• Articles
• admin

johdanto

tiedot tallennetaan tietokannassa oleviin taulukoihin. Se voidaan tallentaa yhteen taulukkoon (kutsutaan litteäksi tietokannaksi – kuten kuvassa 2.1 esitetään) tai useisiin toisiinsa yhdistettyihin taulukoihin (kutsutaan relaatiotietokannaksi – kuten kuvassa 2.2).

jokainen taulukko koostuu kentistä ja tietueista. Kentät ovat luokkia, joihin haluat tallentaa tietoja. Esimerkiksi yllä oleva musiikkitaulukko sisältää kentät kuten otsikko, artisti, kesto ja albumi. Tietueilla tarkoitetaan tallennettuja todellisia tietoja, ja jokainen tietue sisältää yksittäisen kohteen tiedot. Esimerkiksi Kappaletaulukossa jokainen levy edustaa yhtä kappaletta kaikkine kappaleeseen liittyvine tietoineen (kuten artisti ja kesto).

kussakin taulukossa voi olla yksi pakollinen kenttä, jota kutsutaan ensisijaiseksi avaimeksi, joka sisältää yksilöllisen tunnisteen jokaiselle tietokannassa olevalle tietueelle. Näin voit viitata tiettyyn tietueeseen pöydällä siten, että se voisi viitata vain yhteen tietueeseen. Vaikka on mahdollista tehdä taulukon olemassa olevasta kentästä avainkenttä, tietokannan luojat luovat yleensä uuden kentän nimenomaan tätä tarkoitusta varten. Näin he voivat varmistaa, ettei kaksoiskappaleita ole.

joskus tietokannoissa on anomalioita, joista oppii pääsemään eroon.

tässä luvussa suunnitellaan ja luodaan relaatiotietokanta. Joskus on poikkeavuuksia tietokantojen, opit päästä eroon näistä ja päästä normalisointi.

tietokannat pähkinänkuoressa

tiedot tallennetaan periaatteessa 1s: ään ja 0s: ään. Tietokoneen on vielä tiedettävä, miten nämä 1s ja 0s on järjestetty ja miten niitä pitäisi tulkita. Tätä varten tietokoneet hyödyntävät tietorakenteita, jotka kuvaavat tiettyä järjestystä datan järjestämiseksi. Näin tietokone voi ymmärtää, miten eri databitit liittyvät toisiinsa ja tulkita dataa oikein.

tiedämme, että jokainen aakkosten kirjain edustaa jotakin merkkiä. Kun lisäät tarpeeksi merkkejä yhteen, ne muodostavat sanan (kuten ’oranssi’ tai ’rakkaus’), joka edustaa käsitettä. Siksi mahdollistaa hyödyllisen tiedon välittämisen kahden tai useamman ihmisen välillä-jopa etäisyyksien yli.

jotta kommunikoida tietoja ja ohjeita, tietoja, kuten numeroita, kirjaimia, merkkejä, erikoismerkkejä, ääniä/phonics, ja kuvat muunnetaan tietokoneella luettavassa muodossa (binary). Kun tietojen käsittelyn on valmis, se muunnetaan luettavaan muotoon, käsiteltävien tietojen tulee merkityksellistä tietoa. Tiedosta tulee tietoa, ja ihmiset voivat ymmärtää ja käyttää sitä eri tarkoituksiin.

UNIT2.1 hyvän tietokannan ominaisuudet

kaikkien hyvien tietokantojen tulisi alkaa arvokkaista metatiedoista ja tiedoista. Luvussa 1 tarkasteltiin arvokkaan tiedon ominaisuuksia ja sitä, miten sitä tietoa hallitaan. Niitä havainnollistetaan alla olevassa kuvassa 2.3:

Katsotaanpa nyt hyvän tietokannan ominaisuuksia:

• tietokannan on oltava riittävän vahva kaikkien asiaankuuluvien tietojen ja vaatimusten tallentamiseen.
• pitäisi pystyä suhteuttamaan tietokannan taulukoita relaation avulla, esimerkiksi työntekijä työskentelee osastolla niin, että työntekijä on suhteessa tiettyyn osastoon. Meidän pitäisi pystyä määrittelemään tällainen suhde minkä tahansa tietokannan kahden yksikön välillä.
• useamman käyttäjän on voitava käyttää samaa tietokantaa vaikuttamatta toiseen käyttäjään. Useat opettajat voivat esimerkiksi työstää tietokantaa, joka päivittää oppijoiden arvosanoja samanaikaisesti. Opettajien tulisi myös saada päivittää oppiaineidensa arvosanat muuttamatta muita oppiainemerkkejä.
• yksi tietokanta tarjoaa erilaisia näkymiä eri käyttäjille, se tukee useita näkymiä käyttäjälle hänen roolistaan riippuen. Esimerkiksi koulun tietokannassa opettajat voivat nähdä oppijoiden arvosanojen erittelyn, mutta vanhemmat voivat nähdä vain lapsensa raportin – näin vanhempien pääsy lukisi vain. Samalla opettajat saavat käyttöönsä kaikki oppijoiden tieto-ja arviointitiedot muutoksineen. Kaikki tämä voi tapahtua samassa tietokannassa.
• tietojen eheydellä tarkoitetaan sitä, kuinka tarkkoja ja johdonmukaisia tietokannassa olevat tiedot ovat. Tietokannoilla, joissa on paljon virheellistä tietoa ja virheellistä tietoa, sanotaan olevan alhainen tietojen eheys.
• tiedon riippumattomuudella tarkoitetaan tietojen ja sovelluksen (tai sovellusten) välistä eroa, jossa tietoja käytetään. Näin voit päivittää sovelluksen tietoja (kuten korjata kirjoitusvirheen)ilman, että koko sovellusta tarvitsee kääntää.
• tietojen redundanssilla tarkoitetaan sitä, että tietokannassa on täsmälleen samat tiedot eri paikoissa. Tietojen redundanssi lisää tietokannan kokoa, luo Eheysongelmia, vähentää tehokkuutta ja johtaa poikkeavuuksiin. Tiedot on tallennettava siten, että ne eivät toistu useissa taulukoissa.
• tietoturvalla tarkoitetaan sitä, kuinka hyvin tietokannan tiedot on suojattu kaatumisilta, hakkeroinneilta ja onnettomuuksilta.
• tietojen ylläpito tarkoittaa kuukausittaisia, päivittäisiä tai tuntikohtaisia tehtäviä, jotka suoritetaan tietokannassa olevien virheiden korjaamiseksi ja poikkeamien estämiseksi. Tietokannan ylläpito ei vain korjaa virheitä, mutta se myös havaitsee mahdolliset virheet ja estää tulevia virheitä tapahtumasta.

myös hyvin hoidetun tietokannan järjestämisessä on paljon mukana. Nämä ovat:

• kehittäjät, jotka suunnittelevat ja kehittävät tietokannan yrityksen tarpeisiin
• ylläpitäjä, joka:
• tarkistaa tietokannan käyttötarkoituksen
• joka tarkistaa sen
• tarjoaa pääsyn muihin käyttötarkoituksiin
• tarjoaa kaikki muut ylläpitotyöt, joita tarvitaan tietokannan ylläpitämiseksi tähän mennessä
• loppukäyttäjä, joka käyttää tietokantaa, esimerkiksi opettajat tai vanhemmat.

YKSIKKÖ2.2 tietokantojen ongelmat

jos taulutietokanta on huonosti suunniteltu, denormalisoitu ja epäjohdonmukainen, se aiheuttaa ongelmia, kun yritetään lisätä, poistaa tai muokata tietokannassa olevia tietueita (taulukoita). Tämä aiheuttaa poikkeamia, jotka tekevät tietojen käsittelystä entistä vaikeampaa tietokannan kasvaessa. Se myös vaikeuttaa tietojen eheyden ylläpitämistä. Kun anomalia ilmenee, tietojen yhtenäistäminen voi olla vaikeaa.

tietokannoissa voi esiintyä kolmenlaisia ongelmia:

• Insertiopoikkeama: Tietokanta on luotu siten, että tarvittavia tietoja ei voida lisätä, ellei siihen lisätä myös muuta tietoa, jota ei ole saatavilla. Esimerkiksi sairaalan tietokanta, johon ei voi tallentaa uuden jäsenen tietoja ennen kuin lääkäri on nähnyt kyseisen jäsenen.
• Poistopoikkeama: tietueen laillinen poistaminen voi aiheuttaa joidenkin vaadittujen tietojen poistamisen. Esimerkiksi joidenkin potilastietojen poistaminen voi poistaa kaikki potilaan tiedot sairaalan tietokannasta.
• Modification anomaly: Virheellisiä tietoja voidaan joutua muuttamaan, jolloin voidaan joutua muuttamaan useita tietueita, jolloin on mahdollista, että jotkin muutokset tehdään väärin.

esimerkki 2.1 ongelmat, joita esiintyy tietokannassa

UNIT2. 3 Miten päästä eroon poikkeamista

poikkeamien estämiseksi tietokanta on normalisoitava järjestämällä tiedot tehokkaasti tietokantaan.
relaatiotietokantojen keksijän Edgar F Coddin mukaan normalisoinnin tavoitteita ovat:

• kaikkien tarpeettomien (tai toistettujen) tietojen poistaminen tietokannasta
• ei-toivottujen lisäyksien, päivitysten ja poistojen riippuvuuksien poistaminen
• koko tietokannan uudelleenjärjestelyn tarpeen vähentäminen aina, kun siihen lisätään uusia kenttiä
• taulukoiden väliset suhteet ovat hyödyllisempiä ja ymmärrettävämpiä.

normalisointi on systemaattinen hajoavien taulukoiden lähestymistapa tietojen redundanssin ja lisäys -, muutos-ja Poistopoikkeamien poistamiseksi. Tietokantasuunnittelija jäsentää tiedot tavalla, joka poistaa tarpeettomat päällekkäisyydet ja tarjoaa nopean hakupolun kaikkiin tarvittaviin tietoihin. Se on monivaiheinen prosessi, joka asettaa TIEDOT taulukkomuotoon, poistamalla päällekkäiset tiedot relaatiotaulukoista. Tätä prosessia, jossa taulukoita, avaimia, sarakkeita ja suhteita täsmennetään ja määritellään tehokkaan tietokannan luomiseksi, kutsutaan normalisoinniksi.

normalisointi vähentää tietokannan käyttämää tilaa ja varmistaa tietojen tehokkaan tallentamisen. Ilman normalisointia tietokantajärjestelmät voivat olla epätarkkoja, hitaita ja tehottomia. Ne eivät välttämättä tuota odotettuja tietoja.

käytännössä tämä tarkoittaa tietokannan muuttamista siten, että seuraavat vaatimukset täyttyvät:

• jokaisessa taulukossa on oltava ensisijainen avain
• jokaisella tietueella on oltava yksiarvoiset attribuutit / sarakkeet (atomi)
• toistuvia tietoryhmiä ei saa olla.

avaimia käytetään taulukoiden välisten suhteiden muodostamiseen ja tunnistamiseen sekä taulukon sisällä olevien tietueiden tai tietorivien yksilöimiseen. Avain voi olla yksittäinen attribuutti tai attribuuttiryhmä (compositeprimary key), jossa yhdistelmä voi toimia avaimena. Avainten avulla voimme tunnistaa minkä tahansa tietorivin.

tietokantaa suunniteltaessa neljä avainkenttätyyppiä ovat:

• ensisijainen avain:tietokannan luojan valitsema kenttä, joka yksilöi jokaisen taulukon tietueet. Esimerkiksi jokaisella musiikkitietokannan kappaleella voi olla ensisijainen avainkenttä nimeltä ”song_id”.
• vaihtoehtoinen avain: kenttä, joka sisältää ainutlaatuisia arvoja, joita voidaan käyttää ensisijaisena avaimena, mutta joita ei ole tällä hetkellä asetettu ensisijaiseksi avaimeksi, esimerkiksi artist_id.
• ulkomainen avain: kenttä, joka sisältää arvoja eri taulukon ensisijaisesta avainkentästä. Ulkomaisia avaimia käytetään osoittamaan eri taulukoiden välisiä suhteita. Esimerkiksi jokaisella musiikkitietokannan kappaleella voi olla vieras avainkenttä nimeltä ”artist_id”, joka yhdistää kappaleen tiettyyn artistiin ”Artist” – pöydällä.
• yhdistelmäavain: useamman kuin yhden kentän yhdistelmä, joka yksilöi yksilöllisesti jokaisen taulussa olevan tietueen, esimerkiksi song_id ja artist_id.

käytetään tätä esimerkkiä ymmärtääksemme avainten neljää päätyyppiä:

Normalisointisäännöt jaetaan seuraaviin normaalimuotoihin:

ensimmäinen normaalimuoto (1NF)

jotta taulukko olisi ensimmäisessä normaalimuodossa, sen tulee noudattaa seuraavia neljää sääntöä:

• jokaisella sarakkeella on oltava erillinen kenttä / attribuutti. Jokainen taulukon sarake ei saa sisältää useita arvoja. Kuvittele esimerkiksi Facebook-tilapäivitysten tietokanta, erityisesti tykkäyksiin liittyvä taulukko. Jotta tietueet olisivat jakamattomia, kukin vastaava olisi tallennettava erilliseen tietueeseen. Näin jokainen ennätys olisi joko tapahtunut tai ei tapahtunut. Ei voida mitenkään sanoa, että vain pieni osa vastaavista tapahtui, kun taas toinen osa ei. Jos kuitenkin kaikki tilapäivityksen tykkäykset tallennetaan yhteen tietueeseen, tietue olisi jaollinen, koska olisi mahdollista, että osa tykkäyksistä on tapahtunut, kun taas osa ei ole tapahtunut.
• sarakkeeseen tallennettujen arvojen tulee olla samantyyppisiä tai-tyyppisiä (toimialue). Kussakin sarakkeessa tallennettujen arvojen on oltava samantyyppisiä tai-tyyppisiä.
• kaikilla taulukon sarakkeilla tulee olla yksilölliset nimet. Jokaisella taulukon sarakkeella olisi oltava yksilöllinen nimi, jotta vältetään sekaannukset silloin, kun tietoja haetaan tai tallennetuille tiedoille tehdään muita toimenpiteitä. Määritä esimerkiksi lapsen nimi ja vanhemman nimi, älä käytä nimeä.
• tietojen säilytysjärjestyksellä ei ole väliä. Esimerkiksi

• taulukossa noudatetaan kolmea sääntöä neljästä säännöstä: sarakkeiden nimet ovat yksilöllisiä, tallennetut tiedot ovat oikeassa järjestyksessä eikä sarakkeissa ole keskenään sekoitettuja erityyppisiä tietoja. Taulukon oppijat ovat kuitenkin valinneet useamman kuin yhden oppiaineen. Nämä tiedot on tallennettu koehenkilöiden nimiin yhteen sarakkeeseen. Kuten kohti 1NF, jokainen sarake on oltava yksi arvo.

toinen normaalimuoto (2NF)

taulukon ollessa toisessa normaalimuodossa:

• sen pitäisi olla ensimmäisessä normaalissa muodossa.
• eikä sillä pitäisi olla osittaista riippuvuutta.

tässä taulukossa oleva attribuutti riippuu vain osasta ensisijaista avainta eikä koko avaimesta. Esimerkiksi taulukkoon kirjataan kunkin oppijan ensisijaiset avaimet student_id ja subject_id. Vain opettajan nimi riippuu aiheesta. Niin, subject_id, ja ei ole mitään tekemistä student_id.

kolmas normaalimuoto (3NF)

taulukon sanotaan olevan kolmannessa normaalimuodossa, kun:

• se on toisessa normaalimuodossa.
• sillä ei ole Transitiivista riippuvuutta. Transitiivinen riippuvuus syntyy, kun attribuutti/kenttä riippuu muista attribuuteista/kentistä eikä ensisijaisesta avaimesta.

kyseessä on saman taulukon arvojen välillinen suhde.