uređena cjelina međusobno povezanih podataka sačuvanih bez nepotrebne redundancije ili ponavljanja. U svakodnevnom životu pojavljuje se čitav niz raznih evidencija, kartoteka, imenika, adresara, albuma i sl. koji, prema gornjoj definiciji, predstavljaju manje ili više složene baze podataka. Neke od jednostavnijih evidencija, imenika, adresara i sl. možemo sasvim uspješno voditi i pomoću programa za tabelarna izračunavanja (MS Excel), koje u tom slučaju nazivamo površinskim (dvodimenzionalnim, ravnim-engl. flat ) bazama, jer se svi podaci nalaze samo u jednoj tabeli tj. predstavljeni su dvodimenzionalno-površinski. Međutim, tu postoje znatna ograničenja 2. Jedna od mogućih definicija baze podataka glasi da je to „zbirka slogova podataka sačuvanih u računaru na sistemski način, takav da joj se računarski program može obratiti prilikom odgovaranja na problem“. Svaki se slog podataka za bolji povratak i razvrstavanje obično prepoznaje kao skup elemenata (činjenica) podataka. Predmeti vraćeni u odgovoru na upite postaju informacije koje se mogu koristiti za pravljenje odluka koje bi inače moglo biti mnogo teže ili čak nemoguće napraviti. Glavni koncept baze podataka jednak je onome od zbirke slogova podataka ili dijelova znanja. Za datu bazu podataka, tipično, postoji strukturni opis vrste činjenica sadržanih u toj bazi podataka. Taj opis naziva se šema. Šema opisuje predmete koji su prikazani u bazi podataka i odnose među njima. Postoje brojni različiti načini organizovanja šeme, to jest modeliranja strukture baze podataka. Oni se zovu modeli baza podataka ili modeli podataka. Model u najraširenijoj upotrebi danas je odnosni model, koji laički rečeno prikazuje sve informacije u obliku mnogostrukih relacionih tabela od kojih se svaka sastoji od redova i kolona (prava definicija koristi matematičku terminologiju). Ovaj model prikazuje odnose upotrebom vrijednosti koje su zajedničke za više od jedne tabele. U knjizi: Roljić, L., Novaković, Z., Kompjuterska tabelarna izračunavanja, CIM „Janjoš“ Prijedor, 2006, možete naći posebno poglavlje o radu sa tzv. ravnom (engl. flat - površinskom) bazom podataka u Excel-u. 10 2
Sistemi upravljanja bazom podataka obično se kategorizuju prema modelu podataka koji podržavaju: relacioni, objektno orijentisani, mrežni i tako dalje.
2.1. ELEMENTI BAZE PODATAKA Najmanja organizaciona jedinica podataka je bit (engl.binary digit, binarna cifra 0 ili 1). Ne postoji mogućnost adresiranja bita, odnosno, njegovog samostalnog korištenja. Bajt predstavlja najmanju adresibilnu jedinicu. Sastoji se iz 8 bitova (npr. 10010111). Slogovi u bazi podataka obično predstavljaju jedan red u tabeli baze podataka. Slog u sebi sadrži skup karakteristika konkretnog kupca, dobavljača, radnika i sl., a čiji je broj karakteristika definisan brojem polja u tabeli baze podataka. Svakom slogu u tabeli baze podataka može se neposredno pristupiti. Polje (eng. field ) predstavlja određenu karakteristiku koja se odnosi na više slogova u tabeli baze podataka (npr. šifra kupca, naziv kupca, mjesto, tel. broj i sl. ) i u tabeli baze podataka nalaze se u obliku kolona. Tabela baze podataka obuhvata sve slogove i sva polja, gdje slogovi predstavljaju redove, a polja kolone baze podataka. Skup svih tabela baze podataka čini bazu podataka. Na presjeku sloga i polja nalaze se vrijednosti (eng. values) tj. stvarni podatak. Obrada podataka podržana bazom podataka. Osnovna razlika između klasične obrade podataka podržanih datotekama (engl. files) i bazama podataka (eng. data bases) je upravo u tome gdje se lociraju podaci, a gdje kontekst podataka. U klasičnoj obradi podataka (AOP) podaci se čuvaju odvojeno od konteksta i fizički se nalaze u datotekama, dok se kontekst i način predstavljanja podataka nalaze u programu. Kod obrade podataka podržane bazama podataka i kontekst i podaci se fizički nalaze u datoteci tipa baze podataka. Odnos Informacija – Podatak. Informacija je apstraktan pojam, a njena fizička predstava obično se naziva podatak . Da bi informacija mogla da se upotrebi ona mora da bude prikazana preko realnih elemenata, kao što su: slova, brojevi, vrijednosti nekih fizičkih veličina i slično. Informacije predstavljaju činjenice o pojmovima kao što su ljudi, biljke, životinje, predmeti i pojave. Možda je najbolji način da se razjasni odnos informacije i podatka naredni primjer. Na primjer, neki student može biti opisan na slijedeći način: “Dragana Marković je student treće godine Ekonomskog fakulteta u Banjaluci. Ona stanuje u Zelengorskoj ulici broj 17”. Ovakav opis sadrži posredno informacije koje mi razumijemo na osnovu iskustva, ali one mogu da se iskažu i na slijedeći način: “Dragana Marković je ime i prezime studenta, treća je godina studija. Ekonomski fakultet Banja Luka je naziv fakulteta koji student pohađa, a Zelengorska ulica broj 17 je adresa stanovanja studenta. Iz prednjeg primjera može se uočiti da je informacija o pojmu student sastavljena iz najmanje dva dijela: podataka i konteksta. U informatici je, pored toga, važno da znamo i u kakvom fizičkom obliku su podaci predstavljeni. Prema tome, informaciju o nekom biću, predmetu ili pojmu čine: - kontekst, - podaci i - način fizičkog predstavljanja podataka. 11
Kao što iz našeg primjera vidimo, kontekst je definisan pomoću niza veličina i isti je za sve slične pojave. Kontekst informacije određuje se tako što se napravi lista veličina koje ga definišu i čije će vrijednosti biti zapisane podacima. U našem primjeru, to su: prezime i ime, godina studija, naziv fakulteta i adresa stanovanja. Takva lista veličina naziva se opis logičkog sloga. Hijerarhija informacionih sadržaja. Podatke možemo poredati po hijerarhiji i informacijskom sadržaju koji posjeduju u: karaktere, polja, slogove, datoteke i baze podataka. Najmanji dio podatka je karakter (engl. character ) koji predstavlja jedno slovo ili jedan znak u imenu, prezimenu, adresi, godini rođenja, nazivu katedri, broju telefona, itd. Nekoliko karaktera čine polje (engl. field ), kao što je prezime, ime, broj indeksa i drugo. Polje je jedan dio informacije o entitetu, što je u našem slučaju student. Pod entitetom se podrazumjeva bilo koji elementarni objekat posmatranja od interesa za organizaciju ili pojedinca (osoba, mjesto, stvar ili događaj) i u vezi kojeg se podaci skupljaju, obuhvataju, memorišu ili obrađuju (radnik u preduzeću, pacijent u bolnicu, artikl u trgovini…). Drugim riječima, entitet predstavlja bilo šta o čemu se mogu memorisati opisne informacije, što je u stanju da postoji nezavisno i što može biti jednoznačno određeno. Entitet može biti AUTOMOBIL, a njegovi atributi: marka, tip, boja, godina proizvodnje, i sl. Podaci u okviru baze nisu raspoređeni haotično, nego su grupisani po entitetima, sto znači da svaki entitet sa sobom nosi određenu vrstu podataka. Svaki entitet ima različita svojstva ili obilježja koja mogu biti izvorna ili izvedena, a predstavljaju parametre koji se mogu konkretizovati i pratiti. Svaki entitet može imati više obilježja.Jedna baza se može sastojati od jednog ili više entiteta. Između entiteta mogu postojati određene veze koje su ilustrovane u slijedećim primjerima i mogu biti slijedećih oblika: Nekoliko polja koja se odnose na isti entitet čine slog (engl. record ). Kolekcija povezanih slogova naziva se datoteka (engl. file). Često postoji potreba da se nekoliko povezanih datoteka čuvaju zajedno. Kolekcija takvih datoteka naziva se baza podataka.
Nivo podataka Karakter-znak
1904981100657
Jokić
Marko
1981
Polje
1904981100657
Jokić
Marko
1981
Slog
2901982189013 1904982100657 0604980100004
Lovrenić Jokić Dragić
Branka Marko Vlasta
1982 1982 1980
0210981207706 2901982189013 1904982100657 0604980100004
Rogić Lovrenić Jokić Dragić
Živana Branka Marko Vlasta
1981 1982 1982 1980
311298278239 ….
Mastalo ….
Olivera ….
1979 ….
Datoteka
JMBB Prezime Ime Godina rođenja
Primjer
Tabela: STUDENTI 12
Baza podataka
JMB 0210981207706 2901982189013 1904982100657 0604980100004
Prezime Rogić Lovrenić Jokić Dragić
Ime Živana Branka Marko Vlasta
God_rodj 1981 1982 1982 1980
311298278239 ….
Mastalo ….
Olivera ….
1979 ….
Katedra
FIN MAT PLN RAČ ….
Tabela: NASTAVNICI Prezime Ime
Mikerević Grozdanić Radić Rakovački ….
Dragan Andrea Predrag Snežana ….
Lokal
430016 430028 430047 430036 ….
Slika 4: Nivoi organizovanja podataka
Digitalni podaci mogu biti memorisani na različitim tipovima medija i u različitim formatima. Mogu biti memorisani na ono što mi nazivamo format klasične datoteke, gdje različiti dijelovi informacije nisu posebno označeni niti kategorisani, nego su zapisani kao kontinuelni nizovi znakova (bajtova). Zbog toga što je glavna prednost ovog formata efikasno korišćenje memorijskog prostora, teško je takve podatke locirati i sa njima manipulisati, pa je takav oblik memorisanja podataka ograničene koristi. Za razliku od njega, format baze podataka, u kojem je svaki dio podataka adresiran, je mnogo moćnije sredstvo za manipulisanje sa informacijama. Podacima u ovom formatu može se lako pristupiti da bi se kreirala korisna informacija i optimizovala produktivnost rada sa podacima. Sistem za upravljanje bazom podataka – SUBP . Da bi baza podataka bila efikasna mora da postoji efikasan sistem upravljanja bazom podataka. Efikasan sistem za upravljanje bazom podataka obezbjeđuje tri osnovne funkcije, a to su : -definisanje podataka; -rukovanje podacima - odnosi se na odabiranje podataka koji se žele upotrebiti; -nadzor nad podacima - u osnovi se određuje kome će biti dozvoljen pristup podacima, kao i kome će biti dozvoljeno da ažurira postojeće i dodaje nove podatke; Jezik za rad sa bazama podataka. Komunikacija korisnika odnosno aplikacionog programa i SUBP-a odvija se pomoću posebnih jezika. Ti jezici su se do sada tradicionalno dijelili na slijedeće tri kategorije: -jezik za opis podataka (Data Description Language - DDL), -jezik za manipulisanje podacima (Data Manipulation Language - DML), i -jezik za postavljanje upita (Query Language - QL). Jezik za opis podataka - Služi projektantu baze podataka ili administratoru radi zapisivanje šeme (ili pod-šeme). Tim jezikom se definišu podaci i veze među njima. Naredbe DDL podsjećaju na naredbe za definisanje složenih tipova podataka u jezicima kao što su Cobol, PL/1, Pascal. Primjer definisanja relacije student: CREATE TABLE student ( 13
prezime VARCHAR(50), ime VARCHAR(50), indeks VARCHAR(10), godina INT, smjer VARCHAR(10), PRIMARY KEY (indeks) );
Jezik za manipulisanje podacima - Služi za uspostavljanje veza između aplikacijskih programa i baze. - Naredbe DML omogućuju upis, promjenu, brisanje, čitanje i općenito manipulisanje podacima. U nekim DBMS, DML je biblioteka potprograma - tj. naredbe u jeziku su pozivi na potprograme. A drugdje se doista radi o posebnom jeziku. Ali takav se program treba prevesti, koristeći dva prevodioca. (DML-predkompajler i zatim obični compiler ) Primjer upisa podatka u relaciju student: INSERT INTO student VALUES (’ANTOLIĆ’,’ANITA’,’F-1961’,2,’pfi’);
Jezik za postavljanje upita Služi korisniku za direktno pretraživanje baze podataka (tz. Interaktivni rad). Neredbe su takve da definišu rezultat koji se želi dobiti, ali ne i kako do njega doći (algoritme). Ovo svojstvo se zove neproceduralnost. Kod relacionih baza postoji tendencija objedinjavanja svih ovih jezika u jedan (npr. SQL) koji služi za sve: definisanje podataka, njihovo manipulisanje i za pretraživanje. Primjer pretraživanja podataka: SELECT indeks,ime,prezime FROM student WHERE godina=1 ORDER BY prezime,ime;
Danas, međutim, ovakva podjela na tri jezika danas je već prilično zastarjela. Tendencija da se ova tri jezika objedine u jedan ostvarena je uvođenjem integralnog jezika za relacione baze podataka SQL-a (Sequential Query Language), koji služi za definisanje podataka, manipulisanje podacima i njihovo pretraživanje. SQL omogućava korisnicima pristup podacima u sistemima za upravljanje relacionim bazama podataka, kao što su Oracle, Sybase, Informix , Microsoft SQL Server , MS Access i drugi, tako što dopušta korisnicima da opišu podatke koje žele da dobiju. SQL takođe omogućava korisnicima da definišu podatke u nekoj bazi podataka i da manipulišu tim podacima. On se može koristiti interaktivno (preko on-line interpretera) ili se može pojavljivati uklopljen u aplikacione programe. Treba istaći da naprijed navedeni jezici nisu programski jezici i oni stoga nisu dovoljni da bi se napravila neka aplikacija relacione baze podataka. Oni samo služe da korisnika povežu s bazom podataka.
14
2.2 PRISTUPI BAZAMA PODATAKA SQL omogućava puni pristup podacima u relacionim bazama podataka (kao što su:Oracle, SQL Server, Acces, i dr.) tako što korisnik opiše podatke koje želi da vidi. SQL omogućava i definisanje i modifikaciju izgleda tabela unutar baze podataka. Ni jedna operacija na bazama podataka, izvršena direktno iz SUBP-a ili preko korisničke aplikacije, nebi se mogla izvršti bez direktne ili indirektne upotrebe SQL jezika. Često, sam SQL nije dovoljan ukoliko je potrebno izvršiti neki upit u tačno određeno vrijeme ili ga ponoviti nekoliko puta. Zbog toga svaki SUBP pored SQL podržava bar još jedan programski jezik pomoću kojeg se mogu izvršiti kompleksne operacije. Dakle, postoje još neki programski jezici (sredstva) za pristup podacima koji se nazivaju Database API-ji , a to su: ODBC, OLE DB, JDBC, DAO, ADO i još neki drugi. ODBC –pomoću njega programeri mogu raditi sa tabelarnim podacima, kao što su SQL baze podataka ili sa multidimenzionalnim podacima, kao što je OLAP kocke. Aplikacije za upravljanje bazama podataka pozivaju funkcije u OBDC-u, a ODBC putem svojih drajvera za baze podataka, aplikaciji vraća podatke iz baze. OLE DB se pojavio kao odgovor problemu pristupanja komleksnije organizacije podataka, kao što su tekst fajlovi, e-mail sistemi i drugi. To je nova verzija ODBC-a. OLE DB nadograđuje ODBC tako što na jednako uniforman način na koji to radi ODBC sa relacionim bazama podataka, omogućava pristup heterogenim izvorima podataka i vrši njihovu prividnu homogenizaciju. JDBC – je ekvivalent ODBC tehnologije namijenjen upotrebi prilikom razvoja aplikacija u programskom jeziku Jav a. DAO se javlja kao rješenje u pravljenju objektnog modela za pristup bazi podataka koji sprječava da dođe do eventualnih grešaka pri programiranju ODBC, OLE DB i JDBC. On je sastavni dio Visual Basica. Služi za pristup MS Access bazama podataka. DAO takođe omogućava pristup ODBC izvorima podataka i tu leži i njegov najveći nedostatak. Pošto se oslanja na Access, prilikom pristupa ODBC bazama podataka sve naredbe za bazu podataka i svi podaci iz nje moraju proći kroz ovaj dodatni sloj, što može znatno da ugrozi performanse aplikacije. ADO je nova tehnologija iz Mikrosofta čiji je cilj da zamijeni DAO kao standardni objektni model za pristup bazama podataka.
2.3 Životni vijek baze podataka Svaka baza podataka ima svoj životni vijek, početak kada je projektovana, pa do njene implementacije i održavanja. U grubo se to može podjeliti na 5 faza. . Analiza potreba . Modeliranje podataka . Implementacija . Testiranje . Održavanje
15
2.3.1 Analiza i specifikacija potreba Analiza i specifikacija potreba. Jedna faza projektovanja baze podataka je analiza potreba konkretnog preduzeća za informacijama. U toj fazi se proučavaju tokovi informacija u poduzeću. Uočavaju se podaci koje treba čuvati i veze među njima. U velikim preduzećima, gdje postoje razne grupe korisnika, pojaviće se razni “pogledi” na podatke. Te poglede treba uskladiti tako da se eliminiše redundancija i nekonzistentnost. Na primjer, treba u raznim pogledima prepoznati sinonime i homonime, te uskladiti terminologiju. Analiza potreba takođe treba da obuhvati analizu transakcija (operacija) koje će se obavljati nad bazom podataka, budući da to može isto imati uticaja na sadržaj i konačni oblik baze. Važno je procijeniti frekvenciju i opseg pojedinih transakcija, te zahtjeve na performansama. Dakle, kod analize potreba: - Porebno je ustanoviti način poslovanja, koji se podaci koriste, i na koje načine, i gdje. - Treba pronaći veze među podacima. - Sve te informacije o podacima treba objediniti i uskladiti i stvoriti konzistentnu sliku o njima. - Zatim, potrebno je ustanoviti kako će se ti podaci koristiti, koliko često, i koje su vrste operacija potrebne nad podacima. Rezultat analize je dokument (pisan neformalno u prirodnom jeziku) koji se zove specifikacija potreba.
2.3.2 Modeli podataka Podaci u bazi logički su organizovani u skladu s nekim modelom podataka. Model podataka je skup pravila koja određuju kako može izgledati logička struktura baze. Model čini osnovu za koncipiranje, projektovanje i implementiranje baze. Dosadašnji DBMS-i obično su podržavali neki od slijedećih modela: Relacioni model - Zasnovan na matematičkom pojmu relacije. I podaci i veze među podacima prikazuju se “pravougaonim” tabelama. Mrežni model . Baza je predstavljena usmjerenim grafom. Čvorovi su tipovi sloga, a lukovi definišu veze među tipovima sloga. Hijerarhijski model je specijalni slučaj mrežnog modela. Baza je predstavljena jednim stablom ili skupom stabala. Čvorovi su tipovi sloga, a hijerarhijski odnos “nadređenipodređeni” izražava veze među tipovima sloga. Objektni model inspirisan je objektno-orijentisanim programskim jezicima. Baza je skup trajno sačuvanih objekata koji se sastoje od svojih internih podataka i “metoda” (operacija) za rukovanje s tim podacima. Svaki objekt pripada nekoj klasi. Između klasa se uspostavljaju veze nasljeđivanja, agregacije, odnosno međusobnog korištenja operacija. Hijerarhijski i mrežni model bili su u upotrebi u 60-tim i 70-tim godinama 20. vijeka. Od 80tih godina pa sve do današnjih dana prevladava relacioni model. Očekivani prelaz na objektni model za sada se nije desio, tako da današnje baze podataka uglavnom još uvijek možemo poistovjetiti s relacionim bazama.
Modeliranje entiteta i veza 16
Prije konačne izrade šeme (detaljni plana o bazi podataka) služimo se pomoćnom fazom koja se zove modeliranje entiteta i veza (Entity-Relationship Modelling ). Cilj je izgraditi manje preciznu konceptualnu šemu (ER-šeme) koja je apstrakcija realnog svijeta. Prvi korak je identifikacija: . Entiteta: objekti, događaji koji nas zanimaju. . Atributa: svojstva entiteta koja nas zanimaju. . Veza: odnosi među entitetima.
Entiteti i atributi . Entitet je nešto o čemu želimo spremati podatke. To može biti: _ biće - student, ptice, . . . _ objekt - kuća, auto, . . . _ događaj - nogometna utakmica, praznik, . . . . Svaki entitet ima atribute (obilježje ili svojstvo) koje takođe želimo da spremamo. nogometna utakmica ime domaćceg kluba, ime gostujućceg kluba, rezultat, . . . student ime, prezime, godina, broj indeksa, . . . kuća adresa, korisna površina, ime vlasnika, godina izgradnje, . . . . Ako je atribut dovoljno složen tako da ima svoje dodatne atribute, može ga se promovisati u entitet. Tip entiteta Ime entiteta, zajedno s pripadnim atributima određuje tip entiteta. Za svaki entitet postoji mnogo pojedinačnih primjeraka (osoba, pojava, događaja) čije podatke želimo spremiti u bazu podataka. Npr. za entitet STUDENT: pojedini primjerci su: Petar Petrović. Matko Marković, itd. Za ime (naziv) etiteta koristi se imenica u jednini.
Ključ Atribut, ili skup atributa, čija vrijednost jednoznačno određuje primjerak entiteta je kandidat za ključ. Npr. za entitet AUTO kandidat za ključ je atribut registarski broj . Dva različita člana ili primjerka entiteta ne mogu imati isti ključ. Ključ je jedinstven za svakog člana (primjerka) entiteta. . Tip entiteta može imati više mogućih izbora za ključ. . Između više kanditata za ključ, možemo se opredjeliti, te jednog proglasiti primarnim ključem. Npr. za entitet STUDENT primarni ključ mogao bi biti broj indeksa.
Veze Veza je međusobni odnos entiteta. Npr. za entitete IGRAČ i KLUB jedna od veza je je član, ili je bio član, ili je počasni član. 17
Matematički rečeno, radi se o binarnoj ili k-narnoj relaciji između primjeraka entiteta zadanih tipova.
Funkcionalnost veze između članova entiteta može biti . 1–prema–1 (ili 1:1), . 1–prema–mnogo (ili 1:N) . mnogo–prema–mnogo (ili N:M). entiteti GRAÐANIN i POSLANIK . funkcionalnost veze je je 1:1 Jedan građanin ne može biti dvostruki poslanik, niti poslanik može biti dva puta građanin. . funkcionalnost veze je glasao za je N:1 jer je više članova entiteta GRAÐANIN dalo svoj glas za jednog člana entiteta POSLANIK. entiteti STUDENT i PREDMET funkcionalnost veze upisao je N:M jer je jedan kolegij upisalo više studenata, a takođe jedan student je upisao više kolegija ! . Svi primjerci nekog entiteta ne moraju sudjelovati u nekoj vrsti veze. . Postoje veze koje su obavezne. Tada kažemo da neki tip entiteta ima obavezno članstvo u nekoj vrsti veze s drugim entitetom. Inače se kaže da je članstvo neobavezno. . Veze mogu imati atribute, a koje nije moguće pripisati niti jednom od entiteta. Npr. entitet ISPIT mora biti član veze iz s entitetom PREDMET, jer ispit mora biti iz nekog predmeta. Npr. veza upisao (entiteti STUDENT i PREDMET) može imati atribute datum upisa, i/ili datum polaganja.
2.4 Prikaz ER-šeme pomoću dijagrama Običaj je da se ER-šema nacrta kao dijagram u kojem su: . tipovi entiteta prikazani kao pravougaone kućice, . veze kao romboidi, . a krakovi veza imaju oznaku "1" ili "N" zavisno od vrsti veze prema nekom entitetu.
18
Entiteti i atributi: . ZAVOD: ime zavoda, adresa, . . . . PREDMET: broj predmeta, naslov , semestar , . . . . NASTAVNIK: ime, broj sobe, . . . . STUDENT: broj indeksa, ime, pol , . . . Podvučeni atributi su kandidati za primarni ključ entiteta. Veze: . je rukovodilac (pročelnik): . je u: entitet NASTAVNIK ima obavezno članstvo u vezi . nudi: entitet PREDMET ima obavezno članstvo u vezi . upisao: datum upisa . predaje: entitet PREDMET ima obavezno članstvo u vezi.
2.5 Entiteti i veze (relacije) Veza 1:1 je najprostiji oblik veze, a za primjer se može uzeti veza RUKOVODI između entiteta RUKOVODILAC i SEKTOR, gdje se vidi da jedan rukovodilac može rukovoditi samo jednim sektorom, ali i obratno - jedan sektor ima samo jednog rukovodioca.
RUKOVODILAC RUKOVODI SEKTOR
19
Slika 5:
Veza 1:n (n:1) je najčešći tip veze, a da li je veza 1:n ili n:1 zavisi od toga u kom smjeru je posmatramo. Za primjer ovog tipa veze može se uzeti veza SEKTOR ZAPOŠLJAVA RADNIKA, gdje su entiteti SEKTOR i RADNIK u vezi 1:n, jer u jednom sektoru može biti zaposleno više radnika. VEZA1:N VEZA ISM
SEKTOR ZAPOSLJAVA RADNIK
Slika 6:
RADNIK RADI U SEKTOR
Slika 7:
Posmatrajući ovu istu vezu u suprotnom smjeru možemo uočiti vezu RADNIK RADI_U SEKTORU, gdje više radnika može raditi u jednom sektoru.
20
Veza n:n je veza (više prema više) koja se u modelima vrlo često javlja, a ono što je za nju specifično je da takva kakva jeste - ne može da se direktno implementira u relacionom modelu baze podataka, jer bi dovela do nemogućnosti stroge definicije. Problem veze n:n između dva entiteta se prevazilazi "razbijanjem" ove veze na dvije veze tipa l:n, pa se tako, prikazana veza RADNIK:PROJEKAT (n:n), dijeli na dvije veze: PROJEKAT:P_R (l:n) i P_R:RADNIK (n:l), gdje je P_R novi entitet (tabela u bazi) koji obezbjeđuje strogu kontrolu modela. VEZAN:N
RADNIK RADI NA PROJEKAT
Slika 8:
ER-model je dovoljno jednostavan da ga ljudi različitih struka mogu razumjeti, pa zato služi za komunikaciju projektanta baze podataka i budućih korisnika i to u najranijoj fazi razvoja baze. Sadašnje DBMS ne mogu direktno implementirati ER-šemu, pa je ovu šemu potrebno detaljnije razraditi, te modificirati u skladu s pravilima postojećih relacionih, mrežnih ili hijerarhijskih modela.
2.6.1 Primjer povezanosti entiteta jedne baze podataka Na slijedećoj slici predstavljeni su entiteti baze podataka Biblio (biblio.mdb) i veze među njima. Entiteti u ovoj bazi su: Publishers, Titles, Title Author i Authors. (Naslovi, Autori, Izdavaci, Naslov_Keywords, Naslov_Autor, Lica i VrsteNaslova).
21
Na slici se vidi da se izdavac u tabeli IZDAVACI moze naci samo jednom, a u tabeli NASLOVI vise puta. Naslov može imati jednog izdavača, a jedan izdavač se može naći u više naslova, pa je veza NASLOVI:IZDAVACI, preko polja (atributa) IzdavacID, tipa n:l (∞:l). Veza NASLOVI:AUTORI je tipa n:n (na istom naslovu se može naći više autora, a sam autor može učestvovati na više naslova), pa je dodatnom tabelom NASLOVI_AUTORI obezbijeđeno njeno "razbijanje" na dvije veze tipa 1: n.
3. Koncept baze podataka u Accessu Za razliku od drugih programa za rad sa bazama podataka, kod kojih se svaka tabela nalazi u posebnoj datoteci (najčešće .dbf tipa), kompletna Access baza nalazi se u samo jednoj datoteci. Datoteka ima ekstenziju .MDB, odnosne .MDE ili .ADP. O razlikama između ovih tipova datoteka kasnije ćemo reći nešto više. Trebamo si postaviti pitanje: koja je uloga (funkcija) baze podataka u preduzeću,
22
Slika xx. Tipična struktura nekog preduzeća
Svaki sektor mogao bi voditi svoju posebnu evidenciju o svom poslovanju nezavisno od drugih sektora. - Iako sektori funkcionišu nezavisno, podaci s kojima rade se prekrivaju - ali struktura i zapis tih podataka nije međusobno usaglašen. Bazu podataka ne čine samo organizovane tabele kao nosioci podataka, već je to kompletan program koji može proračunavati, filtrirati podatke, štampati izvještaje itd.
Pogled 1
Pogled 3
P o g l e d 2
Pogled 4 Pogled 5
Slika 9: Različiti pogledi na bazu pokazuju različite kombinacije podataka
Pravo pristupa bazama podataka ili njihovim poljima ili slogovima dodjeljuje administrator baze podataka. To je osoba koja planira bazu podataka i osigurava da baza podataka funkcioniše. Na narednoj slici vidimo izgled različitih pogleda na jednu bazu podataka o zaposlenima u nekom preduzeću. JMB radnika
Pogled rukovodioca kadrovskih poslova Im Datum Radni e zaposlenja staž
JMB radnika
Pogled platne službe Bodov Vrijednost i boda
Bračni status
Časovi rada
Pogled rukovodioca pogona Ime Časovi rada 23
Slika 10: Različiti pogledi na neku bazu podataka zaposlenih
Kao što se sa slike 10 vidi, različiti pogledi na bazu podataka prikazuju (daju) različite kombinacije podataka. Na primjer, u bazi podataka na prethodnoj slici, dok kadrovski sektor ima pristup do svih polja baze podataka o zaposlenima (tabela ZAPOSLENI ), a rukovodilac platnog sektora ima pristup do četiri polja baze o zaposlenima (tabela ISPLATE ), dotle rukovodilac pogona ima pristup samo do polja o imenu zaposlenih i časovima rada (tabela SIHTA).
Arhitektura BP - Lokalni logički nivo - Čine ga aplikacioni programi. Aplikacioni programi se služe samo dijelom podataka koji postoje u BP. Taj dio koji oni vide ili se služe, zove se pogled (view). - Globalni logički nivo - Odnosi se na logičku predodžbu o cijeloj bazi. To je ono što vidi administrator ili projektant baze. Zapis logičke definicije zove se šema (scheme). To je tekst ili dijagram kojim se imenuju i definišu svi podaci, veze među podacima, te pravila kojima se čuva integritet baze podataka. - Fizički nivo - To je fizički prikaz i raspored podataka na diskovima, tj. vanjskoj memoriji gdje se podaci čuvaju. S ovim nivoom su upoznati samo programeri koji su napisali DBMS. Ovaj nivo ima svoje podstrukture: prostor na disku (cilindri i blokovi) te datoteke s slogovima. Raspored smještanja opisuje kako se logičke definicije preslikavaju na fizičke uređaje. Za kreiranje baze podataka potrebno je zadati šemu i poglede, a DBMS će se tada automatski pobrinuti za raspored i zapisivanje podatak na fizičkom nivou. Programi i korisnici ne pristupaju podacima direktno, već posredstvom DBMS. Komunikacija programa i korisnika sa DBMS obavlja se na lokalnom logičkom nivou.
Slika yy: Arhitektura baze podataka 24
4. KONCEPT RELACIONE BAZE PODATAKA Model relacione baze podataka sastoji se od tabela. Njeno izvorište nalazi se u relacionoj algebri. Međutim, danas ne moramo da znamo relacionu algebru da bismo napravili i koristili relacionu bazu podataka iako još uvijek neki stručnjaci za baze podataka koriste terminologiju relacione algebre. U relacionoj algebri slog se zove tuple, polje se zove atribut , a relacija je, jednostavno, tabela. U izlaganju materije o relacionim bazama podataka u nastavku mi ćemo uglavnom koristiti jednostavnije termine, onako kako se oni koriste u popularnim softverskim paketima za baze podataka: polja (umjesto atributi), slogovi (umjesto tuple) i tabele (umjesto relacije).
Relacioni model Relacioni model je teorijski zasnovao E.F. Codd krajem 60-tih godina. Prve realizacije na računaru bile su suviše spore i neefikasne. Razvojem računara efikasnost relacionih baza se poboljšava, te u današnje vrijeme većina DBMS-ova koristi relacioni model. U relacionom modelu baza podataka se sastoji od skupa pravougaonih tabela ili relacija. Svaka relacija ima ime po kojem se razlikuje od ostalih relacija u BP.
Atributi Svaka kolona relacije sadrži vrijednost jednog atributa entiteta ili veze koji/koja se prikazuju relacijom (tabelom). ⊲ Atribut ima svoje ime kojim se razlikuje od ostalih atributa. ⊲ Vrijednost jednog atributa su podaci iste vrste ili tipa. ⊲ Skup vrijednosti jednog atributa zovemo domenom atributa. ⊲ Vrijednost atributa treba biti jednostruka i jednostavna - ne smije se moći rastaviti na dijelove. ⊲ Toleriše se ponekad da vrijednost atributa nije definisana ili upisana (nedostaje). ⊲ Broj atributa je stepen relacije. ⊲
n-torke Jedan red relacije predstavlja primjerak entiteta ili bilježi vezu između dva ili više primjeraka entiteta. ⊲ Primjerak zovemo n-torka ⊲ U jednoj relaciji ne mogu biti dvije jednake n-torke. ⊲ Broj n-torki je kardinalnost relacije. ⊲ Relacija ne propisuje redoslijed svojih n-torki ili atributa. Permutacijom kolona ili redova dobiva se drugi zapis, ali ista relacija. ⊲
25
Slika xx. Relacija AUTO
Uvedena terminologija potiče iz matematike. Relacija u bazi podataka odgovara n-narnoj relaciji u matematici. Terminologija u matematici, programskim jezicima i DBMS:
Daljnji razvoj baza podataka doveo je do uvođenja prvog formalnog modela podataka, E.F. Codd-ovog relacionog modela podataka. Taj model zasnovan je na matematičkoj teoriji relacione algebre - FOPC3. Osnovu relacionog modela podataka čini relacija. E.F. Codd je pod tim pojmom podrazumijevao pravougaono područje (slika 2.4.) koje se sastoji od kolona (vrijednosti atributa) i redova (n-torki) koje ispunjavaju slijedeće uslove [Vujnović,1995]:
Sve vrijednosti unutar jednog atributa su istog tipa (pri tome se misli na tip podataka), dok kod različitih atributa to nije obvezno. Svaka vrijednost za sebe unutar n-torke predstavlja samo određeni broj ili skup znakova i ništa više. Ako se promatra samo jedna vrijednost, ne može se ništa doznati o ostalim vrijednostima atributa, niti o ostalim vrijednostima u n-torci. Unutar jedne relacije ne smiju postojati dvije n-torke s identičnim vrijednostima svih atributa. Redoslijed n-torki unutar relacije je potpuno nebitan, s obzirom da je tablica zapravo matematička relacija (skup), a kod skupova redoslijed elemenata nije bitan. Svi atributi unutar relacije moraju imati različita imena, dok njihov redoslijed nije bitan.
Skup svih atributa, odnosno svih imena atributa naziva se relaciona šema, a relacija je tada relacija nad relacionom šemom. Šema baze podataka je skup svih relacionih šema svih relacija u bazi podataka. Baza podataka je skup relacija. Različite relacije mogu imati ista imena atributa, ali u bazi ne mogu postojati dvije relacije s istim imenom.
FOPC (engl. First-Order Predicate Calculus) – Predikatski račun prvog reda. Osnovne postulate i strukturu relacionog modela podataka, E.F. Codd je iznio 1971. godine u knjizi “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”, a u Dodatku ovog rada pojašnjeni su osnovni elementi relacione algebre na kojima se temelji relaciona baza podataka. 26 3
Definisana teorijska osnova otvorila je mogućnost razvoja potpuno relacionog, neproceduralnog upitnog jezika. Današnji de facto standard za definisanje i upravljanje podacima - SQL4 čini osnovu relacionog modela baze podataka. U relacionoj bazi podataka atributi se mogu dodati ili ukloniti bez potrebe za rekonstruisanjem kompleksnog sistema pokazivača, što je omogućilo i pojednostavnilo redefinisanje poslovnih sistema i organizacione strukture kako bi se osiguralo postizanje poslovnih ciljeva.
Slika 11: Relaciona tabela
Daljnji razvoj relacionog model podataka bio je motivisan s nekoliko ciljeva, među kojima je želja za upotrebom formalnih metoda u dizajniranju baza podataka, pretraživanju i ažuriranju, želja da se može dokazati ispravnost programa zasnovanih na neproceduralnim opisima i hitnost da se potvrdi da bi teorija trebala biti što jednostavnija uz zadržavanje snage izražavanja. Osnovna ideja je da se podaci predstavljaju kao serija tabela ili ravnih datoteka (engl. flat files). Nikakve ponavljajuće grupe ili implicitna hijerarhija nisu dozvoljene i nikakve fiksne strukturne veze ne mogu biti dio baze podataka. Logičke veze između podataka se uspostavljaju u vrijeme izvršavanja ili se čuvaju u posebnim tabelama. Na taj način je isti tip objekta upotrebljen za predstavljanje i entiteta i veza. Takođe, ovakve ukrštene (engl. cross-reference) tabele se mogu ponovno napraviti bez potrebe da se reorganiziraju podaci u bazi. Jedna od osnovnih pretpostavki na kojoj je razvijan relacioni model baza podataka jeste da treba osigurati brzo i jednostavno prilagođavanje strukture podataka promijenjenim uslovima poslovanja Ovo je tipična tačka na kojoj dolazi do nerazumijevanja, kako kod pobornika, tako i kod napadača relacionog modela. Glavni izvor nerazumijevanja leži u konfuziji između logičkog i fizičkog modela podataka. Relacioni model jeste logički model podataka. S druge strane, ne postoji hijerarhijski ili mrežni model podataka u logičkom smislu. Oni spadaju u fizički dizajn. U stvari, relaciona baza podataka može biti implementirana kao mrežna baza radi poboljšanja efikasnosti. Logički relacioni model SQL (engl. Structured Query Language) - Strukturni jezik za pretraživanje. Standardni SQL je relaciono potpun jer za svih pet osnovnih relacionih operatora (spajanje, razlika, množenje, restrikcija i projekcija) postoje semantički ekvivalentne SQL naredbe. SQL je postavio standarde za upite, ažuriranje i komuniciranje između baza podataka i aplikacija. 27 4
omogućava korisnicima da vide istu strukturu podataka na mnogo različitih načina, kroz tzv. korisničke poglede, tako da je jedna od bitnih koristi relacionih baza podataka veći stepen prihvaćanja od strane korisnika. Jednostavnost i striktna ograničenja formalnog relacionog modela uzrokovala su u praktičnoj primjeni, posebno kod složenijih finansijskih analiza, značajne poteškoće, kako u načinu definisanja modela, tako i u performansama rada baze podataka. Naime, jedna od značajnijih slabosti relacionog shvatanja, kada dođe do poslovne primjene, jeste neprirodan način na koji radi s relacijama koje su direktno u višedimenzionalnom obliku. Očiti primjer je područje finansijskog modeliranja. Nemogućnost relacionog modela da prihvati kao atomski bilo koji objekt višeg tipa (lista, vektor i sl.) čini od relativno trivijalnog zadatka tabelarnog modeliranja značajan problem unutar ovog modela. Jednostavnost upotrebe programskih paketa tipa proračunskih tablica (npr. Excel, Lotus i sl.) proizlazi iz bogatstva struktura podataka i njihovoj dobroj usklađenosti s načinom na koji ljudi doživljavaju probleme. U praksi, većina organizacija će sačuvati sirove podatke u relacione tabele i agregirati ih na različite načine prije nego što ih proslijede posebnim programskim paketima za modeliranje ili aplikacijama za podršku odlučivanja. Iz ovoga proizlazi da relacioni model samo osigurava rad s masom nepročišćenih podataka, što i nije uvijek slučaj. Neke aplikacije za podršku odlučivanju visokog nivoa su potpuno prilagođene relacionoj organizaciji podataka. Primjer takve aplikacije jeste Express5 – sistem za finansijsko modeliranje u potpunosti baziran na relacionom modelu podataka. Express nudi korisnički logičan model podataka, model koji se razlikuje i od mrežnog, i od hijerarhijskog, ali i od “čistog” relacionog pristupa. To je multidimenzionalni model podataka, model koji se odnosi na varijable definisane na više dimenzija koje se mogu promatrati kao kocka (s tim da kocka kod multidimenzionalnih modela podrazumijeva i više od tri dimenzije). Dimenzije same po sebi ne moraju tvoriti realnu liniju, kao što je slučaj u Kartezijskoj geometriji, već mogu i same biti skupovi. Ustvari, ovakav pogled na podatke jeste jednostavna transformacija relacionog modela gdje su instance u dimenzijama jednake vrijednosti atributa iz domene. Različiti prošireni relacioni modeli, počevši od Chen-ovog entitet-veza (ER) modela, su predlagani kako bi se izbjegli nedostaci relacionog modela. Najveći nedostatak je, možda, teškoća u prikazu semantike podataka prigodom relacione implementacije. Vrlo brzo je uočeno da semantički modeli moraju moći prikazati i funkcionalnu semantiku. Međutim, jasno je da relacioni model nije jedini mogući model podataka, te da drugi modeli mogu imati i određenih prednosti. Funkcionalni model Shipman-a se smatra jednim od najboljih u teorijskim okvirima, dok Chen-ov entitet-veza model spada u komercijalno najšire rabljene modele, iako mu nedostaje koherentna teorija o operacijama nad podacima. Ideja funkcionalnog modela je više povezana s idejama semantičkih mreža u umjetnoj inteligenciji (UI) i s funkcionalnim programiranjem. Funkcionalni pristup uklanja razliku između podataka i funkcija (ili programa) i dopušta apstraktne tipove podataka, tj. tipove koji se definiraju implicitno ovisno od operaciji koja ih rabi. Novi tipovi se mogu generirati putem generalizacije i agregacije, tako da entiteti mogu biti definisani i svrstani u hijerarhiju ili mrežu. 5
Express je nastao ranih 1970-tih, a program su napisala dvojica studenata (Jay Wurths i Rick Karrash) MIT-a, radeći marketinšku analizu za svoje profesore. Softver je u početku korišten za modeliranje tržišnih podataka za nekoliko velikih proizvođača robe široke potrošnje. Komercijalna primjena Express-a počela je početkom 1980-tih. U drugoj polovici 1980-tih Express je preveden na C jezik uz prilagodbu klijent-server arhitekturi. Od 1995-te Express je u vlasništvu kompanije Oracle i njegov razvoj je nastavljen pod imenom Oracle Express. 28
Poteškoće vezane uz relacioni model uključuju: rad s rekurzivnim upitima, probleme vezane uz nula vrijednosti, nedostatak potpore za apstraktne tipove podataka, i možda najvažniji: nedostatak u predstavljanju podataka i funkcionalne semantike, tj. ne postoji stvarna potpora za poslovna ili pravila integriteta. Također, bitni su i problemi vezani uz normalizovanje podataka6. Naime, normalizovane relacije rijetko, ako ikada, odgovaraju bilo kojem objektu iz stvarnog svijeta. Normalizacija često potpuno skriva semantiku. Jedan od razloga za to jeste što normalizacija skriva primjenjivo znanje koje je predstavljeno funkcionalnom zavisnošću između atributa. Uprkos slabostima, relacioni sistemi imaju veliku snagu. Snaga relacionog modela je u zasnovanosti na formalnoj teoriji. Ta teorija je osigurala razvoj relacionog neproceduralnog jezika kao što je SQL. Logika osigurava da određene stvari vezane uz ovaj jezik mogu biti matematički dokazane. Relacioni sistemi osiguravaju jednostavnu promjenu strukture podataka i štite korisnika od kompleksnosti pomoću ne-proceduralnih upitnih jezika koji se mogu automatski optimizirati. Početni problemi performansi danas su uglavnom savladani, i nakon prvotnog otpora relacione baze su postigle široku prihvaćenost u industriji. Današnji relacioni sistemi za upravljanje bazama podataka u pravilu uključuju i posebne optimizatore za poboljšanje performansi, ugrađenu inteligenciju za izvršavanje upita, distribuisane i replikacione opcije, a postupno se dodaju i objektne mogućnosti, tako da se trenutno može govoriti da na tržištu prevladavaju relacione baze s objektno orijentisanim proširenjima. Za definisanje relacione baze podataka koristićemo slijedeću definiciju: “Relaciona baza podataka je skup dvodimenzionalnih tabela međusobno povezanih relacijama (vezama-od engl. Relationship) i jednog niza operacija za izdvajanje pojedinih kolona i redova u cilju formiranja novih tabela”. Relacije u relacionoj bazi podataka formira i održava SUBP– sistem za upravljanje bazama podataka. Postoji mnogo primjera koji se mogu prevesti u realnu i korisnu aplikaciju relacione baze podataka. Međutim, da bi se kreirala neka aplikacija iz realnog života treba mnogo više znanja nego što je to jednostavna praksa rukovanja i programiranja računara. Od velike važnosti za rad sa Access-om je da se razumije kako se projektuje relaciona baza podataka. Baza podataka može biti formirana tako da se svi podaci smještaju u jednu tabelu (prosta baza podataka) ili da se izvrši grupisanje srodnih podataka u više različitih tabela. Relaciona baza podataka formira se iz više tabela u kojima se smještaju srodni podaci i vrši se uspostavljanje odgovarajućih relacija između tih tabela. Relaciona baza podataka smješta sve podatke u tabele. Sve operacije nad podacima se izvode nad samim tabelama ili se proizvode nove tabele. Redovi relacione tabele analogni su slogu ili zapisu, a kolone polju. Skladištenje podataka u više različitih tabela ima značajne prednosti ukoliko se želi pratiti veliki broj ljudi, širok dijapazon robe, popis inventara i sl. Baza podataka koja se formira iz više tabela u kojima se smještaju srodni podaci i vrši uspostavljanje odgovarajućih relacija između tih tabela naziva se relaciona baza podataka. Razliku između proste i relacione baze podataka ilustrovaćemo na slijedećem primjeru: 6
Pod normalizacijom podataka podrazumijeva se postupak kojim se eliminiše potreba za višestrukim zapisivanjem istih podataka u bazu i osigurava postojanje semantičkog integriteta tj. izbjegavaju se anomalije pri unosu, brisanju ili promjeni podataka koje mogu dovesti do gubitka istih. 29
Ime
Prezime
Preduzeće
Adresa
Grad
Vlado
Vladić
A
Jevrejska 1
Banjaluka
Marko
Marković
B
Krajiška 2
Prijedor
Mile
Milić
A
Karađorđeva 95
Doboj
Petar
Petrović
A
Jevrejska 1
Banjaluka
Tomo
Tomić
B
Omladinska 49
Trebinje
Tabela 1: Prosta baza podataka
Prosta baza podataka, za razliku od relacione baze, sastoji se samo od jedne velike tabele u kojoj se isti podaci više puta ponavljaju. Ti isti podaci se svaki puta moraju posebno unositi. Kao što se vidi iz priložene tabele, podaci o preduzeću, adresi i podaci o gradu u prostoj bazi podataka moraju se unositi svaki puta kada se unosi novi slog iako su ti podaci u više sloga potpuno isti, dok to nije slučaj kod relacionih baza podataka, kod kojih bi se ti podaci smjestili u jednu posebnu tabelu. U relacionoj bazi podataka se uspostavljaju veze (relacije) između tabela. Veze koje se uspostavljaju između tabela ilustrovaćemo na narednoj slici: NARUDŽBE Broj narudžbe Šifra kupca
KUPCI Šifra kupca
Naziv proizvoda
Vrsta kupca
Količina
Naziv kupca
Cijena
Grad Adresa Država Slika 3: Relaciona baza podataka
Polje preko koga se uspostavlja veza između tabela naziva se primarni ključ (to je u gore navedenom primjeru šifra kupca). Primarni ključ čini slog jedinstvenim. U gore navedenom primjeru pri definisanju narudžbe nije potrebno svaki put posebno unositi podatke za svakog pojedinog kupca, već je dovoljno da se uspostavi relacija između tabele narudžba i tabele kupci preko primarnog ključa, što omogućava da tabela narudžba uzima podatke iz tabele kupci. Kod uspostavljanja relacija bitan je odnos između tabela tj. način na koji se podaci u jednoj tabeli odnose prema podacima u drugoj tabeli. Na primjer, na slici 3. tabela kupaca ima odnos jedan-prema-više, jer kupac može imati više narudžbi, dok jedna narudžba pripada samo jednom kupcu.
4.1. Vrste baza podataka Tabele mogu da se čuvaju u običnim fajlovima ( Flat ). Takve tabele se koriste za rješavanje jednostavnijih problema, na primjer za čuvanje liste imena. U ovakvim tabelama moguće je 30
da bude duplih slogova. Savremene baze podataka su uglavnom relacione. To znači da se baza podataka sastoji od više međusobno povezanih tabela. Pretpostavimo da treba da kreirate bazu podataka koja treba da sadrži zaposlene, kupce, njihove narudžbe, proizvode ili usluge koje pruža firma. Ovakva baza podataka treba da se sastoji od slijedećih tabela: o ZAPOSLENI o PRODAVCI o KUPCI o PROIZVODI o NARUDZBE o STAVKENARUDZBE Ostale činjenice koje možemo za sada da prepoznamo su: o PRODAVAC mora da bude ZAPOSLEN o PRODAVCI prodaju KUPCIMA o KUPCI naručuju PROIZVODE o Jedna NARUDZBA sadrži više PROIZVODA
4.2. Veza i relacija VEZA je izraz za liniju koja spaja dva polja u dvije tabele. Tabele se, dakle, vezuju preko polja podataka, a veza može biti i višestruka (preko više polja). Višestruke relacije mogu uticati na povećanje broja redundantnih (ponovljenih) podataka u bazi kao i na nemogućnost ostvarenja referencijalnog integriteta date relacije, pa ih treba izbjegavati. Ako veza između dvije tabele nema oznaku tipa (1 i ∞} to znači da je veza tek inicirana. Join Properties
" \\j Only include rows where the joined Fields From both tables are equal, 2: Include ALL records From 'Sektori' and only those records from 'RADNICI' where the joined Fields are equal. 3: Include ALL records From 'RADNICI' and only those records From '5ektori' where the joined fields are equal,
RELACIJA predstavlja jednostruku ili višestruku vezu između dvije tabele preko njihovih polja. Sve veze između dvije tabele moraju da se uklapaju u jedan tip relacije (1:n, n:1, 1:1), To znači da se u jednoj relaciji ne mogu uključiti veze različitih tipova. Relacija se smatra definisanom (uspostavljenom) tek po uključenju referencijalnog integriteta (dijalog /Relationships)7 i tipa relacije (dijalog Join Properties). MS Access prepoznaje tip relacije, pa se u ovaj dijalog ulazi da bi se tip relacije, eventualno, promijenio (najčešće kod upita).
4.2. Vrste relacija između tabela Kada jedan (one) KUPAC naruči robu, sigurno naručuje više (meny ) proizvoda. Ova relacija se naziva jedan-prema-više (one-to-many). Grafički se ova relacija prikazuje kao na slici:
Referencijalni integritet se u određenoj relaciji može, ali i ne mora, uključiti. Svaka relacija u kojoj nije uključen referencijalni integritet predstavlja potencijalnu opasnost za očuvanje ispravnosti rada baze. 31 7
one-to-meny • Jedan (one) KUPAC može da ima više (meny ) NARUDZBI. Na gornjem primjeru oznaka '1' na liniji koja simbolizuje relaciju između dvije tabele znači ' one', a oznaka '∞' znači 'meny '. • Najprostija relacija između tabela je 1:1 ( one-to-one). To znači da jedan slog u jednoj tabeli odgovara samo jednom slogu u drugoj tabeli. Grafički se ova relacija prikazuje kao na slici:
one-to-one • Jedan (one) PRODAVAC odgovara tačno jednom (one) ZAPOSLENOM. • MS Access ne dozvoljava da relacija bude n:n ( meny-to-meny). Takve relacije zahtijevaju da se kreira nova tabela. Primjer za ovo je da jedan PROIZVOD može da se nalazi u više NARUDZBI, kao i da jedna NARUDZBA može da sadrži više PROIZVODA (relacija menyto-meny ). Zbog toga je potrebno da se kreira još jedna tabela (negdje je zovu lookup tabela) STAVKANARUDZBE i da se time jedna relacija meny-to-meny zamijeni sa dvije relacije one-to-meny :
meny-to-meny 4.3. Primarni ključ 32
Relacione baze podataka zahtijevaju da svaki slog (slog) u tabeli bude jednoznačno određen. To znači da ne smiju da se pojave dva sloga u tabeli sa istim vrednostima u poljima. Svaka tabela ima jedno polje ili kombinaciju polja koji jednoznačno određuju slog (slog) u tabeli. Na prethodnoj slici u tabeli PROIZVODI polje ProizvodId jednoznačno određuje slog u tabeli. Dozvoljeno je da više polja jednoznačno određuju slog. U tabeli STAVKANARUDZBE polja NarudzbaId + ProizvodId jednoznačno određuju slog. • Polje (ili polja) koja jednoznačno određuju slog u tabeli naziva se primarni ključ ( primary key ). • Pojam primarni ključ je jedan od najvažnijih pojmova u relacionim bazama podataka. Prilikom kreiranja tabela uvijek morate (preporučuje se) da definišete primarni ključ.
4.4. Spoljnji ključ Na primjeru koji pokazuje one-to-meny relaciju:
U tabeli KUPCI primarni ključ je polje KupacID. U tabeli NARUDZBE polje Kupac je spoljnji ključ (Foreign key ). To polje sadrži isti tip podatka kao i primarni ključ u tabeli KUPCI. Skup vrijednosti u polju Kupac (u tabeli NARUDZBE) je podskup vrijednosti u polju KupacID (u tabeli KUPCI).
4.5. Kreiranje primarnog ključa Primarni ključ jedinstveno određuje slog u tabeli. Kreiranjem primarnog ključa, automatski se kreira i indeks koji ubrzava pretraživanje i sortiranje. Relacije između tabela se uspostavljaju korišćenjem primarnog ključa. U jednoj tabeli nije moguće kreirati dva sloga sa istim primarnim ključem. Primarni ključ može da bude sastavljan od jednog ili više polja (atributa).
4.6. Određivanje polja koji čine primarni ključ • U Design prozoru tabele selektujte polje (polja) koje želite da bude primarni ključ. 33
• U meniju Edit selektujte opciju Primary Key • ili kliknite na ikonu . • Sa lijeve strane prozora, pored imena polja pojaviće se ista ikona, koja označava primarni ključ:
4.7. Šta je to indeks • Indeks obezbjeđuje brže pretraživanje i sortiranje slogova. • Takođe, indeks može da obezbijedi da u jednoj tabeli u istom polju ne mogu da se pojave dvije iste vrijednosti.
4.8. Kreiranje indeksa • U Design prozoru tabele selektujte polje nad kojim želite da kreirate indeks. • Na donjem dijelu prozora, na tabulatoru General :
• u polju Indexed , selektujte jednu od tri opcije: o No - nad selektovanim poljem nema kreiran indeks o Yes (No Duplicates) - nad selektovanim poljem je kreiran indeks, duplikati vrijednosti nisu dozvoljeni o Yes (Duplicates OK) - nad selektovanim poljem je kreiran indeks, duplikati vrijednosti su dozvoljeni
5. Ciljevi izrade baze podataka Za funkcionisanje nekog poslovnog sistema neophodno je prikupljanje informacija o okolini u kojoj sistem djeluje, kao i informacija o uslovima koji vladaju u samom sistemu, jer se na osnovu njih vrši dokumentovanje i informisanje i donose se upravljačke odluke. Obezbjeđivanje ovih informacija vrši se pomoću drugog sistema (ili podsistema) koji se naziva informacioni sistem. Da bi mogao da obavlja svoju funkciju svaki informacioni sistem mora da obezbijedi prikupljanje, obradu, čuvanje, d istribuciju i zaštitu podataka. Bez obzira da li se radi o klasičnom (kartoteke) konceptu ili računarski podržanom (PC, mreža računara i koncept relacione baze podataka i SUBP) konceptu, svaki informacioni sistem 34
mora da sadrži nabrojane funkcije. Naravno, kvalitet i kvantitet informacija koje se putem tog sistema obezbjeđuju zavisiće od stepena njegove savremenosti. Bazu podataka, po pravilu, koristi veći broj korisnika. Integrisanjem podataka u bazu podataka postižu se slijedeći ciljevi: - zadovoljavaju se lične potrebe ili potrebe preduzeća za informacijama na blagovremen, doslijedan i ekonomičan način, - eliminiše se ili minimizira dupliranje sadržaja baze podataka i na taj način se smanjuje redundancija podataka, - pri uvođenju novog softvera ne moraju se ponovo programirati postojeće aplikacije, - lakše je prilagođavanje potrebama za proširenjem baze podataka i prilagođavanje budućim potrebama baze podataka novim podacima preduzeća koje se širi, kao što je uvođenje novih proizvoda i postupaka, poštivanje propisa države o izvještavanju i uključivanje novih aplikacija za obradu transakcija i podrška odlučivanju, - obezbjeđuje se brz pristup određenim elementima informacija u bazi podataka. Ova brzina zavisi samo od sistema za upravljanje bazom podataka i računarskog okruženja u kojem sistem radi. - sprječava se pristup podacima neovlašćenim licima, - dozvoljava se (uz pomoć sistema lozinke) pristup samo onim elementima informacija baze podataka za koje su pojedinci ili kategorije lica ovlašteni da koriste u svom radu, - dozvoljava se samo ovlaštenim licima da dodaju ili mijenjaju informacije u bazi podataka, i - olakšana je izrada aplikacija za unos podataka, izmjene prikaza i izvještavanje. Za uspješnu primjenu Accessa potrebno je izvjesno poznavanje principa projektovanja relacionih baza podataka, što je, vjerovatno, bila kočnica ili uzrok njegovoj sporoj i nedovoljnoj primjeni do sada u praksi.
6. Softverski paketi za rad s bazama podataka Baze podataka se u pravilu realizuju korišćenjem nekog od provjerenih softverskih paketa. U tabeli 2. dat je pregled softvera koji u ovom trenutku predstavljaju tehnološki vrh te imaju značajan udio na svjetskom tržištu. Gotovo svi današnji softverski paketi podržavaju relacioni model i SQL. Svaki od njih sadrži svoj DBMS, uobičajene klijente (na primjer interaktivni interpreter SQL), te biblioteke i alate za razvoj aplikacija. Svaki paket isporučuje se u verzijama za razne računarske platforme (operativne sisteme). Konkurencija među proizvodačima softvera za baze podataka je izuzetno velika, tako da je posljednjih godina često dolazilo do njihovog nestanka, spajanja ili preuzimanja. Lista relevantnih softverskih paketa zato je svake godine sve kraća. Jedino osvježenje na ovoj listi je pojava public-domain8 sotvera MySQL, koji se može koristiti i u UNIX , Linux , Windows i Mac OS okruženju.
8
Termin public domain softver odnosi se na bilo koji program koji nije zaštičen copyright-om. Public-domain softver je slobodan za korištenje bez ikakvih restrikcija. 35
Tabela 2: Poznati softverski paketi za rad s bazama podataka
MS Access je najsavremeniji sistem za upravljanje relacionom bazom podataka i alat za razvoj aplikacije baze podataka. Sistem Access podržava baze podataka napravljene i pomoću programa dBase, Paradox, Fox Pro, Excel i SQL.
7. SISTEMI ZA UPRAVLJANJE BAZOM PODATAKA Sistem za upravljanje bazom podataka (DBMS-Data Base Menagment System) je softversko – hardverski paket koji omogućava da baza podataka bude lako dostupna svim korisnicima. Softverski dio DBMS, koji neki proizvođači zovu menadžer baze, služi kao veza (interfejs) između korisnika i baze podataka. On obezbjeđuje softverske alate potrebne za kreiranje, primjenu, pristupanje i ažuriranje baze podataka. On takođe upravlja ulazno-izlaznim operacijama, a na većim sistemima vodi računa o tajnosti i problemima istovremenih korisnika. Ukratko dobro projektovan DBMS će obezbjediti softver koji omogućava korisniku da lako komunicira sa bazom podataka. DBMS omogućava nezavisnost podataka što znači da se aplikativni program može mijenjati bez uticaja na memorisane podatke. Sa nezavisnošću podataka promjene se mogu dešavati na nekim podacima bez uticaja na druge. Riječnik podataka (Data Dictionary ) se ugrađuje u sistem upravljanja bazom podataka kroz šemu (bazu podataka) i podšemu (dio baze podataka koju program koristi). Podaci su logički organizovani po nekom modelu. Model čini osnovu za osmišljavanje, definisanje i implementiranje baze podataka. Današnji DBMS podržavaju jedan od tri specifična modela podataka, što opredjeljuje strukturisanje dizajna i način na koji se mogu reprezentovati odnosi između entiteta. Ti modeli su: 36
- relacioni model podataka, zasnovan je na matematičkom pojmu relacije. Podaci i veze među podacima se prikazuju preko dvodimenzionalnih tabela. Većina savremenih baza podataka služi se ovim modelom. - hijerarhijski model podataka. Čine ga hijerarhijski organizovani podaci (npr. datotečni sistem na Unixu). - mrežni model podataka. Može se predstaviti usmjerenim grafom u kojem su čvorovi podaci, a lukovi među čvorovima definišu veze među podacima. Relacioni model:
Mrežni model:
Slika xx: Skica podataka o registrovranim autima
Hijerarhijski model:
Slika xx. Sistem datoteka u linux-u
7.1. SQL Server SQL Server predstavlja proizvod koji u sebi ujedinjuje snagu i fleksibilnost veliki baza podataka, uz istovremenu lakoću administracije kako smo već navikli u Windows-ima. Nudi mogućnost prenosa baze podataka sa jednog na više fizičkih servera, koji se sa aspekta 37
korisnika ponašaju kao jedan. SQL Server dozvoljava korisniku da upite postavlja koristeći obični engleski jezik. SQL Server dolazi u pet različitih verzija, tako da će svaki korisnik bez obzira na veličinu baze koje ima, naći odgovarajući server za svoje potrebe. SQL Server je daleko najbrža i najpouzdanija baza podataka, ali još uvijek ima puno posla da bi se dokazao na enterprise tržištu.
7.2. MySQL MySQL se niskom cijenom (besplatan) i prihvatljivim performansama nametnuo kao odlično rješenje za male ili srednje web sajtove bez obzira rade li oni na Linux-u ili Windows-ima. Ukoliko imamo sajt koji će istovremeno mijenjati veliki broj korisnika, MySQL se ponovo nameće kao bolje rješenje. Ali nedostaci su mu što ne podržava tzv. stored procedure, što može nedostajati prilikom razvoja velikih projekata. Pored toga, ne podržava podupite (subqueries), što je prije svega praktičan problem s obzirom da se većina takvih upita može prepisati na drugačiji način. Podrška za strane ključeve postoji na transparentnom nivou odnosno samo da bi se zadovoljila sintaksna kompatibilnost sa drugim SQL implementacijama, pa možemo reći da strani (foreign) ključevi u MySQL-u zapravo ni ne postoje.
7.3. FOXPRO FoxPro već dugo postoji na svjetskom tržištu koji obuhvata bazu podataka. Ovaj softver tokom svog ukupnog postojanja nikad nije bio zamišljen da obuhvata i upravlja složenim i podacima pretrpanim bazama podataka. I u ovoj verziji pokazuje se kao dobar za brzu izradu relativno jednostavnih rješenja upravljanja podacima. Donosi poboljšanja koja se odnose na pojačanu komunikacionu i internet funkcionalnost i Wizard za konstrukciju nove baze sa unaprijed definisanom svrhom. Zahtijeva stotinjak megabajta (Mb) prostora za aplikaciju i još pedesetak za smještanje instalacije osnovnih helpova. Slično kao kod ostalih i ovdje je projekat izdijeljen na zasebne oblasti (podatke, dokumente, procedure kód i ostale elemente), koje svaka za sebe sadrži istovrsne elemente buduće aplikacije. FoxPro ima svoj skriptni jezik.
7.4. ACCESS MS Access je sastavni dio paketa MS Office i u potpunosti je integrisan sa ostatkom paketa. Osnovne osobine koji Access čine onim što jeste su: - Potpuna podrška za SQL Server bazu podataka - Posjeduje integrisanu podršku za povezivanje ili za slično korištenje SQL Server formata baze podataka. Moguće je pratiti ovakve baze, a kasnije ih prebaciti na Server, ali i koristiti one koje su već smještene na Server. - Potpuna, dvosmjerna u program integrisana podrška za XML. - Podrška za uvoz XML pri čemu se odmah vidi je li moguće izbjeći ogromni posao prilikom pravljenja neke baze. Odnedavno je prisutan i Data Access Page Designer koji omogućava pravljenje ASP stranica za pristup bazi podataka na isti način na koji kreiramo i forme. Access je 38
izvanredan izbor za vođenje malih i srednje velikih baza podataka (i do nekoliko desetina hiljada slogova po tabeli) 9. Access je izvanredan za desktop baze podataka.
7.5. ORACLE 9i Oracle zajedno sa SQL Serverom je baza podataka namijenjena za velike ustanove i korporacije gdje se podaci ne mjere stotinama i hiljadama slogova već milionima; gdje od pouzdanosti baze podataka zavisi opstanak kompanija ili sigurnosti država. Oracle 9i je relaciona baza podataka koja pored baze podataka uključuje i cijeli skup pomoćnih alata i aplikacija, kao što su e-mail i web serveri. Najvažniju novost u ovoj verziji predstavlja Real Application Clusters (RAC). Oracle predlaže klaster-ujedinjavanje više manjih računara u jednu logičku cjelinu koja, gledana iz vana, djeluje kao jedan veliki računar. Ovo praktično znači da koristeći RAC tehnologiju, kompanije više ne moraju ulagati u skupu opremu za koju ne znaju da li će i kada biti upotrebljena u svom punom kapacitetu, već u slučaju potrebe za većim kapacitetom obrade on se postiže dodavanjem novih jeftinih mašina u klaster (kao što su obični PC serveri). Dodatna prednost je poboljšana pouzdanost (reliability ) ovakvog sistema jer je do sada sistem zavisio od jednog računara, dok sada u slučaju pada jednog ili više računara unutar klastera ostali računari unutar tog klastera nastavljaju raditi. Standardno jako polje Oracle baze podataka oduvijek je bila velika mogućnost programiranja unutar okruženja. Oracle baze podataka nisu namijenjene masovnom tržištu.
7.6. OLAP- Online Analytical Processing Jedno od glavnih pitanja u obradi informacija je pitanje kako obrađivati sve veće i veće baze podataka koje sadrže sve kompleksnije podatke, ali bez žrtvovanja vremena potrebnog za odziv. Baze podataka postaju sve kompleksnije - relacioni model više nije dovoljan, jer je potrebno podatke sagledati iz više uglova istovremeno. Tu na scenu stupa OLAP. OLAP omogućava korisniku da lako i selektivno pronađe i prikaže podatke iz više različitih gledišta. OLAP podaci su smješteni u tzv. OLAP kocke-multidimenzionalne tabele, gdje se svako polje smatra jednom od dimenzija tabele. Presjek ovih dimenzija daje odgovor na postavljeni upit. OLAP se koristi za data mining (rudarenje podataka, kopanje po podacima) odnosno za otkrivanje neočiglednih veza u podacima. Srce svakog OLAP sistema je OLAP server, aplikacija koja stoji između klijenta i DBMS-a i zna kako da transformiše dvodimenzionalne, relacione tabele u multidimenzionalne OLAP tabele. Većina današnjih ozbiljnih DBMS-ova, kao što su Oracle, SQL Server ili DB2 već imaju u sebi ugrađen OLAP server. OLAP aplikacije imaju mnoštvo mogućih primjena. Suština OLAP-a je da su glavni konzumenti njegovih informacija menadžeri, dakle, ljudi koji nemaju vremena da čekaju da im se tražene informacije pripreme. Njima trebaju informacije onog trenutka kada im padne na pamet da im trebaju, a OLAP nudi upravo to. Autor R.L. ima iskustvo sa korišćenjem aplikacije MS Accessa sa tabelama većim od 15000 slogova, koje nisu „htjele“ da rade na drugim personalnim računarima. U setup-u Accessove JET Engines, u registrima, postavljeno je ograničenje na 9600, koje je, za rad sa većim tabelama, potrebno povećati na 25000, što malo usporava rad cjelokupnog Access-a. 39 9
Postoji mnogo primjera koji se mogu prevesti u realnu i korisnu aplikaciju relacione baze podataka. Međutim, da bi se kreirala neka aplikacija iz realnog života treba mnogo više znanja nego što je to jednostavna praksa rukovanja i programiranja računara. Od velike je važnosti za rad sa Access-om da se razumije kako se projektuje relaciona baza podataka. Relacione baze podataka imaju vrlo dobro razrađenu osnovu u matematskoj teoriji, od kojih je jedna, teorija skupova, koja omogućuje automatsku optimizaciju troškova upita, izradu šeme iz modela višeg nivoa i mnoge druge osobine, koje su danas vitalne za razvoj informacionih sistema i za njihovo funkcionisanje. U ovom dijelu knjige, međutim, izložićemo samo osnove projektovanja relacionih baza podataka i dati adekvatne primjere i upute na osnovu kojih će čitalac, kasnije, moći sam praviti mnogo ambicioznije projekte.
8. Teoretski koncept projektovanja baze podataka Ne postoji jedinstvena opšte prihvaćena definicija baze podataka, nego se u literaturi mogu naći razne definicije. Mi smo je definisali kao skup više logičkih datoteka koje sadrže međusobno povezane i neredundantne podatke koji mogu da budu korišteni u jednoj ili više aplikacija. Riječ “baza” označava nešto osnovno. U slučaju baze podataka to osnovno je informacija, pa baza podataka predstavlja osnovu za dobijanje informacija. Redundantnost podataka je pojava nepotrebnog ponavljanja istih podataka koja se otklanja upotrebom koncepta relacione baze. Smanjenjem redundanse podataka smanjuje se vjerovatnoća nastupanja nekonzistencije podataka koja se manifestuje u pojavi da se isti podatak više puta ažurira ili da se vrijednost istog podatka razlikuje na dva ili više mjesta. Danas se smatra da relacioni pristup upravljanju podacima obezbjeđuje najefikasniji način zadovoljenja informacionih potreba preduzeća, ustanova i pojedinaca. U terminologiji MS Access-a, baza podataka je veći skup međusobno povezanih datoteka. Ona je organizovana po tabelama sastavljenim od polja. Tabela je skup redova i kolona. To je veoma važno, zato što skup nema neki unaprijed definisani redoslijed sortiranja svojih elemenata. Polja u tabelama su svrstana u redove, koji se nazivaju slogovi ili slogi (engl. records) i kolone, koje dijele redove po tipu i sadržaju i nazivaju se atributi tabele. Presjek sloga i kolone naziva se polje. Svaki red tabele je skup kolona sa samo jednom vrijednosti za svaku. Svi redovi iz iste tabele imaju isti skup kolona, iako neke kolone mogu imati tzv. nula-vrijednost tj. vrijednosti koje za taj red nisu unešene. To se dešava u slučajevima kada podatak u nekom polju ne postoji, odnosno ima nula-vrijednost , za koju se koristi službena riječ NULL. Treba uočiti da je nula-vrijednost za niz kolone različita od praznog niza. NULL vrijednost možemo zamisliti kao neku “nepoznatu” vrijednost. Mnogo je bolje koristiti NULL za nepoznatu ili nepostojeću vrijednost nego koristit specijalne vrijednosti, kao što su nula (0) ili –1, jer prilikom upoređivanja vrijednosti polja tabele NULL neće nikada dati validnu vrijednost, bez obzira kojeg je tipa podataka kolona. Jedno od mjerila upotrebljivosti konkretnog sistema za upravljanje bazom podataka je i sposobnost njegovog operisanja sa nulavrijednostima.
40
Vježba 1: Kreiranje tabele i upita SQL komandama Evo jednog primjera tabele i SQL 10 upita za njeno kreiranje:
CREATE TABLE IMENIK ( IME char(30), PREDUZECE char(20), E_MAIL char (25) ) U “prevodu” ova naredba kaže: “Napravi tabelu, koju ću nazvati IMENIK , koja će sadržavati polja: IME, tip podataka u tom polju biće karakter (engl. character -to jeste niz slova, brojeva ili specijalnih znakova), a dužina polja je 30 karaktera. Zatim, polje PREDUZECE, tip polja je karakter, dužina je 20 i polje E-MAIL, tip polja je karakter, a dužina 25 znakovnih mjesta (karaktera)”. Rezultat gornjeg SQL upita je naredna tabela: Tabela: IMENIK IME
PREDUZECE
E-MAIL
Zatim, unesimo uz pomoć tastature proizvoljne podatke (iz praktičnih razloga samo tri sloga) u tabelu IMENIK. Dobićemo izgled i sadržaj tabele kao na slijedećoj slici: Tabela: IMENIK IME Bill Gates Fernando Lozano Lazo Roljic
PREDUZECE Microsoft EDM2 Ekonomski fakultet
E-MAIL
[email protected] [email protected] [email protected]
Postoje dvije osnovne operacije koje se mogu izvoditi na relacionoj tabeli. Prva je pretraživanje podskupa njenih kolona, a druga je pretraživanje skupa njenih redova. SQL sadrži skup standardnih komandi (ključnih riječi) koje se grubo dijele u šest kategorija i to komande za: - definiciju podataka (CREATE TABLE i CREATE VIEW), - upite podataka (osnovna komanda je SELECT), - manipulacije podataka (INSERT, UPDATE i DELETE), - kontrolu kursora (UPDATE WHERE CURRENT), - obradu transakcije (BEGIN TRANSA[ACTION], COMMIT [WORK] i ROLLBACK [WORK] i - administraciju i kontrolu podataka (GRANT i REVOKE). Dakle, SQL jezik poznaje svega četiri naredbe za upite i manipulisanje podacima. To su: SELECT, za prikazivanje podataka, INSERT, za ubacivanje novih polja u tabelu UPDATE, za izmjenu postojećih podataka (ažuriranje) i SQL je najrasprostranjeniji programski jezik IV generacije za manipulisanje podacima iz baze podataka. Konvencija je da se SQL komande pišu velikim slovima. 41 10
DELETE, za uklanjanje specificiranih slogova iz baze podataka i ukidanje njihovih relacionih veza.
Vježba 2: Pomoćne SQL naredbe - Agregatne funkcije i složeni uslovi selektovanja Razmotrićemo pet važnih agregatnih funkcija: SUM, AVG, MAX, MIN i COUNT. One se nazivaju agregatnim jer daju sumarne rezultate neke naredbe, a ne spisak svih redova tabele. •SUM () daje zbir vrijednosti date kolone u svim redovima koji zadovoljavaju neki uslov, pri čemu je data kolona numerička. •AVG () daje prosječnu vrijednost date kolone. • MAX () daje najveću vrijednost u datoj koloni. • MIN () daje najmanju vrijednost u datoj koloni. • COUNT(*) daje broj redova koji zadovoljavaju određeni uslov. Da bi se prikazali samo oni redovi iz tabele koji zadovoljavaju određene kriterijume, u SQL-u se koristi klauzula11 WHERE. U SQL-u postoji šest relacionih operatora i to: = Jednako < > ili != Različito (Access zamjenjuje operator < > za operator nejednakosti !=) < Manje > Veće <= Manje ili jednako >= Veće ili jednako
Složeni uslovi Operator AND kombinuje dva ili više uslova i prikazuje neki red tabele samo ukoliko podaci tog reda zadovoljavaju sve navedene uslove (tj. svi uslovi su tačni). Operator OR kombinuje dva ili više uslova, ali prikazuje red ukoliko je neki navedeni uslov zadovoljen. Na primjeru tabele primanja radnika (gore), razmotrimo tri primjera upotrebe agregatnih funkcija u SQL-u: Tabela: PrimanjaRadnika
IDRadnika 010 105 152 215 244
11
Plata 75000 65000 60000 60000 50000
Dodaci 15000 15000 15000 12500 12000
Položaj rukovodilac rukovodilac rukovodilac rukovodilac radnik
U SQL terminologiji klauzula (eng. Clause) je sinonim za rezervisanu (ključnu) riječ. 42
300 335 400 441
45000 10000 radnik 40000 10000 radnik 32000 7500 radnik 28000 7500 radnik Tabela 3: Primanja radnika
SELECT SUM(Plata), AVG(Plata) FROM PRIMANJARADNIKA Ovaj upit prikazuje sumu plata svih zaposlenih u tabeli 12, kao i prosječnu platu zaposlenog u tabeli. SELECT MIN(Dodaci) FROM PRIMANJARADNIKA WHERE Položaj = 'rukovodilac'; Ovaj upit kao rezultat daje najmanju vrijednost u koloni Dodaci onih zaposlenih koji su rukovodioci, a to je 12500. SELECT COUNT(*) FROM PRIMANJAZAPOSLENIH WHERE Položaj = 'radnik'; Ovim upitom saznajemo koliko ima radnika (5). U spisku naziva kolona dozvoljeno je koristiti “*” zvjezdicu kao univerzalni znak za sve kolone dotične tabele (SELECT *). Sam iskaz SELECT opisuje operaciju projekcije. Njime se biraju kolone ili izrazi izvedeni iz kolona tabele navedeni u FROM iskazu, kao što to pokazuje naredni upit: “Prikaži ime, prezime i telefon za sve studente u (nekoj) tabeli STUDENTI ”. SELECT IME, PREZIME, TELEFON FROM STUDENTI; Iskaz WHERE definiše uslov selekcije kojim se određuje koji će slogovi biti uključeni u rezultujuću tabelu. Izvedimo, na primjer, slijedeću operaciju nad tabelom IMENIK : “Izdvoji i prikaži sadržaje iz tabele IMENIK svih polja IME i E-MAIL”. Ili, upit u SQL notaciji: SELECT IME, E_MAIL FROM IMENIK. Rezultat je slijedeća tabela: Nadam se da uočavate razliku između naziva tabele u tekstu, napr. Tabela 1: Primanja radnika, što za SQL i Access ovdje nema nikakvo značenje, i naziva tabele koju koristi SQL, na primjer, PRIMANJAZAPOSLENIH. Ovaj naziv mogli smo dati kraće iz praktičnih razloga, ili ga pisati ovako: Primanja_Zaposlenih, jer u SQL-u i u Accessu ne preporučuje se da se nazivi objekata i polja pišu razdvojeno. Radi toga se najčešće koristi donja crta (engl. Underscore) kao „spajalica“ naziva tabele ili nekog drugog objekta baze koji se sastoji od više riječi. 43 12
IME Bill Gates Fernando Lozano Lazo Roljic
E-MAIL
[email protected] [email protected] [email protected]
Ili, drugi primjer, “Izdvoji i prikaži sva polja 13 slogova u bazi IMENIK u kojima je u polju PREDUZECE upisana vrijednost EDM2”. Upit u SQL notaciji glasi:
SELECT * FROM IMENIK WHERE PREDUZECE = 'EDM2' Rezultat će biti slijedeća tabela: IME Fernando Lozano
PREDUZECE EDM2
E-MAIL
[email protected]
Provjera 1: Opšti oblik select upita glasi a) SELECT lista atributa 1 FROM lista relacija HAVING lista uslova 1 GROUP BY lista atributa 2 WHERE lista uslova 2 ORDER 3Y lista atributa 3 b) SELECT lista atributa 1 FROM lista relacija WHERE lista uslova 1 GROUP BY lista atributa 2 HAVING lista uslova 2 ORDER BY lista atributa 3 c) SELECT lista atributa 1 FROM lista relacija WHERE lista uslova 1 ORDER BY lista atributa 2 GROUP BY lista atributa 3 HAVING lista uslova 2 d) SELECT lista atributa i FROM lista relacija HAVING lista uslova 1 ORDER BY lista atributa GROUP BY lista atributa 3 WHERE lista uslova 2 e) Ni jedan od ponuđenih odgovora. Provjera 2: Data je tabela radnik
. Koji je upit od slijedećih ispravan ? a)SELECT brod, posao, count(*) FROM radnik GROUP BY brod, posao HAVING count ( * )>1; b) SELECT brod, count(*) FROM radnik GROUP BY posao HAVING count(*)>1; c) SELECT posao, count(*) FROM radnik GROUP BY brod HAVING count(*)>1; a) SELECT brod, count(*) FROM radnik GROUP BY brod, posao HAVING count(*)>1; e) Ni jedan od ponuđenih odgovora.
Vježba 3: Kombinacija operacija SELECT i WHERE Operacije SELECT i WHERE mogu se i kombinovati pa, na primjer, zadatak može biti: “Izdvoji slogove tabele IMENIK i prikaži sadržaj polja IME i E-MAIL, gdje je vrijednost polja PREDUZECE=Ekonomski fakultet”. 13
Znak “*” (zvjezdica) je džoker znak u SQL-u i on ovdje zamjenjuje riječ “sva polja”. 44
Ili, taj upit u notaciji SQL-a glasi: SELECT IME, E_MAIL FROM IMENIK WHERE PREDUZECE = 'Ekonomski fakultet' Rezultat je naredna tabela: IME Lazo Roljic
E-MAIL [email protected]
Pored sadržaja podataka u pojedinim kolonama, naredba SELECT može da prikaže i rezultate statističkih ili zbirnih funkcija SUM (zbir), AVERAGE (srednja vrijednost), MAX (najveća vrijednost), MIN (najmanja vrijednost) i COUNT (broj pojava), koje su u stanju da izračunaju zbir, srednju vrijednost, najveću i najmanju vrijednost podataka u nekoj koloni tabele, te ukupan broj slogova u tabeli. Takođe, nad dvije tabele mogu se izvoditi operacije tretirajući tabele kao skupove, što one i jesu. Možemo praviti Kartezijev proizvod 14 dvije tabele, dobiti presjek između dvije tabele, dodati jednu tabelu drugoj, itd. Na primjer, broj studenata koji se zovu “Jovan” u tabeli STUDENTI može se izračunati pomoću slijedećeg upita: SELECT COUNT (*) FROM STUDENTI WHERE IME=”Jovan”; Takođe, dobiveni rezultati se mogu još sortirati, izračunavati i ostale statističke funkcije, grupisati podaci po jednoj ili više vrijednosti kolone i izvoditi tzv. vanjska spajanja (engl. outer join). Kasnije ćemo dodati još dvije tabele tabeli IMENIK i dati više detalja o ovim operacijama i vidjećemo kako se one još mogu koristiti.
Naravno, nisu sve baze podataka relacione, niti se sve relacione baze podataka zasnovane na klijent/server paradigmi. Uglavnom, razlikujemo tri vrste baza podataka: ravne (flat), relacione i (u novije vrijeme) servere baze podataka (database servers). Relaciona baza podataka manipuliše samo sa tabelama i rezultat svih operacija su takođe tabele. Tabele su, opet, skupovi koje su, svaka za sebe, skupovi redova i kolona. Zato bazu podataka možemo shvatiti kao skup tabela. Tako, na primjer, datoteka tipa .DBF, koja se kreira pomoću programa Clipper, dBase, xBase ili FoxPro, nije relaciona baza podataka. Sa tabelom tipa DBF se ne može manipulisati kao sa skupom redova i kolona, nego se uvijek slijedi neki indeks, i ne mogu se izvoditi operacije na tabelama koje kao rezultat daju druge tabele. Dakle, većina formata datoteka baza podataka nisu relacione baze podataka. Nasuprot njima, .MDB datoteka (iz MS Access-a) je relaciona baza podataka. Uz to što je možemo otvoriti i manipulisati pomoću slogova i indeksa, sa MDB datotekom, kao i sa DBF datotekom, možemo još izvoditi sve operacije pomoću relacionog pogleda na bazu podataka i uz korišćenje SQL naredbi. Kartezijev proizvod (lat. Cartesius-kod nas je uobičajen naziv Dekartov, od fr. Descartes Rene, francuski metematičar) je uređeni skup parova elemenata dva ili više skupova. Na primjer, za A=(a,b) i N=(d,e), AxN= [(a,d), (a,e), (b,d), (b,e) ]. Koristi se u operacijama spajanja JOIN, da opiše sve moguće kombinacije redova i kolona iz svake tabele u bazi podataka. Broj redova u Dekartovom proizvodu jednak je broju redova u tabeli 1, pomnožen brojem redova u tabeli 2, brojem redova u tabeli 3, itd. 45 14
Server baze podataka. Server baze podataka je specijalizovani proces kojim upravlja sama baza podataka. Aplikacije su klijenti servera baze podataka i one nikada ne manipulišu direktno sa bazama podataka, nego samo šalju zahtjeve serveru da izvrši te operacije. Ovo omogućuje serveru da dobije mnogo sofisticiranije osobine, kao što su obrada transakcija, rekonstrukcija podataka u slučaju greške (engl. recovery , obnavljanje oporavak), pravljenje kopija (engl. backup), kontrola pristupa itd., bez povećanja kompleksnosti svake aplikacije. Server isto tako smanjuje rizik od oštećenja datoteke podataka, jer samo on (server) upisuje podatke u bazu podataka, pa ispad iz pogona nekog klijentskog računara neće ostaviti nepopunjene (engl. unflushed ) bafere. Access je relaciona baza podataka za desk-top računare ali nije server baze podataka. Međutim, industrijske klijent-server baze podataka, kao što su Microsoft SQL Server , SQL Anywhere, IBM DB2 i Oracle, su i relacione baze podataka i serveri baze podataka. Mnogi formati datoteka baza podataka nisu relacione baze. Čak ni Btrieve NLM , koja je server baze podataka, nije relaciona baza podataka, zato što ne operiše na skupu tabela ili sa skupovima tabela. Postoji još jedna cijela klasa sistema za upravljanje bazama podataka (DBMS-a), koji su besplatni (open-source) i koji su klijent-server baze podataka. To su: MySQL, POSTGRES i INTERBASE . Iako imaju funkcionalnost konkurentnu komercijalnim proizvodima te baze su besplatne pod klauzulom open-source licence. Na primjer, INTERBASE je ranije bio komercijalni proizvod koji se prodavao po cijeni od oko 10 hiljada USA dolara, a danas je besplatan.
9. Razvoj aplikacije u Accessu Izgradnja informacionog sistema može polaziti od različitih metodoloških prilaza. Mogu se koristiti različite metode, tehnike i sredstva analize i projektovanja. Sve motodologije razvoja informacionih sistema baziraju se na opštem, sistemskom, integralnom prilazu. Metodologija koja će biti prezentovana u ovom radu u značajnoj mjeri akceptira i obuhvata integralni prilaz analize, projektovanja i razvoja informacionih sistema. Ona jasno i precizno naznačava svaki metodološki korak u skladu sa zahtjevima procesa upravljanja projektom. Procedura razvoja i upravljanja razvojem informacionog sistema može se podijeliti u šest faza: - preliminarna analiza, - analiza i dizajn, - razvoj prototipa, - razvoj informacionog sistema, - testiranje i implementacija i - održavanje informacionog sistema. Razvoj prototipa podrazumijeva brzu izgradnju radnog modela aplikacije i simulaciju rada komponenti sistema. Na ovaj način je korisnicima omogućen eksperimentalni rad sa aplikacijom i kritički osvrt na njene učinke. Prva verzija aplikacije je inicijalni prototip koji rješava manji broj problema. Ova verzija prototipa podliježe testiranju i strogoj reviziji u cilju da se eventualne disfunkcije sistema otklone i da se definiše finalni prototip spreman za prezentaciju i ocjenu koju vrši 46
menadžment organizacije. Finalni prototip je podloga i okvir za razvoj konačne verzije aplikacije. Prema dinamici razvoja aplikacije , postoje dva osnovna pristupa: - detaljna sistem-analiza, dizajniranje i implementacija, i - rapidni prototipski pristup (u kojem se analize, dizajn i implementacija rade brže i iterativno). Access pruža brojne mogućnosti (kao alate za grafičko dizajniranje, čarobnjake i makro jezik višeg nivoa) koji podržavaju ubrzani prototipski pristup (rapid prototyping ). S obzirom da ćete vi početi sa pravljenjem malih aplikacija, i s obzirom da je vrijeme ograničeno, vi ćete za gradnju svoje aplikacije koristititi rapidni prototipski pristup. Drugim riječima, umjesto da pravite elaborat sa specifikacijom zahtjeva i provedete fazu dizajniranja, vi ćete početi sa skiciranjem nekih modela podataka, a potom ćete odmah započeti gradnju prototipa. Nakon toga ćete prototip testirati, pravićete izmjene i ponavljati taj ciklus sve dok ne razvijete dobro rješenje za vaš poslovni, lični ili neki drugi problem.
Primjer 1: Manipulacija podacima iz tabela Pogledajmo, na primjer, slijedeću tabelu, koju smo nazvali FIRMA: Tabela: FIRMA IME Microsoft EDM2 Ekonomski fakultet
URL http://www.microsoft.com http://www.edm2.com http://www.efbl.org
Hoćemo, na primjer, da uspostavimo relaciju između tabele FIRMA i tabele IMENIK , koju smo prethodno kreirali. Tabela: IMENIK IME Bill Gates Fernando Lozano Lazo Roljic
PREDUZECE Microsoft EDM2 Ekonomski fakultet
E-MAIL [email protected] [email protected] [email protected]
Kako se može primijetiti, ove dvije tabele imaju zajedničku kolonu (osjenčeno), u kojoj su podaci “naziv kompanije” (IME). Čak iako svaka tabela ima svoj vlastiti (i drugačiji) naziv za kolonu, mi vidimo da su podaci smješteni u njima i njihovo značenje isti u obadvije tabele. U tom slučaju možemo iskoristiti tu relaciju da dobijemo URL za svaku osobu u tabeli IMENIK . Evo SQL upita za tu manipulaciju: SELECT IMENIK.IME, FIRMA.URL FROM IMENIK, FIRMA WHERE IMENIK.PREDUZECE = FIRMA.IME Rezultat upita je slijedeća tabela: 47
IME Bill Gates Fernando Lozano Lazo Roljic
URL http://www.microsoft.com http://www.edm2.com http://www.efbl.org
Možda ovaj primjer i ne bi bio tako koristan, da jednostavna ideja uspostavljanja relacija između tabela preko vrijednosti u kolonama nije osnova većine komercijalnih informacionih sistema danas. Ova operacija upoređivanja redova iz jedne tabele u drugoj tabeli koristeći jednu ili više vrijednosti kolona nazvana je “spajanje” ( join), ili konkretnije neko “unutrašnje pridruživanje” (inner join).
Primjer 2: Relacija između tabela Zamislimo sada neki obrazac narudžbe nekog preduzeća. Na narudžbi su informacije o imenu kupca, adresi isporuke i informacije o plaćanju. Pored toga, svaka narudžba ima jednu ili više stavki koje je kupac poručio i koji će biti isporučeni zajedno. Možemo imati slijedeće tabele: CREATE TABLE NARUDZBA ( NARUDZBA_BR INTEGER, DATUM_UNOSA DATE, IME CHAR(30), PREZIME CHAR(30), ADRESA CHAR(50), GRAD CHAR(30), POST_BROJ CHAR(9), ) CREATE TABLE NARUDZBA_STAVKE ( NARUDZBA_BR INTEGER, STAVKA_BR INTEGER, PROIZVOD CHAR(30), KOLICINA INTEGER, JEDIN_CIJENA MONEY )
Da bi izlistali sve stavke određene naruđbe, recimo narudžbe broj 1872, potrebno je zadati slijedeći SQL upit: SELECT * FROM NARUDZBA_STAVKE WHERE NARUDZBA_BR = 1872
Na taj način dobili smo dvije tabele, NARUDZBA i NARUDZBA_BR i relaciju između tih dviju tabela na polju NARUDZBA_BR. Polje STAVKA_BR omogućuje nam da identifikujemo svaku stavku iz iste naruđbe.
48
Ili, možda nam naš preferisani sajt omogućuje da se registrujemo tako da ne moramo da ponovo ukucavamo adresu slanja svaki put kada nešto kupujemo on-line. Ovo nas vodi do treće tabele, KUPAC, i relacije između tabela NARUDZBA i KUPAC. CREATE TABLE KUPAC ( KUPAC_BR INTEGER, IME CHAR(30), PREZIME CHAR(30), ADRESA CHAR(50), GRAD CHAR(30), POST_BROJ CHAR(9), DRZAVA CHAR(20) ) CREATE TABLE NARUDZBA ( NARUDZBA_BR INTEGER, DATUM_UNOSA DATE, KUPAC_BR INTEGER )
I da bi odštampali poštanske naljepnice za koverte za svaku narudžbu morali bi da koristimo slijedeći upit: SELECT NARUDZBA.NARUDZBA_BR, KUPAC.IME, KUPAC.ADRESA, KUPAC.GRAD, KUPAC.POST_BROJ, KUPAC.DRZAVA FROM NARUDZBA, KUPAC WHERE NARUDZBA.KUPAC_BR = KUPAC.KUPAC_BR
Uočimo da spajanjem ne treba da se poklopi (match) jedan red sa samo jednim ostalim redom. Može se poklopiti jedan red sa skupom redova is druge tabele sve dok svi redovi ispunjavaju uslov za pridruživanje. Neki kupci možda nemaju narudžbu u bazi (odnosno njihove stare narudžbe, gdje su premještene u neku “istorijsku” bazu podataka). Ti kupci se neće prikazati na prethodnom upitu jer oni neće ispuniti uslov spajanja (pridruživanja).
10. Osnovni elementi aplikacije relacione baze podataka u Access-u Aplikacija se sastoji od objekata koji se mogu kreirati pomoću Access-a. Access posjeduje objekte za formiranje relacija između podataka sa kojima se manipuliše i za upravljanje samom aplikacijom. To su tabela (engl. table), forma (engl. form) upit (engl. query ), makro (engl. macro), izvještaj (engl. report ) i modul (engl. modul ). Osnovni objekti su forme (forms) i izvještaji (reports) i pomoću njih se ostvaruje kontakt korisnika sa aplikacijom. Etape u kreiranju aplikacije u Access-u su: - formiranje objekta aplikacije, - pisanje i dodjeljivanje vrijednosti obilježjima (svojstvima, atributima) objekata i - formiranje strukture aplikacije. Objekti su generalizovane promjenljive i sadrže sve informacije o nekoj pojavi u Windows okruženju. Baze podataka sadrže informacije o fizičkim (opipljivim) objektima koji postoje u 49
stvarnom svijetu, kao na primjer: ljudi, biljke, životinje, knjige u biblioteci, materijal u skladištu, fakture i narudžbenice u preduzećima, tekući računi u bankama, muzički CD-ovi u prodavnicama muzičkih artikala i slično.
Relacija. Tabele su osnovni logički objekti u bazi podataka. Iz njih se kreiraju svi drugi objekti (forme, izvještaji, makroi i moduli). Svi podaci se čuvaju samo u tabelama baze. Kreirani objekti mogu se nalaziti u jednoj ili više Access datoteka, koji imaju ekstenziju *.MDB. Tabela se definiše opisivanjem strukture samo jednog sloga. Relacija je odnos između više obilježja u jednoj cjelini. Baza podataka je relaciona ukoliko postoje relacije između tabela u njoj. Obilježja objekata-atributi . Objekti su objašnjeni svojim osobinama, koje se nazivaju obilježja objekt objekta a ( properties-svo properties-svojst jstva) va) i ponašanje (engl. behavior ). ). Obilježja objekta (atributi ) određuju određuju sadržaj baze podataka ili tabele koja sadrži predstavljanj predstavljanje e objekta objekta istog tipa tipa.. Broj Broj obil obilje ježj žja a obje objekt kta a unap unapri rije jed d je odre određen đen i svak svako o obil obilje ježj žje e sadr sadrži ži info informa rmaci ciju ju značajnu za postojanje objekta u okruženju. Knjige, na primjer, imaju dodijeljene kódove dobijene iz Dewey-evog dekadnog sistema15. Strane knjige imaju ISBN kód, a veoma često i broj katalogizacije. Ovi brojevi su obilježja knjige, isto kao što je to i naslov knjige, ime autora, izdavač, broj strana i vrsta poveza. Ta obilježja nazivaju se statička obilježja (atributi) jer su ona ista, bez obzira da li se knjiga nalazi u izlogu knjižare, na polici ili u kartoteci biblioteke. Isto tako, podaci o tekućem računu kupca, kao što je broj računa, naziv i adresa, su statička obilježja tekućeg računa kupca, čak i ako kupci povremeno mijenjaju adresu. Evidencija o kretanju knjige iz biblioteke (izdavanje, vraćanje, datum, lice) i bilans bilans tekućeg tekućeg računa (datum, uplata, uplata, isplata) su dinamička obilježja objekta, objekta, jer se ona mijenjaju iz časa u čas iz dana u dan. Entitet podataka. Jedan objekat, uključujući sva njegova statička obilježja, naziva se entitet podataka (data (data entity ). ). Da bi se entiteti međusobno razlikovali jedan od drugog svaki entitet mora biti jedinstven. Tekući račun kupca je jedan entitet podataka, ali stanje novca na računu kupca nije, zbog toga što stanje novca ne može (a i ne treba da bude) jednoobrazno identifikovano. Pošto kupac može da istovremeno ima više računa, broj njegove lične karte, njegov matični broj, matični broj firme i slično, ne mogu da posluže kao jedinstveni identifikator; zato se mora dodijeliti broj računa, da bi se obezbijedila jednoobraznost svakog entiteta podataka kupca. ku pca. Potvrde o uplatama, ili čekovi, su objekti koji su zastupljeni u bazi podataka kao ostali entiteti podataka koji se odnose na entitet kupca. Brojevi čekova, međutim, nisu toliko jednoobrazni da bi bili prepoznatljivi kao entiteti; ček sa brojem 937, na primjer, može imati više različitih kupaca. Kombinovanje broja kupca i broja čeka takođe nije dovoljno jedinstven identifikator, zbog toga što banke mogu da koriste isti broj kupca za identifikovanje različitih ljudi. Tek identifikacioni broj banke, broj kupca i broj čeka čeka zajedno mogu (jedinstveno) identifikovati stavku zaduženja. Stoga, svaki ček sadrži ovu informaciju koja je na čeku odštampana magnetnim tušem. Kao što smo ranije istakli, neki entitet je neki objekat (stvar, predmet, osoba) koji nas interesuje. Međutim, nije uvijek lako odlučiti kada neku stvar treba smatrati entitetom. Na primjer, u bazi podataka o dobavljačima, možemo imati slijedeću informaciju o svakom dobavljaču: - dobavljač Dewey-ov dekadni dekadni sistem je sistem klasifikacije klasifikacije knjiga i drugih publikacija u deset glavnih kategorija od kojih se svaka kategorija dalje dijeli na brojeve. Zove se još Dewey-ova klasifikacija, po Melvil Dewey-u (1851-1931) američkom bibliotekaru koji ju je uveo 1876. godine. 50 15
-
ID dobavljača naziv dobavljača rejting dobavljača lokacija dobavljača (t.j. grad).
Jasno je da je dobavljač dobavljač jedan entitet, ali neko sada mora odlučiti odlučiti da li je grad neki entitet ili neki atribut entiteta dobavljač. Jedno pravilo koje treba koristiti u takvim situacijama je da da se postavi pitanje “Da li je grad neki objekat koji nas interesuje?” Ako je odgovor da, onda moramo imati nešto više informacija o svakom gradu, a ne samo ime grada, i tada grad treba smatrati entitetom. Ako smo mi, međutim, zainteresovani samo za ime grada, grad treba smatrati nekim atributom dobavljača. Dakle, svaki entitet treba sadržavati informacije o svojim osobinama (svojstvima). Ako neki objekat nema druge informacije osim njegovih identifikatora koji nas interesuju, onda taj objekat treba biti neki atribut. Kolone tabele odgovaraju atributima entiteta, a redovi pojedinačnim entitetima, s tim da je redoslijed kolona i redova nevažan i da su svi redovi različiti.
Primjer 3: Predstavljanje entiteta Daće Daćemo mo prim primje jerr predst predstav avljljan anja ja jedn jednog og tipa tipa enti entite teta ta.. Skup Skup enti entite teta ta tipa tipa STUD STUDEN ENT T označićemo sa: STUDENT(MAT_BROJ, STUDENT(MAT_BROJ, IME, PREZIME, GOD_STUDIJA) GOD_STUDIJA)
Ovu nota Ovu notaci ciju ju može možemo mo inte interpr rpret etira iratiti kao kao funkc funkcijiju u STUD STUDEN ENT T koja koja za neko nekog g stud studen enta ta određuj određuje e četvor četvorku ku (jedins (jedinstve tveni ni matičn matičnii broj broj student studenta, a, prezime prezime studen studenta, ta, ime student studenta, a, godina studija). Pri tome za dva različita studenta garantovano dobijemo dvije različite četvorke, jer iako se (u principu) može desiti da na fakultetu postoje dva (ili više) studenta sa isti istim m imen imenom om,, prezi prezime meno nom m i godi godino nom m stud studijija, a, mati matičn čnii broje brojevi vi će im se sigu sigurno rno razlikovati, jer se oni dodjeljuju tako da predstavljaju jedinstvenu klasifikaciju stanovnika. Na osnovu osnovu toga toga možemo možemo izvući izvući zaklju zaključak čak da entite entitetiti predst predstavl avljaj jaju u n-torke n-torke vrijed vrijednos nostiti njiho njihovi vih h atri atribut buta, a, a skup skup enti entite teta ta tabe tabelu lu čije čije kolo kolone ne odgo odgovar varaj aju u atrib atribut utim ima, a, a redo redovi vi pojedinim n-torkama vrijednosti. Iz toga zaključujemo da za entitete svi redovi tabele moraju biti različiti. U tom slučaju ovakva tabela predstavlja relaciju. relaciju. Grafički prikaz skupa entiteta tipa STUDENT dat je na narednoj slici.
51
Entitet
Atributi
MAT_BROJ
PREZIME
Vrij Vrijedn ednost atributa
100998211114
PETAR PETROVIC
IME 3 STUDENT
GOD_STUDIJA
Slika Slika : Grafièki prikaz skupa entiteta tipa STUDENT TUDENT
Slika 3: Grafički prikaz skupa entiteta tipa STUDENT
Skup entiteta tipa STUDENT predstavljen tabelom (relacijom) ima slijedeći izgled: MAT_BROJ 1212983123456 2212980645321 3103981998877 0701984100009 1911980700123
PREZIME IME GOD_STUDIJA POPOVIĆ VASO 2 ANTIĆ DARIJA 4 MARKOVIĆ MILIJANA 3 POPOVIĆ VASO 2 PETROVIĆ PETAR 3 Tabela 4: Relacija (tabela) STUDENT
STAROST 24 26 26 24 27
Prema tome, da bi neka tabela bila relacija, a skup njenih članova činio entitet, trebamo uočiti da imena svih atributa moraju biti različita i da su vrijednosti skupa svih entiteta međusobno različite, tj. da se ni jedan isti slog ne pojavljuje dva ili više puta. Entitete istog tipa razlikujemo po tome što imaju različite vrijednosti skupa atributa, odnosno da im se najmanje jedna vrijednost atributa razlikuje. U našoj tabeli primjer minimuma različitih atributa su prvi i četvrti slog iz gornje tabele (u slučaju POPOVIĆ VASO) gdje je jedina razlika razlika u matičnom broju jednog i drugog entiteta, entiteta, tj. radi se očigledno o podacima podacima o dvije različite osobe. Opis Opis struk struktu ture re rela relaci cija ja rela relacio cione ne baze baze poda podata taka ka zada zadaje je se tzv. tzv. relacionom relacionom šemom. šemom. Relaciona šema specifikuje ime relacije i ime i tip svakog polja (kolone). Za naš primjer šema relacije STUDENT ima slijedeći izgled: STUDENT(MAT_BROJ: STUDENT(MAT_BROJ: string, IME, PREZIME: string, GOD_STUDIJA: string, STAROST: integer) Ovdje smo Ovdje smo polje polje STAROS STAROST T dodali dodali relaci relacijiji STUD STUDENT ENT samo samo radi radi demons demonstra tracij cije e mogućn mogućnost ostii egzistiranja različitog tipa polja. Inače, ovo je pravi trenutak i zgodan primjer da se pokaže kako u tabele ne treba da se unose (redundantna) polja za one vrijednosti koje se mogu izračunati iz postoj postojeći ećih. h. U ovom ovom primje primjeru, ru, može može se pokaz pokazati ati,, da se staros starostt svako svakog g stude studenta nta (broj (broj godina godina zaokruženo) može lako izračunati ako se iz polja MAT_BROJ uzme (funkcijom STRING) prvih osam cifara, zatim se ispred pete cifre upiše 1 (napr. da se umjesto 980 upiše 1980), i tip podatka char se char se preformatira u datumski (date ( date). ). Na taj način dobijemo datum rođenja svakog studenta tipa 52
dd.mm.gggg. To polje nazovimo DAT_RODJ. Starost se dobije ako se od sadašnjeg datuma (u računaru) oduzme datum rođenja upisan u polje DAT_RODJ i rezultat (broj dana) se podijeli sa 365 i zaokruži se na nula decimala, a tip polja u kojem se upisuje taj rezultat definiše se NUMERIC. Naravno, ovo je samo jedan mogući način izračunavanja starosti osobe na osnovu podataka iz JMB-a, Postoji i drugi način, kako da se dobije starost izražena u broju godina, pa ćemo to pokazati u narednom primjeru.
Primjer 4: Izračunavanje starosti na osnovu podatka o datumu rođenja Pretpostavimo da u tabeli imamo podatak o datumu rođenja neke osobe, upisan, na primjer, u polju pod nazivom DatumRodjenja. Starost osobe možemo izračunati u polju upita kojeg ćemo nazvati, recimo, Starost . Formula, onako kako se treba upisati u polju upita, tada glasi: Starost: Year( Now() ) - Year ( DatumRodjenja ) Da objasnimo kako radi ova formula. Dakle “Starost” je naziv “nove” kolone. Trenutnu godinu dobivamo pomoću Year( Now() ). Now() vraća današnji datum uključujući i dan i mjesec, ali pošto nas zanima samo godina onda imamo Year( Now() ). Pošto je sada godina 2007, ova formula vraća 2007. Dalje, imamo Year( DatumRodjenja ). DatumRodjenja je podatak koji smo unijeli za svakog korisnika i za konkretno korisnika neka smo unijeli 27-03-1974 što je njegov datum rođenja. Pošto nam je potrebna samo godina (1974) onda koristimo opet ono Year(DatumRodjenja ) što će za slučaj te osobe da vrati 1974. Na kraju oduzmemo jedno od drugog i u tom slučaju imamo: Starost: 2007 – 1974, što daje 33. I tako dalje bilo bi za svakog korisnika.
11. Postupak projektovanja relacione baze podataka Postupak projektovanja sistema relacione baze podataka sastoji se iz slijedećih šest koraka: 1) Identifikuju se izvori podataka objekata koje sistem baze podataka treba da predstavlja. To jeste, treba identifikovati podatke koje treba dodati tabelama baze podataka. Taj korak možemo da nazovemo modeliranje podataka. 2) Projektuju se tabele koje sadrže i čuvaju podatke. 3) Primjenjuje se postupak koji se naziva “normalizacija podataka” da se naprave tabele koje odgovaraju modelu relacione baze podataka. Normalizacija je postupak eliminisanja duplih informacija izdvajanjem duplih podataka (podataka koji se ponavljaju) u nove tabele koje sadrže slogove sa jedinstvenim vrijednostima podataka. 4) Pridružuju se tabele na kojima radimo poljima sa zajedničkim vrijednostima podataka i pravi se struktura relacione baze podataka. Otkrivaju se veze između tabela. 5) Označavaju se odnosi (relacije) između tabela baze podataka. 53
6) Utvrđ Utvrđuj uju u se vrst vrste e ažuri ažuriran ranja ja i tran transak sakci cija ja koje koje formi formira raju ju i modi modififiku kuju ju poda podatk tke e u tabelama, uključujući i sve zahtjeve za integraciju podataka.
11.1. Modeliranje podataka Prvi korak u projektovanju baze podataka je da utvrdimo koje objekte treba da predstavimo u bazi bazi poda podata taka ka i koja koja obil obilje ježj žja a da uklj uključ učim imo. o. Ov Ovaj aj post postupa upakk nazi naziva va se modeliranje podata podataka. ka. Pod modelo modelom m podata podataka ka podrazu podrazumij mijeva evamo mo repreze reprezenta ntacij ciju u nekih nekih objeka objekata ta i odnosa između njih. Svrha modela podataka je izrada logičkog predstavnika strukture podataka koji se koristi za izradu baze podataka. Modeliranje podataka može da obuhvati cijelo preduzeće, neki sektor, službu ili odjeljenje ili samo jedan tip objekta. U zavisnosti od toga šta treba da modeliramo postoje dva pristupa projektovanju baze podataka i to: a) odozdo-ka-vrhu (bottom-up (bottom-up)) i b) odozgo-na-dole (top-down (top-down). ). Pristup odozdo-ka-vrhu koristi se kod izrade baze podataka aplikacije, dok pristup odozgona-dole služi za razvijanje razvijanje baze podataka podataka predmeta. predmeta. Ova dva pristupa rezultiraju rezultiraju bazama podataka sa potpuno različitim strukturama.
Modeliranje podataka Ovaj dio pripada onome sto se zove globalna šema. . Defi Defini nisa sanj nje e baze baze poda podata taka ka:: defi definiš nišitite e vrste vrste poda podata taka ka i veza veza među među njim njima a a prema prema informacijama dobivenim analizom potreba. . Takođe je potrebo provesti određeno pregrupisanje, kako će se podaci organizovati (normalizacija podataka) radi budućeg efikasnijeg rada baze podataka. . Na kraju se definišu pogledi (pod-šeme) za pojedine aplikacije. Implementacija Slijedeća faza u realizaciji baze podataka je Implementacija. Prethodni koraci su bili vrsta planiranja - sve na papiru (ili računaru), ali ovaj korak je realizacija zamišljenog. Za to nam služi SUBP, preko kojeg ćemo to ostvariti. . Implementacija šeme. . Razvoj potrebnih aplikacija za rad. . Inicijalno punjenje baze podataka s podacima potrebnim za početak rada. Testiranje Provjera onoga šta je urađeno, nastoje se otkriti greške, ne samo u programiranju nego i u logici kako će stvari teći. Održavanje Kada je već baza podataka krenula u upotrebu, još uvijek se nalaze neke manje greške, koje je potrebno u toku rada ispraviti. Možda neke stvari bolje prilagoditi korisnicima, ali očuvati integritet baze podataka.
11.2. Logičko organizovanje podataka 54
Projektant aplikacije informacionog sistema treba da je dobar poznavalac realnog sistema za koji se ona projektuje. On treba da ima osnovno znanje iz informatike, računarstva i AOP-a. Zato on ne ulazi u detalje organizacije programiranja čitavog sistema (ili podsistema), podsistema), već projektuje projektuje sadržaj baze podataka, tj. definiše definiše objekte, objekte, njihova njihova obilježja obilježja i veze između objekata, kao i očekivanu obradu (manipulaciju podataka). Moguće je izvršiti podjelu na logičku i fizičku organizaciju podataka u bazi podataka. Pošto projektant ne vodi računa o fizičkoj organizaciji podataka, već o logičkoj, to se i datoteke koje on projektuje nazivaju logičkim datotekama. Logička organizacija podataka bavi se uspostavljanjem logičkih veza između pojedinih objekata, odnosno baze podataka kao njegove komponente, kao i definisanjem obilježja (atribu (atributa) ta) kojima kojima će objekt objektii biti biti opisan opisani.i. Logičk Logička a organiza organizacij cija a predst predstavl avlja ja korisni korisnikov kov (projektantov) pogled na podatke i veze između njih. Fizička organizacija podataka je potpuno nezavisna od logičke organizacije i bavi se organizacijo organizacijom m samog fizičkog smještaja smještaja podataka na diskovima. diskovima. Kao što smo na početku ove knjige naveli, o fizičkoj organizaciji podataka bavi se SUBP, dok se ranije (u klasičnoj AOP na bazi datoteka) njome bavio programer.
11.3. Prikaz logičke organizacije baze podataka Sistem za upravljanje bazama podataka-SUBP u MS Accessu je aplikacioni softver kojim kreiramo bazu podataka i manipulišemo podacima u njoj. Komponente nekog sistema za upravljanje bazama podataka su: - šema baze podataka, - tipovi podataka i - izrada baze podataka. Logičku organizaciju baze podataka možemo prikazati na nekoliko načina: 1) Teks Teksttualn ualno o 2) Tabelarno 3) Dijagra Dijagramski mskim m modelim modelima a podatak podataka a 4) Šemo Šemom m baze baze pod podat ataka aka..
11.3.1 Tekstualno opisivanje logičke organizacije baze podataka. Baza podataka, na primjer o kupcima i dobavljačima, može se prikazati tekstualno na slijedeći način: DOBAVLJAC (SIFDOB, NAZDOB, GRAD) KUPAC (SIFKUP, NAZKUP, GRAD, STATUS) PROIZVOD (SIFPRO, NAZPRO, BOJA, TEZINA) ISPORUKA (SIFDOB, SIFKUP, SIFPRO, DATUM, KOLIC) Podatak ispred zagrade je naziv relacije. relacije. Podaci u zagradi su nazivi obilježja obilježja.. Istaknuti (bold ) podaci su ključevi za identifikaciju redova. To šo se pojedini podaci nalaze u više relaci relacija ja ne treba treba tretira tretiratiti kao duplir dupliranj anje e podata podataka, ka, već obezbje obezbjeđiv đivanj anje e veza veza između između 55
pojedinih relacija. Tako, na primjer, relacija KUPAC je tabela u kojoj su polja koja se nazivaju, redom, SIFKUP, NAZKUP, GRAD, STATUS, i u kojoj je polje SIFKUP, ključno.
11.3.2. Tabelarno opisivanje baze podataka DOBAVLJAC
SIFDOB
NAZDOB
KUPAC GRAD
SIFKUP
PROIZVOD SIFPRO
NAZPRO
NAZKUP
GRAD
STATUS
SIFPRO
DATUM
ISPORUKA BOJA
TEZINA
SIFDOB
SIFKUP
KOLIC
Kao Kao što što se vidi vidi,, u gornj gornjem em lije lijevo vom m uglu uglu izna iznad d tabe tabele le upis upisan ana a je rela relaci cija ja,, a masno masno odštampana polja su ključevi.
11.3.3. Dijagramski modeli podataka Veliki složeni modeli podataka predstavljaju dijagrame protoka rada i kretanja dokumenata, koji se često koriste kod analiziranja administrativnih procedura u nekoj organizaciji. Takvi dijagra dijagrami, mi, ili opisi, opisi, čine lakšim lakšim proces proces modeli modeliranj ranja a podata podataka. ka. Jedna Jedna od mnogob mnogobroj rojnih nih dijagra dijagramski mskih h metoda metoda,, ali najkor najkorisni isnija, ja, koja koja predsta predstavlj vlja a modele modele podata podataka, ka, je dijagram entiteta i relacija (E-R dijagramdijagram-Entity-Relationship Entity-Relationship Diagram). Diagram). E-R dijagrami mogu da se koristie kada želimo da predstavimo odnose između objekata i da grafički predstavimo njihovo ponašanje. Entiteti podataka predstavljeni su pravougaonikom, atributi podataka sa elipsama, a odnosi između entiteta rombom. Osnovna prednost ovih dijagrama je što se njima na relativno malom prostoru može predstaviti koncept veoma velikog sistema sa višestrukim bazama podataka. iznos
ulog
bilans
povecanje
racun u banci
Slika 4. Dijagram entiteti-relacije između dva entiteta u BP
56
11.3.4. Šema baze podataka Šema16 baze podataka je grafički opis nacrta tabela u vidu linija koje sadrže nazive njihovih polja i prikazuju uprošćenu verziju odnosa između njih. Dijagram koji prikazuje logičko predstavljanje podatak nazivamo šemom. Ona može pomoći da se shvati koncept baze podataka. Šema je opis logičke organizacije baze podataka. Ona je ctrež na kome su predstavljeni tipovi podataka koji se nalaze u bazi podataka. Na šemi se nalaze imena objekata i atributa i specifikuju se relacije (veze) između podataka. Može se smatrati da tabela predstavlja šemu, ako se iz nje uklone konkretne vrijednosti podataka. Kada se u šemu ubace podaci (kao što je to učinjeno na slici 5) tada se govori o “jednom primjeru šeme”. Šema se često crta u formi dijagrama koristeći blokove. Pune linije između blokova označavaju relacije. Kada pravimo novu bazu podataka prvo moramo napraviti šemu. Šema opisuje strukturu baze podataka koja će biti napravljena: imena i tipovi polja u svakom tipu sloga i opšte relacije među različitim skupovima slogova ili datoteka. Ona obuhvata opis strukture baze podataka, imena i veličinu polja i detalje kao i to koje polje je primarni ključ. Nikad se u šemi ne navodi broj slogova, jer se on može mijenjati, kao i maksimalni broj slogova, jer je on određen kapacitetom medija za skladištenje podataka. SIFDOB
NAZDOB SIFKUP
GRAD NAZKUP SIFPRO
SIFDOB
SIFKUP
SIFPRO
GRAD NAZPRO DATUM
STATUS BOJA TEZINA
KOLICINA
Slika 5. Primjer šeme podataka
Na prethodnoj slici primarni ključevi su osjenčeni, a odnosi između ključeva tabele označeni su linijama koje povezuju ključeve. Ovakva šema može da se koristi tako da obuhvati objekat (izvor dokumenata), izvještaje koje treba napraviti i aplikacije koje se odnose na sve tabele. Crtanje ovih dijagrama za modeliranje podataka omogućuju razni CASE alati baze podataka (CASE-Computer-Aided Software Engineering ). Jedan od alata za crtanje koji je autor koristio je Visio sa dodatkom Stencill-a (kutije sa alatima) za E-R dijagrame.
11.4 Relaciona pristup opisivanju strukture podataka – Relaciona analiza podataka Kao sa svim što se odnosi na kompjutere, postoji više od jednog načina dizajniranja relacionih baza podataka za datu aplikaciju. Mnogi od njih funkcionišu dobro, ali neki mogu imati negativan uticaj na dužinu vremena izvođenja naše aplikacije u odnosu na potrebno. Da bi se baza podataka mogla efikasno koristiti, složen korisnički pogled mora biti pretvoren u niz jednostavnijih pogleda. 16
Potiče od grčke riječi schema=plan. 57
Relacioni sistem se bazira na relaciji koja se može predstaviti u vidu dvodimenzionalne tabele. Glavna prednost im je mogućnost manipulacije relacijama pomoću operacija relacione algebre, od kojih se, kao najinteresantnija, javlja operacija spajanja koja omogućuje da se iz dvije ili više postojećih relacija dobije nova relacija.
12. Pregled poznatih metodologija razvoja informacionih sistema • • • • • • • •
Architected Rapid Application Development (Architected RAD) Dynamic Systems Development Methodology (DSDM) Joint Application Development (JAD) Information Engineering (IE) Rapid Application Development (RAD) Rational Unified Process (RUP) Structured Analysis and Design eXtreme Programming (XP)
13. Komercijalni softver za projektovanje baza podataka Na tržištu softvera za projektovanje baza podataka, koje su korisnici jednog diskusionog foruma na Internetu naveli kao poznate, su slijedeći proizvodi: ERwin Power Designer CASE Studio 2.xx! Visio for Enterprises Architect Rational Rose MagicDrawUML, TogetherJ pa ćete videti šta je alat Oracle Designer i DeZigner for Databases od firme Datanamic. Glavni predstavnik novijih metodologija je RUP (Rational Unified Process) i od prije par godina XP (eXtreme Programming).
Vježba 7. Planiranje baze podataka U ovoj vježbi ćete naučiti osnovne principe dobrog izgleda baze podataka koji će vam kasnije pomoći u planiranju izrade aplikacije. Prije nego što započnete sa kreiranjem baze podataka trebate si postaviti nekoliko pitanja: • Koje podatke želite sačuvati i kako ih je najbolje organizovati? Odgovorom na ovo pitanje olakšaćete si izbor tabela koje trebate. • Koje akcije unosa podatka želite zavisno od vašeg posla ili hobija? Odgovorom na ovo pitanje olakšaćete si izbor obrazaca (formi) koje trebate. • Koje informacije želite znati o statusu posla ili hobija? 58
Odgovorom na ovo pitanje olakšaćete si izbor izvještaja i upita. Izbor tabela. Tehnički, za kreiranje baze podataka mogli biste napraviti samo jednu tabelu. No, najveća greška je u tome što mnogi ljudi u jednu tabelu unesu mnogo različitih informacija. MS Access je program koji čuva odnose u bazi podataka, što znači da jednostavno čuva mnogo tabela i stvara vezu između njih. Na primjer, ako želite napraviti bazu podataka koja čuva informacije o narudžbama kupaca, napravite slijedeće tabele: Kupci Vrsta kupca Narudžbe Način otpreme Uslovi plaćanja Proizvod Prodavac Planirajte tabelu. Planirajte tabelu prije pravljenja baze podataka jer su promjene u strukturi tabele nakon popunjavanja vrlo teško izvedive (ali ne i nemoguće). Slijedeća velika greška je pokušaj da tabela izgleda poput izvještaja. Na primjer, možda ćete ponavljati ime kupca i njegovu adresu u svih sedam tabela kako bi vam te informacije bile uvijek dostupne. To je vrlo neracionalno i loše je urađeno. Jednostavnije je napraviti izvještaj ili formu koja uključuje te informacije kad god su potrebne, a prikazane su u samo jednoj tabeli. Normalizacija baze podataka. Kada je baza podataka loše organizovana, stručnjaci kažu da nije normalizovana. Određena pravila govore kako tabele moraju biti sačuvane u bazi podataka. Ta pravila nazivamo pravila normalizacije podataka. Kreirajte tabele tako da budu što preglednije i kompaktnije kako biste izbjegli mogućnost greške i nerazumijevanja. Postoji pet pravila normalizacije, ali posljednja tri su toliko složena da ih upotrebljavaju samo profesionalci pri izradi baza podataka. U ovoj vježbi objasnićemo prva dva pravila normalizacije koja bi trebao savladati svaki početnik da bi shvatio kako da izbjegne osnovne pogreške.
14. NORMALIZACIJA PODATAKA U RELACIONOM MODELU PRAVILA NORMALIZACIJE Normalizacija je formalizovani postupak za grupisanje atributa podataka u tabele i tabela u baze podataka. Ciljevi normalizacije: Eliminisanje dupliranih informacija u tabelama.
Prilagođavanje budućim izmenama u strukturi tabela.
Umanjivanje uticaja strukturnih izmena baze podataka na korisničke aplikacije koje pristupaju podacima.
PRVA NORMALNA FORMA Zahtijeva da tabele budu ravne (flat ) i da ne sadrže duplirane grupe. DRUGA NORMALNA FORMA Zahtijeva da podaci u svim kolonama koje nisu dio ključa budu potpuno zavisni od primarnog ključa i svakog elementa (kolone) primarnog ključa kada je on složeni 59
primarni ključ. Potpno zavisni-znači da je vrijednost podatka u svakoj koloni koja nije dio ključa sloga, na jedinstven način određena vrijednošću primarnog ključa. Druga normalna forma uklanja veći dio nepotrebnih (redundantnih) podataka. TREĆA NORMALNA FORMA Zahtijeva da sve kolone koje nisu dio ključa tabele budu zavisne od primarnog ključa tabele i nezavisne jedna od druge. Tabele moraju da odgovaraju prvoj i drugoj formi da bi bile sposobne za treću normalnu formu. ČETVRTA NORMALNA FORMA Zahtijeva da se nezavisni entiteti podatka ne čuvaju u istoj tabeli, kada između njih postoje relacije tipa više-prema-više. PETA NORMALNA FORMA Zahtijeva da mora postojati mogućnost da se tačno rekonstruiše originalna tabela pomoću tabela u koje je ona rastavljena. Peta normalna forma zahtijeva da tabele poštuju pravila treće normalne forme, a kada postoje relacije tipa više-prema-više i pravilo četvrte normalne forme.
NORMALIZACIJA BAZE PODATAKA Ovo je proces podešavanja strukture baze podataka kako bi njene performanse bile poboljšane, kako u pristupu podacima, tako i u pogledu integriteta i brzine procesiranja (sreće se i pod nazivom: kreiranje relacija normalizacijom). Sva pravila normalizacije podataka u nekoj bazi ne moraju se obavezno primijeniti, ali u kompleksnijim i profesionalnim bazama podataka teško ih je izbjeći. Svako od navedenih pravila podrazumijeva pravila nižeg reda. Ova pravila bi trebalo da prepoznate u kreranju baze (Kadrovi). Pravilo I: Eliminisanje grupa podataka koje se ponavljaju Prvo pravilo normalizacije baze podataka sastoji se u tome, da morate napraviti odvojenu tabelu za svaki set kolona koje su u relaciji pa svakoj tabeli date primarni ključ. Za baze podataka koje poštuju ovo pravilo se kaže da su u prvoj normalnoj formi. Dakle, ako u tabeli imate niz polja (sličnog imena) uklonite ovu ponavljajuču grupu tako što ćete kreirati novu tabelu za ponavljajuče podatke i povežite je relacijom sa ključnim poljem iz prve tabele. PRIMJER: Ako tabelu PLATE (RadnikID, Ime, Mjesec, Sektor, Rukovodilac, LD) svedemo na PLATE(RadnikID, Mjesec, Sektor, LD) izbječićemo ponavljanje grupa podataka RadnikID i Ime, kao i Sektor i Rukovodilac. Pravilo 2: Eliminacija redundantnih podataka Redundantnim podacima se smatraju oni podaci koji su nepotrebno smješteni na više mjesta u bazi podataka. Drugo pravilo normalizacije baza podataka kaže da, ako polje samo djelimično zavisi od više-vrijednosnog ključa, premjestite ga u drugu (posebnu) tabelu. Dakle, nemojte smjestati iste podatke na dvije različite lokacije (tabele). Ovo može voditi u grešske ažuriranja ili brisanja. Ako su ekvivalentni elementi podataka uneseni u dva polja, uklonite drugi element podataka, kreirajte novu tabelu sa donosnim elementom i pratećim ključnim poljem, a zatim smjestite ključno polje kao relaciju prema lokaciji koja je sadržala oba objekta. Drugim riječima, ako imate potrebu da premjestite dva polja da biste stvarno identifikovali slog, ali samo jdno od polja iz te tabele, koje je neophodno za izvršavanje pregleda tabele, potrebna vam je nova tabela. Za baze podataka koje zadovoljavaju ovo pravilo se kaže da su u drugoj normalnoj formi. 60
U bazi Kadrovi, u tabelu Plate, radnik se ne unosi svojim imenom već identifikacijom preko njihovog ID broja (RadrniklD). Na ovaj način se memorijski prostor za bazu uveliko smanjuje, održavanje baze se olakšava, a brzina operacija nad tabelama povećava. PRIMJER: Ako tabelu PLATE(RadnikID, Mjesec, Sektor, Rukovodilac, LD) svedemo na PLATE(RadnikID, Mjesec, SektorlD, LD), a podatak o tome ko je Rukovodilac sektora definišemo u tabeli SEKTORI( Sektor ID, Sektor, Rukovodilac), tada će tabela PLATE biti u drugoj normalnoj formi.
Pravilo 3: Eliminisanje kolona koje ne zavise od primarnog ključa Polje, koje nije u direktnoj vezi sa indeksnim ključem tabele, trebalo bi da bude prenijeto u drugu tabelu. U jednoj tabeli podataka bi trebalo da budu smjesteni samo elementi podataka koji su u direktnoj relaciji sa primarnim kljurem tabele. Ovo pravilo se najcesce odnosi na izvedene podatke ili druga feracunavanja. Dakle, ako imate elemente podataka koji nisu u direktnoj relaciji sa primarnim kljxem tabele, ove elemente bi trebalo da prebacite u njihove sopstvene tabele. Drugim riječima, ako kolona tabele stvarno ne treba da bude u toj tabeli, ona je vjerovatno neophodna u nekoj drugoj tabeli. Za baze podataka koje slijede ovo pravilo kaže se da su u trećoj namalnoj formi. PRIMJER: Ako tabelu PLATE (RadnikID, Mjesec, Sektor, LD) svedemo na PLATE(RadnikID,Mjesec,LD), a podatak o tome u kom je sektoru radnik unesemo u tabelu RADNICI, imaćemo: RADNICI(RadnikID, Ime, Prezime, JMB, Sektor) Dok prva tri pravila normalizacije uključuju eliminaciju ponavljajućih, radundantnih ili relevantnih polja podataka, preostala dva pravila uključuju izolaciju višestrukih relacija u cilju poboljšanja opšteg integriteta podataka. Prva tri pravila su obicno sve sto treba da ispostujete da biste dosli do dobro dizajnirane baze podataka, međutim, u slučaju kompleksnijih modela neophodno je slijediti i slijedeća pravila, a detaljno se obrađuju na višem kursu- MS Access (2).
Pravilo 4: Izolacija nezavisnih višestrukih relacija Ne moze postojati tabela koja sadrzi dve ili vise l:n ili n:n relacija koje nisu u direktnoj vezi. Ovo pravilo se koristia po-boljsanje relacionog modelabaze podataka kada on sadrzi vise od jedne l:n relacije. Drugim recima, ukoliko je podatak vazan, ali nije u direktnoj relaciji sa drugim elementima sloga, moracete da preneete ove podatke u novu tabelu. Za baze podataka koje slede ovo pravilo kaze se da su ucetvrtoj normalnoj formi. Pravilo 5: Izolacija zavisnih visestrukih relacija Peto pravilo normalizacije podataka kaze, da je neophodno da izolujete nezavisne visestruke relacije u bazi podataka. Ovo pravilo se koristiza poboljsanje relacionog modelabaze podataka kada on sadrzi vise od jjdne n:n relacije. Dakle, ako imate pravila koja zahtevaju visestruke reference prema istom polju ili setu polja, izolujte to polje u drugu tab-lu i kreirajte jednu ili vise tabela za povezivanje, koja ce sadrzati zahtevane reference (veze), a istovremeno zadrzati integritet baze podataka. Drugim recima, ako nekoliko slozenih relacija postoji u Vasoj bazi podataka, treba da izdvojite svaku od tih relacija u rij-hovu sopstvenu tabelu. Za baze podataka koje slede ovo pravilo kaze se da su u petoj normalnoj f
61
Vježba 8. Normalizacija baze podataka Čarobnjaci za normalizaciju. Na svu sreću, ako baze podataka kreirate pomoću čarobnjaka ( Access Database Wizard ) (5. vježba), sve tabele biće normalizovane. 1. Izbjegavanje ponavljanja unosa nformacija Pretpostavimo da želite da sačuvate informacije o kupcu zajedno sa slogovima svih transakcija. Ako biste te informacije smjestili u jednu tabelu, vjerovatno biste morali ponavljati ime kupca, njegovu adresu i telefonski broj svaki put kada unesete novu transakciju. Sve to postaje još veća komplikacija ako se promijeni adresa kupca, jer morate promijeniti adresu u svakom slogu transakcije za kupca. Naziv kupca
Adresa kupca
Telefon kupca Datum narudžbe Iznos narudžbe
ABC Plumbing
201 W 44th St
(387) 5552394 ABC Plumbing | 201 W. 44th St. (387)555-2394 ABC Plumbing 201 W. 44th St. (387)555-2394 Jack's Emporium 1155 Conner Ave. (387)555-4501 Jack's Empuiium 1155 Cuimei Ave. (387)555-4501
2/5/06
155.90
5/14/06 7/9/06 6/6/06 7/26/06
90.24 224.50 1592.99 3990.41
Millie's Pizza
8/29/06
39.95
108 Ponting St.
(387)554-2349
Jcdnostavniji način je pridruživanje identifikacionog broja (ID). Uključite ID broj u tabelu koja sadrži imena i adrese i tada upotrebite isti ID broj kao vezu s odvojenom tabelom koja sadrži transakcije. Tabela kupaca ID Kupca Naziv kupca 1
Adresa kupca
Telefon kupca
ABC Plumbing
201 W. 44th St.
2
(387)5552394 Jack's Emporium 1155 Conner Ave. (387)555 4501
3
Millies Pizza
108 Honting St.
(387)6646349
Tabela narudžbi ID Kupca Datum narudzbe Iznos narudzbe 1
2/5/06
155.90
1
5/14/06
90.24
1
7/9/06
224.50
2
6/6/06
1592.99
2
7/26/06
990.41
3
8/29/06
39.95
2. Izbjegavanje unosa suvišnih podataka Pretpostavimo da želite da pratite koji radnici pohađaju određena predavanja. Ima mnogo zaposlenih i mnogo raznih predavanja. Jedan način praćenja je kreiranje tabele Radnici koja izgleda ovako: 62
Tabela Radnici Ime radnika Phil Sharp Becky Rowan Nick Gianti Martha Donato Cynthia Hedges Andrea Mayfair
Adresa radnika Telefon radnika Datum predavanja 211W 16thSt. 40 Westfield Ct 559 Ponting St 720 E. Warren 108 Carroll St 3904 110th St
(387)555-4321 (387)555-3905 (387)555-7683 (387(556 2030 (387)555-5330 (387)554-0293
5/5/06 5/5/06 6/15/06 5/5/05 6/15/06 6/15/06
Vrsta časa Leadership Skills Customer Service Public Spuakmy Public Speaking Customer Service Leadership Skills
Kredita Prošao? 3 2 9 9 2 3
Da Da Da Ne Ne Da
Ali, šta će se dogoditi ako jedan zaposleni pohađa više od jednog predavanja? Moraćete dodavati još jedan red u tabelu i tada ćete imati isti problem opisan u prethodnom poglavlju-više slogova s istim unosima u poljima. Šta ako jedan zaposleni koji je pohađao predavanja napusti firmu? Kada izbrišete slog tog zaposlenog, izbrisaćete i informacije o broju kredita za predmet koji je on pohađao. Jednostavniji način je kreiranje odvojenih tabela za zaposlene, predavanja i vrijeme predavanja, koje izgledaju kao: Tabela Radnici ID radnika
Ime radnika
Adresa radnika Telefon radnika
1
Phil Sharp
211 W. 16th St. (387)555-4321
2
Becky Rowan
40WestfieldCt. (387)555-3905
3
Nick Gianti
559 Ponting St. (387)555-7683
4
Martha Donate 720 E.Warren
5
Cynthia Hedges 108 Carroll St. (387)555-5990
6
Andrea Mayfair 3904 110th St. (387)555-0293
(387)555-2930
Tabela predavanja ID casa Vrsta časa Kredita C1 Leadership Skills 3 C2 Customer Service 2 C3 Public Speaking 9 Tabela vremena predavanja ID radnika Datum Čas Prošao? 1
5/5/96 C1 Da
2 3
5/5/96 C2 Da 6/16/96 C3 Da
4
5/5/96 C3 Ne
5
6/15/96 C2 Da
6
6/15/96 C1 Da
Z AKLJUČNO: DIZAJNIRAJTE TABELE Ne opterećujte se svim ovim informacijama o normalizaciji baze podataka. Dobro organizovana tabela sadrži nekoliko osnovnih principa: • Svaka tabela mora imati neku temu - na primjer Radnik (Podaci o kupcima ili Poslovne transakcije). Nemojte se truditi da imate više od jedne teme za tabelu. 63
• Ako znate da ćete tokom rada morati ponavljati podatke, kao što je unošenje telefonskog broja u svakoj transakciji, planirajte tako da podijelite informacije u vlastite tabele. • Ako želite da sačuvate popis referentnih informacija (imena ili cijena predavanja), takve informacije spremite u vlastite tabele. • Što češće upotrebite ID broj koji će vam pomoći pri povezivanje tabela i izbjegavanju grešaka pri ukucavanju dugačkog teksta (imena). • Ako za određene unose već imate uniformisane brojeve, na primjer, brojeve socijalnog osiguranja, upotrebite ih, a u slučaju da to nije tako upotrebite polje AutoNumber kako biste automatski generisali uniformisani broj za svaki slog. Koju formu (obrazac) upotrebiti? Kao što smo ranije opisali, forma je alat pri unosu podataka u tabelu. Polja iz nekoliko tabela možete složiti u formu i na taj način olakšati unos podataka u ta polja na ekranu. Na primjer, forma narudžbi kupaca može uključivati informacije iz tabele narudžbi i tabele proizvoda (slika 6).
SLIKA 6. Forma može biti veza između tabela .
Kada razmišljate koja vam je forma potrebna, pitanje je šta želite da uradite. Slijedeći popis opisuje neke aktivnosti koje bi mogle zahtijevati formu: • Zapošljavanje radnika (i unošenje informacija o njima u bazu podataka). • Prodaja roba i usluga. • Izdavanje narudžbi. • Sakupljanje informacija o imenima i osobama za kontakt volontera. • Praćenje poslovanja. Ne možete da predvidite koje forme trebate? Svakako je važno imati stvorene efektne forme, međutim promjene u formama možete uraditi u bilo koje vrijeme i vrlo lako (suprotno tabelama). Stoga, prije početka rada, ne morate znati koje forme ćete trebati. 64
KAKVE IZVJEŠTAJE ŽELITE NAPRAVITI?
Izvještaj zadovoljava vaše potrebe za informacije o podacima. Najčešće ćete ih ispisati (za razliku od tabela i formi koje se upotrebljavaju na ekranu). Na primjer, možda ćete htjeti da napravite izvještaj o svim osobama koje nisu platili članarinu ili svima onima koji su dužni više od 100 KM. Ove podatke možete pronaći i pomoću upita. Izvjestaji su najčešće namijenjeni osobama koje ne sjede s vama za vašim računarom. Na primjer, mogli biste ispisati izvještaj za nadzorni odbor koji će vam pomoći da zadržite mjesto direktora. Izvještaj može istovremeno povlačiti podatke iz mnogih tabela, izvoditi proračune nad podacima (sabiranje ili prosječna vrijednost) i prikazati ih na lijep način. Evo nekoliko primjera koje možete uraditi pomoću izvještaja: • Ispisati, za potrebe osiguranja, popis vaših stvari čija vrijednost prelazi 50 KM. • Prikazati popis svih članova kluba koji nisu izmirili članarinu. • Izračunati i prikazati trenutnu vrijednost opreme. • Ispisati popis provizija za svakog od 50 najboljih prodavaca u posljednjem kvartalu u usporedbi s prosjekom prodaje cijele firme, itd. Novi izvještaj možete napraviti u bilo koje vrijeme i ne morate ga planirati prije izrade baze podataka. Naravno, ako znate kakav ćete izvještaj trebati, možete dizajnirati svoju tabelu u formatu koji će biti efektniji pa će tako i izvještaj bolje izgledati.
14.1. Pravila tri normalne forme Bilo koja struktura podataka može biti prevedena u formu dvodimenzionalne tabele. Postupak kojim se uzajamna povezanost u nekoj strukturi prikazuje u vidu dvodimenzionalne tabele naziva se normalizacija. Normalizacija baze podataka je proces podešavanja strukture baze podataka kako bi njene performanse bile poboljšane, i to kako u pristupu podacima, tako i u pogledu integriteta i brzine procesiranja. Sva pravila normalizacije podataka u nekoj bazi ne moraju se obavezno primijeniti, ali u kompleksnijim i profesionalnim bazama podataka teško ih je izbjeći. Svako od navedenih pravila podrazumijeva zadovoljenje pravila nižeg reda. Ova pravila biste trebali da prepoznate u kreiranju baze Radnici u prethodnoj vježbi Relaciona analiza zasniva se na teoriji skupova. Njome se podaci prevode iz jednog oblika u drugi. Vrlo su bitna prva tri koraka normalizacije, odnosno dovođenja relacija u prvu, drugu i treću normu. Zgodno uputstvo o tome kako se dizajnira relaciona baza podataka, koja dovodi do jednostavnije (za primjenu) aplikacije i za održavanje sistema, je skup pravila koja definišu tri normalne forme:
Pravilo I: Eliminisanje grupa podataka koje se ponavljaju Prvo pravilo normalizacije baze podataka sastoji se u tome, da morate napraviti odvojenu tabelu za svaki set kolona koje su u relaciji, pa svakoj tabeli date primarni ključ. Za baze podataka koje poštuju ovo pravilo kaže se da su u prvoj normalnoj formi.
65
Dakle, ako u tabeli imate niz polja (sličnog imena) uklonite ovu ponavljajuću grupu tako što ćete kreirati novu tabelu za ponavljajuće podatke i povežite je relacijom sa ključnim poljem iz prve tabele.
Primjer: Ako tabelu PLATE (RadnikID, Ime, Mjesec, Sektor, Rukovodilac, LD) svedemo na PLATE (RadnikID, Mjesec, Sektor, LD) izbječićemo ponavljanje grupa podataka RadnikID i Ime, kao i Sektor i Rukovodilac. Pravilo 2: Eliminacija redundantnih podataka Sve vrijednosti u kolonama koje nisu ključ zavise od vrijednosti primarnog ključa, a relacija se već nalazi u prvoj normalnoj formi. Redudantnim podacima smatraju se oni podaci koji su nepotrebno smješteni na više mjesta u bazi podataka. Drugo pravilo normalizacije baza podataka kaže da, ako polje samo djelimično zavisi od više-vrijednosnog ključa, premjestite ga u drugu (posebnu) tabelu. Dakle, nemojte smještati iste podatke na dvije različite lokacije (tabele). Ovo može voditi u greške ažuriranja ili brisanja. Ako su ekvivalentni elementi podataka uneseni u dva polja, uklonite drugi element podataka, kreirajte novu tabelu sa odnosnim elementom i pratećim ključnim poljem, a zatim smjestite ključno polje kao relaciju prema lokaciji koja je sadržala oba objekta. Drugim riječima, ako imate potrebu da premjestite dva polja da biste stvarno identifikovali slog, ali samo jedno od polja iz te tabele, koje je neophodno za izvršavanje pregleda tabele, potrebna vam je nova tabela. Za baze podataka koje zadovoljavaju ovo pravilo kaže se da su u drugoj normalnoj formi. U bazi Kadrovi, u tabelu Plate, radnik se ne unosi svojim imenom već identifikacjom preko njihovog ID broja (RadnikID). Na ovaj način se memorijski prostor za bazu uveliko smanjuje, održavanje baze se olakšava, a brzina operacija nad tabelama povećava.
Primjer: Ako tabelu PLATE (RadnikID, Mjesec, Sektor, Rukovodilac, LD) svedemo na PLATE (RadnikID, Mjesec, SektorlD, LD), a podatak o tome ko je Rukovodilac sektora definišemo u tabeli SEKTORI ( Sektor ID, Sektor, Rukovodilac), tada će tabela PLATE biti u drugoj normalnoj formi.
Pravilo 3: Eliminisanje kolona koje ne zavise od primarnog ključa Ni jedna vrijednost kolone ne zavisi od od vrijednosti u bilo kojoj koloni izuzev primarnog ključa, a relacija se već nalazi u drugoj normalnoj formi. Procesom normalizacije otklanjaju se nepoželjne osobine relacija između podataka. Polje, koje nije u direktnoj vezi sa indeksnim ključem tabele, trebalo bi da bude prenijeto u drugu tabelu. U jednoj tabeli podataka trebalo bi da budu smješteni samo elementi podataka koji su u direktnoj relaciji sa primarnim ključem tabele. Ovo pravilo se najčešće odnosi na izvedene podatke ili druga preračunavanja. Dakle, ako imate elemente podataka koji nisu u direktnoj relaciji sa primarnim ključem tabele, ove elemente bi trebalo da prebacite u njihove sopstvene tabele. 66
Drugim riječima, ako kolona tabele stvarno ne treba da bude u toj tabeli, ona je vjerovatno neophodna u nekoj drugoj tabeli. Za baze podataka koje slijede ovo pravilo kaže se da su u trećoj normalnoj formi.
Primjer: Ako tabelu PLATE (RadnikID, Mjesec, Sektor, LD) svedemo na PLATE (RadnikID, Mjesec, LD), a podatak o tome u kom je sektoru radnik unesemo u tabelu RADNICI imaćemo: RADNICI (RadnikID, Ime, Prezime, MB, Sektor) Dok prva tri pravila normalizacije uključuju eliminaciju ponavljajućih, radundantnih ili relevantnih polja podataka, preostala dva pravila uključuju izolaciju višestrukih relacija u cilju poboljšanja opšteg integriteta podataka. Prva tri pravila su obično sve što treba da ispoštujete da biste došli do dobro dizajnirane baze podataka, međutim, u slučaju kompleksnijih modela neophodno je slijediti i slijedeća pravila:
Pravilo 4: Izolacija nezavisnih višestrukih relacija Ne može postojati tabela koja sadrži dvije ili više l:n ili n:n relacija koje nisu u direktnoj vezi. Ovo pravilo se koristi za poboljšanje relacionog modela baze podataka kada on sadrži više od jedne l:n relacije. Drugim riječima, ukoliko je podatak važan, ali nije u direktnoj relaciji sa drugim elementima sloga, moraćete da prenesete ove podatke u novu tabelu. Za baze podataka koje slijede ovo pravilo kaže se da su u četvrtoj normalnoj formi. Pravilo 5: Izolacija zavisnih višestrukih relacija Peto pravilo normalizacije podataka kaže da je neophodno da izolujete nezavisne višestruke relacije u bazi podataka. Ovo pravilo se koristi za poboljšanje relacionog modela baze podataka kada on sadrži više od jedne relacije n:n („više prema više“). Dakle, ako imate pravila koja zahtijevaju višestruke reference prema istom polju ili skupu polja, izolujte to polje u drugu tabelu i kreirajte jednu ili više tabela za povezivanje, koja će sadržati zahtjevane reference (veze), a istovremeno zadržati integritet baze podataka. Drugim riječima, ako u vašoj bazi podataka postoji nekoliko složenih relacija, treba da izdvojite svaku od tih relacija u njihovu sopstvenu tabelu. Za baze podataka koje slijede ovo pravilo kaže se da su u petoj normalnoj formi.
Vježba 4 Normalizacija baze podataka Da bismo demonstrirali postupak normalizacije baze podataka pomoću gornja tri pravila, mi smo ih primijenili na jedan primjer unošenja narudžbi robe 17. Startovali smo sa tabelom koja je imala kolone za adresu, poštanski broj, državu itd. Pretpostavimo da želite da formirate bazu podataka o narudžbama robe i da želite da na ekranu imate slijedeći prikaz:
Broj narudžbenice: 819
17
Datum: 09.09.2007
Primjer preuzet iz knjige: Stankić, Rade, Poslovna informatika...... 67
Naziv kupca: “INFO-TRADE” d.o.o. Banja Luka
Šifra 775
kupca:
Šifra robe
Naziv robe
Naručena
080
Mrežna karta 10/100 Fax/modem karta 56 K Tastatura K101 Kolor Monitor 17”
20
17
39.95
15
11
44.80
30
30
18.50
10
2
275.10
110 317 478
Količina Isporučena
Cijena
Slika 7 Izgled narudžbenice
Korisnikov pogled, izražen relacionom terminologijom izgledao bi kao na narednoj slici. Pri tome ključni podatak označili smo zvjezdicama.
68
Broj narudžbenice ****** 819
Datum
Šifra kupca
09/09/07
775
819
09/09/07
819 819
09/09/07 09/09/07
Naziv kupca
Šifra robe
Naziv robe
Naručena količina
INFOTRADE
088
775
INFOTRADE
111
775 775
INFOTRADE INFOTRADE
333 456
Mrežna karta 10/100 Fax/modem karta 56 K Tastatura Kolor monitor 17”
Isporučena količina
Cijena
20
17
39.95
15
11
44.80
30 10
30 2
18.50 275.10
Slika 8. Izgled narudžbenice
69
Prvi korak u normalizaciji ima zadatak da napravi selekciju tako što će u posebnu tabelu da odvoji ono što se ponavlja u više redova, tj. što ima isti sadržaj. Na taj način dobićemo dvije tabele: jednu za cijelu narudžbenicu (tabela 5) i drugu za svaku robu posebno (tabela 6). Broj narudžbenice ****** 819
Datum
Šifra kupca
Naziv kupca
09/09/07
775
INFOTRADE
Tabela 5 Broj narudžbenice ****** 819
Šifra robe ****** 088
Naziv robe Mrežna karta 10/100
Naručena količina
Isporučena količina
Cijena
20
17
39.95
Prvi korak u normalizaciji ima zadatak da napravi selekciju tako što će u posebnu tabelu da odvoji ono što se ponavlja u više redova, tj. što ima isti sadržaj. Na taj način dobićemo dvije tabele: jednu za cijelu narudžbenicu (tabela 5) i drugu za svaku robu posebno (tabela 6). Broj narudžbenice ****** 819
Datum
Šifra kupca
Naziv kupca
09/09/07
775
INFOTRADE
Tabela 5 Broj narudžbenice ****** 819
Šifra robe ****** 088
819
111
819 819
333 456
Naziv robe
Naručena količina
Isporučena količina
Cijena
Mrežna karta 10/100 Fax/modem karta 56 K Tastatura Kolor monitor 17”
20
17
39.95
15
11
44.80
30 10
30 2
18.50 275.10
Tabela 6
Ovako sređeni podaci sada se nalaze u tzv. prvoj normalnoj formi. Može se vidjeti da nema dupliranja podataka iako se kolona Broj narudžbenice nalazi i u jednoj i u drugoj tabeli. Ona nam služi kao “veza” između ove dvije tabele. Takođe, Broj naruđbenice predstavlja dio ključa za Tabelu 6. kombinovano sa podatkom Šifra robe. Drugi korak u normalizaciji tabele ima zadataka da identifikuje potpune zavisnosti od ključnog podataka. U tabeli ROBA, podaci Naziv robe i Cijena su identični za svaku posebnu robu i ne zavise od narudžbenice kojom je ta roba poručena. To znači da podaci Naziv robe i Cijena nisu potpuno zavisni od ključnog podatka, nego samo od jednog dijela ključaŠifre robe. Upravo takve podatke treba izdvojiti u posebnu tabelu. U našem primjeru poslije izvršenog drugog koraka biće formirane tabele 7, 8 i 9. Broj narudžbenice ****** 819
Datum 09/09/07 Tabela 7.
Šifra kupca
Naziv kupca
775
INFOTRADE
Broj narudžbenice
Šifra robe
Naručena količina
Isporučena količina
****** 819 819 819 819
****** 088 111 333 456
20 15 30 10
17 11 30 2
Tabela 8.
Šifra robe ****** 088 111 333 456
Naziv robe
Cijena
Mrežna karta 10/100 Fax/modem karta 56 K Tastatura Kolor monitor 17” Tabela 9.
39.95 44.80 18.50 275.10
Treći korak u normalizaciji tabele ima zadatak da odstrani sve prenosne zavisnosti. To znači da je potrebno izolovati one podatke u tabeli koji naizgled zavise samo od ključnog podatka u tabeli, a u stvari takođe zavise i od drugog podatka u tabeli. Ako analiziramo primjer gdje jedan kupac može da ima više narudžbenica istovremeno, to bi zahtijevalo da se Naziv kupca ponavlja onoliko puta koliko je njegovih narudžbenica u toku. Isto tako, ako u određenom vremenskom intervalu neki kupac nema izdate narudžbenice, o njemu neće biti informacije u tabeli. Primjenom trećeg pravila normalizacije na tabele koje se već nalaze u drugoj normalnoj formi, prebacićemo podatak Naziv kupca u posebnu tabelu gdje će ključni podatak biti Šifra kupca. Poslije ovog koraka biće formirane relacije prikazane u tabelama 10, 11, 12, 13. koje su sve u trećoj normalnoj formi. Broj narudžbenice
Datum
****** 819
Šifra kupca
09/09/07 Tabela 10.
775
Broj narudžbenice
Šifra robe
Naručena količina
Isporučena količina
****** 819 819 819 819
****** 088 111 333 456
20 15 30 10
17 11 30 2
Tabela 11.
Šifra robe ****** 088 111 333 456
Naziv robe
Cijena
Mrežna karta 10/100 Fax/modem karta 56 K Tastatura Kolor monitor 17” Tabela 12.
39.95 44.80 18.50 275.10
Šifra kupca ****** 775
Naziv kupca INFOTRADE Tabela 13.
Definicije relacija u našem primjeru mogu biti predstavljene na slijedeći način:
NARUDŽBENICA (Broj narudžbenice, Datum, Šifra kupca), STAVKA (Broj narudžbenice, Šifra robe, Naručena količina, Isporučena količina), ROBA (Šifra robe, Naziv robe, Cijena), KUPAC (Šifra kupca, Naziv kupca). Ispred zagrade je naziv relacije. Podaci u zagradi su nazivi domena. Podvučeni podaci su ključevi za identifikaciju redova. Ovako definisane relacije nalaze se u takozvanoj trećoj normalnoj formi. To što se pojedini podaci nalaze u više relacija ne treba tretirati kao dupliranje podataka, nego kao obezbjeđivanje veza između pojedinih relacija. U našem primjeru podatak Šifra kupca nalazi se u relacijama NARUDŽBENICA i KUPAC. Njegova namjena je da poveže podatke iz relacije NARUDŽBENICA sa podacima iz relacije KUPAC. Podatak Šifra kupca pojavljuje se kao ključni podatak samo u relaciji KUPAC, a u relaciji NARUDŽBENICA služi kao veza. Slično je i sa podatkom Šifra robe. Taj podatak pojavljuje se u relacijama STAVKA i ROBA. U relaciji ROBA Šifra robe je ključni podatak, a u relaciji STAVKA služi kao veza.
15. Proces izrade baze podataka Realizacija baze podataka odvija se u tri koraka, i to: 1. Određujemo koje podatke trebamo 2. Opisujemo podatke i 3. Unosimo podatke u bazu podataka. Kada je šema podataka kompletna, korisnik može započeti sa unošenjem vrijednosti u tabelu. Preporuke pri dizajniranju baze podataka [ECDL 18]: 1. Osiguravanje jedinstvenosti svakog sloga - svaka tabela treba da ima jedinstveni primarni ključ čime sprječavamo stvaranje višestrukih slogova 2. Neka svako polje bude jedinstveno - ne smije biti ponavljanja podataka u tabeli 3. Učinite polja funkcionalno zavisnim - svako polje trebalo bi predstavljati podatak koji se odnosi na slog; ako ne onda je ili suvišno ili pripada nekoj drugoj tabeli 4. Osigurajte nezavisnost svakog polja - promjena bilo kojeg polja u slogu ne utiče na nijedno drugo u istom slogu 5. Polja ne smiju sadržavati izračune ili izvedene podatke - na primjer, u jedno polje unosite cijenu proizvoda, a u drugom vam je sadržana stopa PDV– a; stvarnu cijenu uvijek možete izračunati iz cijene i stope PDV –a 6. Podaci trebaju biti u najmanjim logičkim jedinicama - npr. upisujete odvojeno ime i prezime klijenta kako bi mogli izvršiti njihovo sortiranje po abecedi.
Zadatak 1:
1. Šta podrazumijevate pod pojmom baza podataka? 2. Navedite nekoliko primjera baza podataka? 3. Kako se općenito dijele baze podataka? 4. Šta je to podatak, a šta informacija? 5. Navedite nekoliko primjera podataka i informacija! 6. Nabrojte tri osnovna tipa baza podataka? 7. Šta je relaciona baza podataka? 8. Kako su podaci organizovani u relacionoj bazi podataka? 9. Šta je slog, a šta polje? 10. Koji je drugi naziv za slog? 11. Šta predstavlja polje u tabeli, a šta slog? 12. Koja je uloga sistema za upravljanje bazama podataka? 13. Navedite jedan SUBP? 14. Koji je upitni jezik danas najzastupljeniji? 15. Navedite neke od primjera za prelazak na poslovanje s računarom podržanim bazama podataka? 16. Nabrojite i objasnite osnovne preporuke pri dizajniranju baze podataka po ECDL - u! 17. U čemu leži prava snaga baza podataka?
Zadatak 2 - MS Access-Kreiranje baze podataka malog preduzetnika 1. Na disku D: u folderu Informatika kreirajte folder s nazivom M (i broj Vašeg indeksa). Kreirajre Access bazu podataka u tom folderu pod nazivom Zadatak2.mdb 2. Pretpostavimo da otvarate vlastitu firmu. Da biste počeli poslovati potrebno je firmu registrovati. Pretpostavimo da ste se odlučili za registraciju obrta za šta vam je dovoljna prijava u Sekretarijatu za privredu opštine. Obrtnici su u početku poslovanja obveznici vođenja poslovnih knjiga prema Zakonu o porezu na dohodak. Pretpostavimo da ste se odlučili samostalno voditi obrtničku evidenciju i stoga vam je potrebno da za svoje potrebe ustrojite bazu u Accessu koja će vam omogučiti evidenciju poslovnih promjena. Evidencija poslovnih promjena obavlja se u knjizi primitaka I izdataka. Knjiga primitaka i izdataka vodi se po principu blagajne što znači da se svako primanje novca knjiži kao primitak, a svako davanje novca kao izdatak. Obrtnici svom svojom imovinom garantuju za obaveze prema trećim licima, prema tome i njihov "privatni" novac je poslovno sredstvo. U knjigu primitaka ne zavode se nabavke osnovnih sredstava, već njihova amortizacija. S obzirom da ćemo pokušati, s jedne strane, osigurati nešto širi obim informacija nego što to klasična (papirna) knjiga pruža, a s druge strane pojednostaviti evidenciju, kako primjer ne bi bio suviše zahtjevan, odlučili smo se za relacije slijedećeg oblika: Relacija 1: Knjiga primitaka i izdataka Naziv atributa (polja) Tip polja Broj dokumenta Text (velicina 10) Datum dokumenta Date Identifikator knjizenja Text, velicina 1 (jer može biti P-primitak i I-izdatak) Iznos u gotovini Numeric (Double)
Iznos na žiro-racun Vrijednost u naravi Iznos PDV Opis promjene Sifra partnera
Numeric (Double) Numeric (Double) Numeric (Double) Text, velicina 40 Numeric (Integer)
Relacija 2: Popis partnera Naziv atiibuta (polja) Tip polja Sifra partnera Numeric (Integer) Naziv partnera Text, velicina 40 Sjediste Text, velicina 40
Između ove dvije relacije veza se uspostavlja preko atributa Sifra partnera. 3. Najprije u Access bazi kreirajte definisane relacije (tabele), uspostavite vezu među njima (Relationship), te napravite obrasce (Forms) za unos partnera i knjige primitaka i lzdataka. 4. Tabelu ćete popuniti s minimalno 10 poslovnih promjena u kojima ćete koristiti lične podatke kako bi se vaš rad razlikovao od rada vaših kolega. Tako, na primjer, uz imena izmišljenih firmi stavljaćete adresu svog stanovanja, svoj matični broj i slično. Tabela 1 treba da se sastoji od minimalno 10 slogova, a Tabela 2 od minimalno 5 slogova (partnera). Podatke unesite koristeći obrazac (Form) koji ste kreirali za unos podataka. Za početak ćemo ilustrovati nekoliko promjena: • Računom broj 110-00 od 30.01.06. plaćen je materijal firmi Knapić d.o.o. Nova Varoš bezgotovinski (putem žiro-računa) u vrijednosti od 15.000,00 KM.
Pitanja i odgovori za provjeru pređenog gradiva 1. Objasniti šta su modeli podataka. - specifične teorije pomoću kojih se specificira i projektuje neka konkretna baza podataka ili informacioni sistem - intelektualni alati pomoću kojih se opisuje (modeluje) sistem kao skup objekata, njihovih atributa i njihovih međusobnih veza
2. Objasniti koja je namjena sistema za upravljanje bazom podataka. -Sistem za upravljanje bazom podataka (DBMS) je softverski paket (sistem) projektovan za jednostavno i efikasno memorisanje i upravljanje bazama podataka koji treba da omogući skladištenje podataka, pouzdanost podataka, paralelno korišćenje, logičku i fizičku nezavisnost programa od podataka i jednostavno komuniciranje sa bazom podataka
3. Model podataka se može dekomponovati u 3 komponente. Navesti ih i objasniti. -Gornji ili eksterni nivo definiše kako pojedini korisnici “vide” podatke.
-Srednji ili konceptualni nivo definiše uopšten model baze podataka kako je koriste svi korisnici. -Najniži ili interni nivo predstavlja fizičku definiciju podataka.
4. Sta je SQL upit? -SQL (Structured Query Language) je najpoznatiji relacioni jezik upita koji služi za realizaciju upita nad relacijama u relacionim bazama podataka.
5. Šta je fizička nezavisnost podataka? – izmjene u fizičkoj strukturi podataka ne dovode do izmjene šeme, pošdema i aplikativnih programa.
6. Šta je logička nezavisnost podataka? – izmjene konceptualne šeme ne utiču na izmjene podšema i programa pod uslovom da se ne mijenjaju obilježja podataka koje taj program koristi. Mijenja se samo preslikavanje šeme u podšeme.
7. Šta je konceptualna šema baze? U kojim fazama životnog ciklusa se kreira konceptualna šema? - Konceptualna šema je logički opis baze podataka. Ona predstavlja apstraktan model baze podataka i kreira se u fazi planiranja i sistemske analize.
8. Koje su osnovne prednosti baze podataka? -Integrisanost podataka (centralizovana kontrola svih podataka i upravljanje podacima na sistematičan način), -Nezavisnost podataka od programa koji ih obrađuju, -Razdvajanje fizičkog sloga i logičke organizacije podataka. 9. Kako se ostvaruje pouzdanost podataka kod baze podataka? -Pouzdanost podataka se ostvaruje očuvanjem integriteta podataka i kontrolom pristupa podacima. Integritet baze podataka je tačnost ili korektnost podataka, a podacima mogu pristupati samo autorizovani korisnici.
10. Integritet baze? Referencijalni integritet podataka? -Integritet baze podataka je tačnost ili korektnost podataka. - Strani ključ je kolona u tabeli koja je primarni ključ u drugoj tabeli, što znači da sve vrijednosti u koloni stranog ključa moraju imati odgovarajuće podatke u drugoj tabeli u kojoj je ta kolona primarni ključ. Drugim riječima, ako u relacionoj šemi R postoji strani ključ koji odgovara primarnom ključu relacione šeme S, tada svaka vrijednost stranog ključa u relaciji r(R) mora biti: - Ili jednaka vrijednosti primarnog ključa neke n-torke iz relacije s(S), - Ili jednaku NULL vrijednosti. U terminologiji relacionih baza podataka, ova veza naziva se referencijalni integritet.
Primjer: Tabela: OSOBA
SifNaselja 112 078 109
Prezime Jurišić Panić Lovrić
PostBroj 78214 NULL 72000
Tabela: MJESTO
PostBroj 65223 78214 79043
NazMjesta Spličani Riječani Glamočani
Tabele OSOBA i MJESTO ne zadovoljavaju pravilo referencijalnog integriteta jer u relaciji OSOBA postoji vrijednost stranog ključa (72000) za koju ne postoji odgovarajuća n-torka u relaciji MJESTO.
11. Koje su osnovne funkcije Administratora baze podataka? -Reorganizuje logičku i fizičku strukturu u cilju povećanja efikasnosti sistema.
-Definiše postupke obnove oštećenih podataka i vrši oporavak baze nakon oštećenja. -Osigurava zahtjevani nivo integriteta, pouzdanosti i privatnosti podataka. -Održavanje sistema obilježavanja, uvođenje standarda i unifikaciju korišćenja baze podataka. planiranje, projektovanje i korišćenje resursa informacionog sistema.
12. Koje su osnovne komponente baze podataka? -Struktura modela (skup koncepata za opis objekata sistema, njihovih atributa i njihovih međusobnih veza) -Ograničenja na vrijednosti podataka u modelu -Operacije nad konceptima strukture (preko kojih je moguće prikazati i mijenjati vrijednosti podataka u bazi) -Dinamička pravila integriteta kojima se definiše osnovno dinamičko ponašanje modela ()
13. Šta je apstrakcija kod baze podataka? -Apstrakcija je kontrolisano i postepeno uključivanje detalja u opis sistema, “sakrivanje” detalja u opisivanju sistema, odnosno izvlačenje i prikazivanje opštih, a odlaganje opisivanja detaljnih osobina.
14. Koje se apstrakcije najčešće koriste kod baze podataka? Najčešće se koriste slijedeće apstrakcije: -Tipizacija objekata, odnosno podataka, -Generalizacija -Agregacija
15. Šta je tipizacija (apstrakcija kod b.p.)? -Tipizacija (klasifikacija) – objekti koji imaju isti skup osobina (atributa i veza) i isto dinamičko ponašanje mogu se predstaviti nekim tipom ili klasom objekata.
16. Šta je generalizacija (apstrakcija kod b.p.)? -Generalizacija je apstrakcija u kojoj se skup sličnih tipova objekata predstavlja opštijim generičkim tipom, odnosno nadtipom. Slični su oni tipovi objekata koji imaju neke zajedničke osobine i ponašanje.
17. Šta je agregacija (apstrakcija kod b.p.)? -Agregacija – apstrakcija u kojoj se skup objekata i njihovih međusobnih veza tretira kao novi, jedinstveni, agregirani tip. Agregirani objekat kao svoje komponente ima objekte koji čine agregaciju, a može da ima, kao cjelina i svoje sopstvene atribute i može kao cjelina da stupa u vezu sa drugim objektima u modelu.
18. Koje su osnovne vrste modela baze podataka? 1. Hijerarhijski, 5. Objektno-relacioni, 2. Mrežni 6. Objektni 3. Model objekti-veze 7. Aktivne baze podataka 4. Relacioni,
19. Šta je model E-R? Skup koncepata i grafičkih simbola koji se mogu koristiti za kreiranje konceptualne šeme baze podataka.
20. Koja je namjena modela OBJEKTI-VEZE? -Model objekti-veze je semantički bogat model prvenstveno namijenjen za specifikovanje statičke strukture baze podataka i osnovnih (strukturnih) dinamičkih ograničenja. Prvenstveno se koristi za projektovanje baza podataka. Model objekti-veze se dalje transformiše direktno u opis baze podataka u nekom sistemu za upravljanje bazama podataka.
21. Šta su aktivne baze podataka? -Aktivne baze podataka proširuju relacioni model sa skupom koncepata za ugrađivanje dinamike sistema u bazu podataka. U njima se koriste trigeri. Triger predstavlja pravilo “događaj – uslov – akcija” (kada nastupi dati događaj u sistemu i ako je ispunjen dati uslov, obavlja se navedena akcija). Mogu se zadati veoma kompleksni tri geri.
22. Šta je selekcija i projekcija kod relacoionih baza podataka? -Selekcija – unarna operacija – izdvajaju se n-torke koje zadovoljavaju dati uslov. -Projekcija – unarna operacija – biraju se kolone zadate relacije čiji se nazivi navode u oznaci operacije i upisuju u novu relaciju. 23. Da li primarni kjuč može biti nepoznat? Da li spoljni ključ može imati null vrijednosti? -Primarni ključ ne može biti nepoznat. -Spoljni ključ može imati null vrijednost.
24. Šta rješava normalizacija baze podataka? Normalizacija baza podataka rješava: -Probleme redundantnosti i integriteta, -Moguće neusklađenosti u iskazima, -Smanjuje kompleksnost obrade, -Pojednostavljuje održavanje, -Smanjuje veličinu potrebnog memorijskog prostora.
25. Šta je funkcionalna zavisnost kod baze podataka? -Kada je svakoj vrijednosti (atributa) a moguće pridružiti samo jednu vrijednost (atributa) b, kažemo da je a zavisno od b.
26. Objasniti šta je potpuna funkcionalna zavisnost baze podataka? -Atribut je potpuno zavisan od ključa ako je funkcionalno zavisan od cijelog ključa. Potpuna funkcionalna zavisnost se definiše kada je ključ sastavljen od više atributa.
27. Navesti PRVU normalnu formu kod relacionih baza podataka. -Relacija je u prvoj normalnoj formi ako su svi atributi nedjeljivi i funkcionalno nezavisni od ključa.
28. Navesti DRUGU normalnu formu kod relacionih baza podataka. Relacija je u drugoj normalnoj formi: - ako je u prvoj normalnoj formi i - ako svi njeni atributi (koji nisu ključevi) potpuno funkcionalno zavise od ključa.
29. Navesti TREĆU normalnu formu kod relacionih baza podataka. Relacija je u trećoj normalnoj formi: - ako je u drugoj normalnoj formi i - ako su svi njeni atributi (koji nisu ključevi) funkcionalno nezavisni.
30. Šta je entitetski integritet? - Vrijednost primarnog ključa kao cjeline ne smije biti NULL vrijednost. - Ako je primarni ključ relacije složen, ni jedna njegova komponenta ne smije primiti vrijednost NULL. Primjeri: NASTAVNIK = {SifNast,PrezNas} PK (NASTAVNIK) = {SifNast}, slijedi: SifNast ne smije biti NULL.
ISPIT = {MatBr, SifPred, Dat_Ispit} PK (ISPIT) = {MatBr, SifPred, Dat_Ispit}, slijedi: MatBr, SifPred, Dat_Ispit ne smiju biti NULL.
31. Relacija, atribut, n-torka, ključ, šema relacije Relacioni model zahtijeva da se baza podataka sastoji od skupa pravougaonih tabela tzv. relacija. Svaka relacija ima svoje ime po kojem je razlikujemo od ostalih u istoj bazi. Jedna kolona relacije obično sadrži vrijednost jednog atributa (za entitet ili vezu) - zato kolonu poistovjećujemo s atributom i obratno. Atribut ima svoje ime po kojem ga razlikujemo od ostalih u istoj relaciji. Vrijednosti jednog atributa su podaci istog tipa. Dakle, definisan je skup dozvoljenih vrijednosti za atribut, koji se zove domen atributa. Vrijednost atributa mora biti jednostruka i jednostavna (neda se rastaviti na dijelove). Pod nekim uslovima tolerišemo situaciju da vrijednost atributa nedostaje (nije upisana). Jedan red relacije obično predstavlja jedan primjerak entiteta, ili bilježi vezu između dva ili više primjeraka. Red nazivamo n-torka. U jednoj relaciji ne smiju postojati dvije jednake n-torke. Broj atributa je stepen relacije, a broj n-torki je kardinalnost relacije. Dakle, kardinalnost predstavlja broj n-torki ili slogova (predstavljenih po kolonama) jedne relacije (ili tabele). Primjer: Kao primjer, navodimo u tabelarnom prikazu dole relaciju AUTO, s atributima REG BROJ , PROIZVODJAČ , MODEL, GODINA. Relacija sadrži podatke o automobilima koji se nalaze na popravci u nekoj radionici.
AUTO REG_BROJ
PROIZVODJAČ
MODE GODINA L ZID654 Ford Fiesta 1997 BXI930 Volkswagen Golf 1996 COI453 Nissan Primera 1997 ZXI675 Ford Escort 1995 RST786 Fiat Punto 1993 TXI521 Ford Orion 1995 HCY675 Volkswagen Jetta 1997 Tabelarni prikaz: Relacija s podacima o automobilima
Relacija ne propisuje nikakav redoslijed svojih n-torki i atributa te permutiranjem redova i kolona tabele dobivamo drugačiji slog iste relacije. U komercijalnim DBMS, umjesto “matematičkih” termina (relacija, n-torka, atribut), češće se koriste neposredni termini (tabela, red, kolona) ili termini iz tradicionalnih programskih jezika (datoteka, slog, polje).
Ključ K relacije R je podskup atributa od R koji ima sljedeća “vremenski nezavisna” svojstva: 1. Vrijednosti atributa iz K jednoznačno određuju n-torku u R . Dakle, ne mogu u R postojati dvije n-torke s istim vrijednostima atributa iz K . 2. Ako izbacimo iz K bilo koji atribut, tada se narušava svojstvo 1. S obzirom da su sve n-torke u R međusobno različite, K uvijek postoji. Naime, skup svih atributa zadovoljava svojstvo 1. Izbacivanjem suvišnih atributa doći ćemo do podskupa koji zadovoljava i svojstvo 2. Dešava se da relacija ima više kandidata za ključ. Tada jedan on njih proglašavamo primarnim ključem. Atributi koji sastavljaju primarni ključ zovu se primarni atributi. Vrijednost primarnog atributa ne smije ni u jednoj n-torki ostati neupisana. Građu relacije kratko opisujemo tzv. šemom relacije, koja se sastoji od imena relacije i popisa imena atributa u zagradama. Primarni atributi su podvučeni. Na primjer, za relaciju o automobilima (Tabelarni prikaz gore), šema izgleda ovako: AUTO ( REG_BROJ, PROIZVODJAČ, MODEL, GODINA ). Ključ jedne relacije koji je prepisan u drugu relaciju zove se strani ključ (u toj drugoj relaciji).
Slika 2x.6: ER-šema za dio baze podataka o biblioteci
Kao primjer, promotrimo vezu na Slici gore koja prikazuje posuđivanje knjiga u biblioteci. Odgovarajuće relacije za prikaz te veze i pripadnih entiteta mogle bi biti: POSUDJIVAČ ( BR_ISKAZNICE, PREZIME_IME, ADRESA, . . . )
KNJIGA ( REG_BROJ , BR ISKAZNICE, NASLOV, . . . ) . Ovdje smo u relaciju KNJIGA dodali BR_ISKAZNICE osobe koja je posudila knjigu. Vrijednost atributa BR_ISKAZNICE biće prazna u mnogim n-torkama relacije KNJIGA, tj. za sve knjige koje trenutno nisu posuđene. Drugo rješenje (relacioni model) zahtijeva tri relacije, kao što je navedeno dole: POSUDJIVAČ ( BR_ISKAZNICE, PREZIME_IME, ADRESA, . . . ) , KNJIGA ( REG_BROJ, NASLOV, . . . ) , POSUDBA ( REG_BROJ, BR_ISKAZNICE ) . Samo one knjige koje su trenutno posuđene predstavljene su n-torkom u relaciji POSUDBA. Posebna relacija za prikaz veze je pogotovo preporučljiva ako relacija ima svoje atribute. Na primjer, u relaciju POSUDBA mogli bi uvesti atribut DATUM_VRAĆANJA. Primjer 1 za vježbanje: (primjeri 1-3 preuzeti su od Drazena Tomic…)
Primjer 2 za vježbanje Opis poslovnog procesa Fakturisanje kupcima Faktura je dokument koji se šalje kupcu kako bi mogao izvršiti plaćanje kupljene robe. Da bi se napravila faktura moraju postojati osnovni podaci o kupcu (naziv, adresa, telefon i sl.), podaci o fakturi (broj fakture, datum izdavanja, broj narudžbe prema kojoj je rađena, rok plaćanja, iznos za plaćanje i sl.), kao i podaci o kupljenim artiklima (naziv, jedinica mjere, kupljena količina, cijena i sl.). Faktura se sastoji od 2 osnovna dijela: • Zaglavlje fakture koje sadrži zajedničke, opće podatke • Stavke fakture s pojedinačnim artiklima, količinama i cijenama. Definisati sve entitete, atribute i veze za proces Fakturisanja Kupcima
Primjer 3 U procesu proizvodnje prati se utrošak sirovina u proizvodnji 5 proizvoda na osnovu radnog naloga koji sadrži informacije o broju radnog naloga, datumu kreiranja naloga, datumu izvršenja naloga (proizvodnje), zaposlenom koji ga je inicirao, proizvedenom gotovom proizvodu, količini gotovog proizvoda i utrošenoj količini i vrij ednosti sirovina za svaki gotovi proizvod pojedinačno i sl. Za proizvodnju svakog pojedinog proizvoda pravi se poseban radni nalog samo za taj proizvod. U bazi podataka nalaze se podaci o djelatnicima (šifra, ime, prezime, stručna sprema, šifra radnog mjesta i sl.), radnim mjestima (šifra, opis, šifra organizacione jedinice), organizacionim jedinicama (šifra, naziv, adresa), proizvodima (šifra, naziv), sirovinama (šifra, naziv, vrijednost).
PITANJA ZA 1. TEST IZ PREDMETA BAZEPODATAKA 1. Klasična organizacija datoteka i koncepcija baze podataka 2. Osnovne postavke koncepcije baze podataka 3. Razlozi i efekti uvođenja podšeme BP 4. Obeležje i podatak 5. Tip entiteta i pojava tipa entiteta 6. Entitet i klasa entiteta 7. Ključ šeme relacije i integritet entiteta 8. Obeležje, domen obeležja i torka 9. Nula (null) vrednosti 10. Funkcionalna zavisnost 11. Inegritetna komponenta relacionog modela podataka 12. Operacijska komponenta ralacionog modela podatka 13. Definicija i osnovne komponente modela podataka 14. Šema baze podataka, pojava baze podataka i baza podataka
tipa
poveznika
15. Šema relacije, pojava šeme relacije i relacija 16. Primitivni i složeni koncepti strukturalne komponente RMP 17. Torka i restrikcija torke 18. Motivi i ciljevi razvoja relacionog modela podataka 19. Model klase entiteta i model entiteta 20. Operacijska komponenta modela podataka 21. Strukturalna komponenta modela podataka 22. Integritetna komponenta modela podataka 23. Pokrivanje i zatvaranje skupa funkcionalnih zavisnosti 24. Armstrongova aksiomatizacija funkcionalnih zavisnosti 25. Zavisnost sadržavanja i referencijalni integritet 26. Normalne forme 27. Strukturalna komponenta ER modela podataka 28. Intenzija ER modela podataka 29. Dijagrami tipova entiteta i tipova poveznika 30. Ekstenzija ER modela podataka 31. Kardinalnost tipa poveznika i predstavljanje kardinaliteta u ER dijagramima 32. Strukture sa kardinalitetima grupe M:N 33. Strukture sa kardinalitetima grupe N:1 34. Strukture sa kardinalitetima grupe 1:1 35. Tip poveznika reda većeg od dva 36. Slabi tip entiteta 37. IS-a hijerhije 38. Gerund 39. Heuristička pravila projektovanja konceptualne šeme u ER
modelu.
PITANJA ZA 2. TEST IZ PREDMETA BAZE PODATAKA II godina 1. Osnovne karakteristike relacionih softvera za upravljanje bazama podataka 2. Programski jezici i SUBP 3. Upravljanje transakcijama u relacionim softverima za upravljanje bazama podataka 4. Zaštita od neovlašcenog korišcenja baze podataka u relacionim softverima za upravljanje bazama podataka 5. Zaštita od uništenja baze podataka u relacionim softverima za upravljanje bazama podataka 6. Efikasnost u relacionim softverima za upravljanje bazama podataka sa aspekta
produktivnosti razvoja i implementacije programa 7. Efikasnost u relacionim softverima za upravljanje bazama podataka sa aspekta performansi korišcenja baze podataka i distributivnosti 8. Arhitektura relacionih softvera za upravljanje bazama podataka 9. Koncepcija relacionog modela podataka – nezavisnost 10. Koncepcija relacionog modela podataka – strukturalna jednostavnost 11. Koncepcija relacionog modela podataka – jezik podataka 12. Obeležje, domen obeležja i podatak 13. Torka i restrikcija torke 14. Šema relacije, pojava šeme relacije i relacija 15. Kljuc šeme relacije i integritet entiteta 16. Šema baze podataka, pojava baze podataka i baza podataka 17. Integritetna komponenta relacionog modela podataka 18. Funkcionalna zavisnost kao elemanat integritetne komponente relacionog modela podataka 19. Armstrongova aksiomatizacija funkcionalnih zavisnosti 20. Zavisnost sadržavanja i referencijalni integritet 21. Izracunavanje zatvaranja skupa funkcionalnih zavisnosti 22. Algoritam redukcije funkcionalnih zavisnosti 23. Nerudundatno pokrivanje i algoritam pokrivanja 24. Normalne forme – I normalna forma 25. Normalne forme – II normalna forma 26. Normalne forme – III normalna forma
1. UVOD
Trend globalizacije koji sve više dobija na intenzitetu ostavio je duboke implikacije na poslovanje preduzeća. Integracija lokalnih tržišta preko nacionalnih u svijetsko tržište dovela je do međuzavisnosti mnogih poslovnih subjekata širom svijeta koji javno posluju. Jedan od faktora koji su doprinjeli globalizaciji poslovanja je strhovito brz naučno-tehnički rast i razvoj a posebno razvoj informacionih tehnologija. Dvadeset prvi vijek u jeku informatičke ere istakao je neke nove resurse u prvi plan koji su tradicionalne resurse kao što su kapital i rad zamijenili na listi prioriteta. Ti novi resursi su znanje i informacija. Prava informacija postaje osnovno sredstvo za donošenje kvalitetnih poslovnih odluka a vrijeme postaje polje konkurentske borbe. Takve okolnosti zahtijevaju višestruko skraćenje vremena potrebnog za poslovno odlučivanje. Danas je gotovo nemoguće poslovati i biti konkurentan bez posjedovanja kvalitetnog poslovnog informacionog sistema. Poslovni informacioni sistem kao podrška odlučivanju nezaobilazan je segment svih većih firmi a na tržištu se mogu naći softverski paketi za firme od desetak pa do nekoliko hiljada zaposlenih. Suština im je svima ista, jedinstveno na nivou preduzeća obuhvatiti ulaze inputa te njihovom brzom i preciznom obradom omogućiti izlaz kvalitetnih i pouzdanih informacija koje će služiti menadžmentu kod donošenja poslovnih odluka i poteza. Savremeni koncept poslovnog informacionog sistema zasniva se na primjeni baza podataka. Relacione veze među podacima koji čine bazu omogućavaju brz pristup mnoštvu informacija te omogućavaju upotrebu jedne informacije za različite svrhe i od strane različitih korisnika. Jednom kreiran dokument ostaje pohranjen u bazi i na raspolaganju svim potencijalnim korisnicima inegrisanim u sistem, čime se sprečava dupliranje dokumenata, odnosno trošenje vremena na već obrađene podatke. Sve to zajedno podiže poslovanje preduzeća na jedan viši nivo gdje se do informacija dolazi u realnom vremenu i gdje je menadžment preduzeća pošteđen trivijalnosti prilikom informisanja i poslovnog odlučivanja.
2. Baze podataka 2.1. Uvod u baze podataka, metodologija razvoja baze podataka
Pojam baze podataka Baze podataka su osnovna forma memorisanja podataka današnjice, kako u "online", tako i u "offline" svijetu. Koriste se za memorisanje miliona različitih kombinacija/tipova informacije kao što su podaci o proizvodima, zaposlenim, personalne, adresne informacije, itd. Prije nego što počnete kreirati bazu podataka, nužno je razumjeti osnovni koncept i teoretske osnove: zašto se baze podataka koriste i kako se kreiraju. U narednom tekstu biće pojašnjeno šta je baza podataka, metodologija kreiranja baze podataka i modeliranje podataka. Šta je baza podataka? Baze podataka su relativno nov, do danas najkompleksniji vid organizovanja podataka. Postaju popularne i ulaze u sve širu primjenu tokom 70-tih godina XX vijeka. Koncepcija baze podataka polazi od stanovišta da treba stvarati jedinstveni skup podataka, time da između podataka postoje određeni odnosi. Jedan te isti skup podataka, prema tome služi većem broju aplikacija, odnosno korisnika. Baze podataka se stoga mogu definisati i kao skup međusobno povezanih, međusobno usklađenih podataka, bez nepotrebne redundancije. Ili šire i preciznije ređeno: Baza podataka je skup međusobno povezanih podataka, skladištenih zajedno, bez štetne ili nepotebne redundancije, da bi na optimalan nađin služila jednoj ili većem broju aplikacija odnosno korisnika. Podaci se memorišu na takav način, da budu nezavisni od programa koji se njima služe. Za dodavanje novih podataka, odnosno modifikaciju i pretraživanje postojećih, koristi se opšti kontrolisan pristup. To znači da ta organizacija omogućuje optimalnu upotrebu podataka, koji se samo jednom sloguju i s jednog mjesta ažuriraju, pa mogu da služe većem broju korisnika i aplikacija. U osnovi, bazu podataka možemo definisati kao organizovanu kolekciju podataka. Baza podataka čuva i organizuje informacije. Informacija je osnov poslovanja bilo koje kompanije ili organizacije, te je efikasna obrada informacija nužna za uspjeh njihovog poslovanja. Baze podataka često označavamo kao "DBMS" (Database Management System), što je skraćenica za Sistem za upravljanje bazama podataka. Microsoft Access je jedan od primjera sistema za upravljanje bazama podataka. Pored ovog, postoji i niz drugih, kao što su: Microsoft SQL, MySQL, Oracle itd. Osnovne funkcije sistema za upravljanje bazama podataka su: •
kreiranje baze podataka
•
fizička organizacija i pohranjivanje podataka
•
pristup informacijama u bazi podataka: unos, brisanje, izmjena, pregled i zaštita podataka Baze podataka koriste upite ("query"). Upiti omogućavaju pregled podataka, unos i izmjenu podataka, i druge poslove vezane za korištenje podataka u bazi. Upiti se grade korištenjem posebnog programskog jezika SQL (Structured Query Language). Ovaj programski jezik također omogućava i kreiranje osnovne strukture baza podataka.
Karakteristike i ciljevi baze podataka
Organizacijom podataka po principu baze žele se postići određeni ciljevi. Pregled koji slijedi sažeto pokazuje i sistematizuje ciljeve koji se žele postići. Ciljevi se dijele na primarne i sekundarne.
18
Primarni ciljevi organizacije baze su: Podaci se mogu višestruko upotrebljavati. Različiti korisnici koji različito koriste podatke, mogu ih upotrebljavati na različite načine. •
Intelektualna investicija je zaštićena. Ako treba mijenjati bazu podataka, ne moraju se mijenjati prerađivati postojeći programi i logičke strukture podataka (koji predstavljaju rad mnogo «čovjekgodina») •
Troškovi su mali. Cijena pohranjivanja, upotrebe i mijenjanja podataka svedena je na
•
minimum. Performantnost. Zahtjevi za podacima mogu se zadovoljavati brzinom koju zahtijeva njihova savremena upotreba. •
•
Jasnoća. Korisnici lako uočavaju koji su im podaci potrebni.
•
Lakoća upotrebe. Korisnici mogu na jednostavan način pristupiti podacima.
•
Fleksibilnost upotrebe. Podaci se mogu na fleksibilan način upotrebljavati i pretraživati.
Mogućnost brzog zadovoljavanja nepredviđenim zahtjevima za podacima. Spontanim zahtjevima za podacima može se zadovoljavati bez ponovnog pisanja aplikacionih programa. To se postiže pomoću viših jezika za upite i za generisanje izvještaja. •
Jednostavnost mijenjanja. Baza podataka se može mijenjati i razvijati bez posebnih intervencija, na unaprijed utvrđen način upotrebe podataka. •
•
Tačnost i dosljednost. Ugrađuje se kontrola tačnosti
•
Tajnost. Spriječen je neovlašten pristup podacima. Nivoi pristupa.
Zaštita od gubitka ili oštećenja. Podaci su zaštićeni od grešaka i katastrofa, od kriminala, vandalizma, nekompetentnosti i takvih osoba koje bi ih mogle lažno ažurirati. •
Dostupnost. Podaci brzo dostupni korisnicima, praktično u onom momentu u kome su im
•
potrebni.
Sekundarni ciljevi pomažu dostizanje primarnih ciljeva, a najčešće se navode sledeći : •
Fizička nezavisnost podataka. Hardver se može mijenjati
Logička nezavisnost podataka. Mogu se dodavati nova polja podataka a može se proširivati i logička struktura, bez pisanja postojećih programa. •
Kontrolisana redundancija. Podaci se pohranjuju samo jednom, a osim u slučajevima kada postoji tehničko ili ekonomsko opravdanje za redundantno pohranjivanje. •
•
Brz mehanizam pristupa. Mehanizmi pristupa su brzi za svaku upotrebu.
•
Mogućnost brzog pretraživanja.
Standardizacija unutar preduzeća. Pojedina odjeljenja treba da se sporazume oko pogleda na formate i na definicije podataka. Potrebna je jedinstvena standardizacija, kako pojedina odjeljenja ne bi kreirala nekompatibilne podatke. •
•
Kontrola integriteta.
•
Brzo obnavljanje rada poslije greške.
•
Mogućnost podešavanja.
•
Automatsko reorganizovanje i premiještanje.
Model objekti - veze, tipovi objekata i veza
19
Model objekti-veze je konceptualni model koji realni svijet vidi kao kolekciju objekata (entiteta) i veza među njima. Osnovna komponenta ovog modela je Dijagram objekti-veze (EntityRelationship diagram) koji se koristi za vizuelno predstavljanje objekata. Model objekti-veze omogućava: Jednostavno preslikavanje (prevođenje) u relacioni model; kao što je već napomenuto, relacioni model koristimo u slijedecoj fazi (logički dizajn); Relacioni model je jedan od najčešće korištenih modela za koji danas postoji čitav niz sistema za upravljanje bazama podataka u okviru kojih bazu podataka možemo izgraditi i u okviru kojeg je možemo koristiti. •
Model je jednostavan, lako se uči i ne traži posebno obučen kadar. Zbog toga ga dizajneri mogu koristiti za komunikaciju sa krajnjim korisnikom čija je pomoć neophodna u toku izrade baze podataka. •
Model se može lako koristiti kao osnova za implementaciju u okruženju odabranog sistema za upravljanje bazama podataka koji se danas nude na tržištu. •
Osnovi pojmovi modela O-V
Objekat (Entitet) Entitet je osnovni objekat o kojem možemo memorisati podatake. To je bilo šta što u realnom svijetu možemo identifikovati, u konkretnoj ili apstraktnoj formi, kao što je osoba, mjesto, stvar, ili događaj, a ima veze sa bazom podataka koju gradimo. Kao primjer entiteta možemo navesti: radnik, projekat, račun, artikal, pretplatnik itd. Entitet je analogan tabeli relacionog modela podataka. Entitet može biti zavisan ili nezavisan o drugom. Zavisan entitet se ne može identifikovati bez drugih, dok nezavisan entitet to ne može. Primjer entiteta je pojedinačna pojava entiteta. Odgovara redu tabele. Npr, za entitet Učenik, primjerak entiteta je jedan konkretan učenik sa prezimenom X i imenom Y.
Veza (Relacija) Relacija (Relationship) predstavlja vezu između dva ili više objekata. Primjeri relacija: relacija između učenika i razreda: svaki učenik ide u jedan razred, ne postoji razred bez učenika, stoga između objekata učenik i razred postoji veza; •
relacija između profesora i razreda: svaki razred ima jednog profesora koji mu je razredni
•
starješina; relacija između razreda i obrazovnog profila: svaki razred obrazuje učenike za određeni
•
obrazovni profil;
Atribut (Attribute) Atributi opisuju entitet sa kojim su povezani. Pojedinačan primjerak entiteta sadrži vrijednosti pojedinih atributa. Npr. entitet učenik ima atribute: prezime, ime, razred, datum rođenja, adresa, broj telefona. "Tešić" je jedna od vrijednosti atributa prezime u okviru jednog primjerka ovog entiteta. Za atribut definišemo i skup vrijednosti koje taj atribut može uzeti - domen. Npr, domen atributa "naziv usmjerenja" je skup vrijednosti ("elektroteh. računarske tehnike i automatika", "elektroteh. energetike" itd). Dakle, domen predstavlja egzaktan skup vrijednosti koje atribut može poprimiti, ili domen definišemo uopšteno preko tipa podataka koji može poprimiti. Npr, u slučaju atributa prezime, kažemo da je domen kombinacija slova abecede, maksimalne dužine 30.
20
Atribut može biti proglašen identifikatorom entiteta. Identifikator, mnogo češće ga nazivamo kljucem, jedinistveno identifikuje primjerak entiteta. Npr, za entitet razred, kljuc je atribut "razred" (2t1, 2s1...) jer u školi postoji samo po jedan razred 2t1, 2s1..., te ga pomoću ovog atributa uvijek možemo jedinistveno identifikovati.
Tipovi veza (relacija) Relacije se razlikuju po stepenu, kardinalnosti, smjeru, tipu i egzistenciji. U nastavku će biti pojašnjen stepen i kardinalnost relacije.
Stepen relacije Stepen relacije je broj entitita koji su obuhvaćeni vezom. Binarna relacija je ona koja povezuje dva objekta, ternarna povezuje tri objekta. U opštem slucaju, n-arna relacija povezuje n objekata.Npr. između objekata učenik i razred postoji binarna relacija "učenik_razred". Između objekata profesor, predmet, razred postoji ternarna relacija, budući da ona povezuje tri objekta: neki profesor predaje neki predmet u nekom razredu. Najčešće koristimo binarne relacije.
Kardinalnost relacije Kardinalnost relacije određena je brojem primjeraka objekta koji su povezani sa primjerkom drugog objekt obuhvaćenog relacijom. Osnovni tipovi relacija su: •
jedan naprema jedan (one-to-one)
•
jedan naprema više (one-to-many)
•
više naprema više (many-to-many) Veza "jedan naprema jedan" (1:1) je ona veze kod koje jedan primjerak jednog entiteta obuhvaćenog relacijom može biti povezan sa samo jednim primjerkom entiteta drugog entiteta obuhvaćenog vezom. Npr: Relacija "razredni_starješina" između razred i profesor je tipa 1:1, jer jedan razred ima samo jednog profesora koji mu je razredni starješina, a jedan profesor može biti razredni starješina samo jednom r azredu. Veza "jedan naprema n" (1:N) je ona relacija kod koje za jedan primjerak entiteta A postoji nula, jedan i ili više primjeraka entitata B, ali za jedan primjerak entiteta B, postoji samo jedan primjerak entiteta A. Npr. Relacija "razred_učenik" između entiteta razred i učenik je tipa 1:N, jer jedan učenik može pohađati samo jedan razred, a jedan razred pohađa n učenika. Relacija "obrazovni_profil_razred" između entiteta obrazovni_profil i razred je tipa 1:N, jer jedan razred može školovati učenike samo jednog obrazovnog profila. S druge strane, u školi postoji n razreda koji obrazuju učenike jednog obrazovnog profila. Veza N:M je ona veza kod koje je jedan primjerak entiteta A povezan sa nula, jedan ili više primjeraka entiteta B, a jedan prijerak entiteta B je povezan sa nula, jedan ili n primjeraka entiteta B. Npr. Veza "profesor_predmet" je tipa n:m, jer jedan profesor može predavati više predmeta, a jedan isti predmet može predavati više od jednog profesora škole. Veza "razred_predmet" je tipa n:m, jer jedan razred sluša predavanja iz više predmeta, a jedan predmet sluša više razreda.
2.2. Relacioni model podataka
21
