SGBD

SGBDUn SGBD = o interfaţă între utilizatori şi BD, ce permite: creareacrearea, actualizareaactualizarea şi consultareaconsultarea BD. SGBD = instrument de asamblare, codificare, aranjare, protecţie şi regăsire a datelor în BD

Facilitatile unui SGBD sunt:• memorarea datelormemorarea datelor pe suportul extern prin sistemul de gestiune a fişierelor;• gestiunea datelorgestiunea datelor şi a legăturilor dintre ele în vederea regăsirii rapide

prin intermediul sistemului de acces (SGBD intern);• introducerea şi extragerea datelorintroducerea şi extragerea datelor dinspre exterior în forma cerută de utilizator

prin intermediul SGBD–ului extern.

Bazele de date sunt gestionate unitar prin programe dedicate, numite sisteme de gestiune a bazelor de date(SGBD).

Funcţii principaleFuncţii principale:• descrierea datedescrierea datelorlor prin schemele: externă, conceptuală, internă şi

legăturile corespondente, prin intermediul unui limbaj specializat (LDD)– vizează deopotrivă structurile de date, legăturile între acestea şi

regulile care să asigure coerenţa datelor (numite şi reguli de integritate)

• manipularea datelormanipularea datelor (LMD)– Interogarea bazelor de date– Actualizarea datelor

• protejarea bazelor de dateprotejarea bazelor de date– utilizatori, drepturi de acces, – reluare în caz de pană, – copii de siguranţă

Administrator BDAdministrator BD

BDDD

SGBDSGBDUtilizator final 1

Utilizator final n

Programe de aplicaţii

Programe de aplicaţii

SGBD

Baza de date se descrie independent

de programele care folosesc datele.

Descrierea datelor formează Dicţionarul Datelor (DD), care se memorează împreună cu BD

Obiective SGBD• Manipularea uşoară a datelor, - limbaj declarativ SQL ;• Gestiunea relaţiilor virtuale, SGBD- ul stochează definiţia

relaţiei virtuale şi nu rezultatul; • Executarea şi optimizarea cererilor, automatizarea

procesului de traducere şi eventual optimizare a cererilor formulate în limbaj declarativ;

• Gestiunea coerenţei, datele sunt supuse la un anumit număr de restricţii de integritate ce definesc coerenţa bazei de date. Ele trebuie să poată fi exprimate şi verificate automat la fiecare operaţie de actualizare a bazei de date.

• Partajarea datelor pentru a permite mai multor utilizatori să acceseze baza de date în acelaşi timp. SGBD- ul trebuie să gestioneze accesul concurent la baza de date;

• Confidenţialitatea, protejarea bazei de date contra unui acces neautorizat;

Obiective SGBD• Gestiunea "penelor" , când o "pană" se produce trebuie să

se asigure recuperarea bazei de date în starea în care era înainte de producerea ei;

• Standarde, SGBD relaţionale folosesc pentru gestiunea bazelor de date standardul SQL.

• Niveluri de reprezentare a unei Baze de date

Schema externă 1

Schema externă 2

Schema externă n

Grup utilizatori

1

Grup utilizatori 2

Grup utilizatori n

Schema conceptuală

Proces modelare

Schemăfizică

BD

Nivel extern Nivel conceptual

Nivel fizic

Domeniul de studiu

Domeniu de aplicaţie

Utilizator 1/Grup de utilizatori 1Administratori aplicatie

Utilizator 1/Grup de utilizatori 1Administratori aplicatie

Schema conceptuală

Schema externă 1 Schema externă n

BD

Modelul fizic

Nivel Extern

Nivel conceptual

Nivel intern

Administrator BD

Administrator BD

Schema externă face referire la datele necesare unui utilizator sau unui grup de utilizatori.

Ea este o sub-schemă (o imagine) a schemei conceptuale.

Schemele externe constituie sursa pentru întocmirea schemei conceptuale

Nivelul externNivelul extern de descriere a BD se face de către Administratorul Administratorul aplicaţieiaplicaţiei, care:

• defineşte schema externă• defineşte regulile de corespondenţă cu schema conceptuală


Utilizator 1/Grup de utilizatori 1


Schema conceptuală


BD

Modelul fizic

Nivel Extern

Nivel conceptual

Nivel intern

Administrator BD

Administrator BD

La nivel conceptualconceptual, analizând schemele externe şi eliminând redundanţele rezultă o nouă viziune la nivelul întreprinderii, care se numeşte schema conceptualăschema conceptuală. Nivelul conceptual se concretizează prin schema conceptuală care este exprimată utilizând conceptele de tabel (relaţie), atribute şi restricţii de integritate

Trecerea de la fizic la conceptual se face prin modelaremodelare

O schemă conceptuală este completă dacă poate furniza date pentru toate schemele externe, adică datele de care au nevoie utilizatorii (unele obţinute prin calcul şi/sau agregare).

Nivelul conceptualNivelul conceptual de descriere a BD se face de către Administratorul Administratorul ÎntreprinderiiÎntreprinderii




Schema conceptualăSchema conceptuală


BD

Modelul fizicModelul fizic

Nivel Extern

Nivel conceptual

Nivel intern

Administrator BD

Administrator BD

Schema internăSchema internă implementează schema conceptuală folosind un SGBD. Se refera la modul de stocare fizică a datelor pe suporturi de date. Schema internă se obţine prin descrierea bazelor de date folosind un limbaj de descriere date (LDD).

Faptul că utilizatorul vede baza de date folosind o schemă externă facilitează determinarea drepturilor de acces la baza de date

Nivelul internNivelul intern de descriere a BD se face de către Administratorul BDAdministratorul BD care:

• defineşte schema internă de organizare a datelor• defineşte regulile de trecere de la schema conceptuală la cea internă




Schema conceptualăSchema conceptuală


BD

Modelul fizicModelul fizic

Nivel Extern

Nivel conceptual

Nivel intern

Administrator BD

Administrator BD

Pentru o bază de date se pot defini mai multe scheme externe, o singură schemă conceptuală şi respectiv o singură schemă internă.

CONLUZIE : un SGBD trebuie să poată interpreta instrucţiunile exprimate în termeni de schemă externăschemă externă şi respectiv schemă conceptualăschemă conceptuală iar după aceea în termeni de operaţii de intrare/ieşire la nivel fizicnivel fizic şi să asigure trecerea de la un nivel la altul.

Nivel Extern

Schema Externa 1

Valoare produs

Valoare totalafactura

NivelConceptual

Factura (NrFactura, DataFactura, CodClient, CotaTVA)

ProdusFacturat (NrFactura, CodProdus, Cantitate, Pret)

Produs (CodProdus, DenumireProdus, UM)

Nivel Intern(Fizic)

Valoare TVA

BD

Schema fizica

Proces modelare

Normalizare

Implementare

Valoare totala peprodus

' Restricţii de integritate la nivelul relatiei FACTURARI1: NrFactura cheia primară

' Restricţii de integritate la nivelul relatiei PRODUSFACTURATRI2: NrFactura si CodProdus cheia primară

' Restricţii de integritate la nivelul relatiei PRODUSRI3: CodProdus cheia primară

' Restricţii de integritate la nivelul bazei de dateRIR1: NrFactura din ProdusFacturat referă NrFactura din FACTURARIR2: CodPrododus din ProdusFacturat referă CodProdus din PRODUS

Valoare totalagenerala

Schema Externa 2

Schema conceptuala

Problemă Proiectare BD

Schema relaţională

MRD

LDD

LMD ( )

Descriere

Manipularea datelor

LDD, limbaj de descriere date, LMD, limbaj de manipulare date

SGBD

BD

• Dezvoltarea unei aplicaţii cu baze de date

Proiectarea BDR

normalizareModelul E-A conversia MCD - MRD

Integritatea bazelor de date

• Integritatea este proprietatea datelor de a deţine un nivel de calitate nivel de calitate stabilit aprioric, adecvat şi suficient într-un context dat.

• I este starea existentă atunci când datele electronice sunt identice cu datele din documentele sursă sau din domeniul problemei modelate, nefiind expuse la alterări accidentale sau intenţionate ori distrugeri fizice.

• I este starea existentă atunci când calitatea informaţiei stocate este protejată de contaminare sau degradare cu informaţie de slabă calitate.

Integritatea bazelor de dateTip de degradare a datelor Descriere

Date

nevalide

Nu toate datele introduse şi stocate sunt valide; în această situaţie, verificările şi procesele de validare ce asigură coerenţa bazei de date, lipsesc.

Date

redundante

Redundanţa apare atunci cînd aceleaşi date sunt înregistrate şi stocate în mai multe locuri. Acest lucru poate conduce la incoerenţa datelor şi la anomalii ale acestora.

Date

incoerente

Apar atunci când date redundante, ce se găsesc în mai multe locuri, nu prezintă acelaşi conţinut.

Anomalii

ale datelor

Apar atunci când există date redundante ca urmare a unei proiectări defectuoase. În aceste situaţii este posibil ca o apariţie a datei redundante să fie modificată, în timp ce alte apariţii rămân neschimbate.

Incoerenţa citirii datelor

Un utilizator nu citeşte întotdeauna ultima dată salvată, iar modificările facute de acesta sunt vizibile altor utilizatori înainte de salvare.

Date

neconcurente

Mai mulţi utilizatori pot accesa şi citi aceleaşi date simultan, dar în felul acesta se pierde coerenţa citirii.


Asigurarea integrităţii datelor este condiţionată de luarea a trei tipuri de precauţii:– fizicefizice: ce garantează stabilitatea în timp a

suporturilor fizice de date şi a procedurilor;– semanticesemantice: care asigură coerenţa datelor stocate

în raport cu semnificaţia acestora independent de mijloacele materiale utilizate;

– juridicejuridice: care controlează accesul la informaţii (prin intermediul cheilor de acces);


Siguranţa suportului de date şi a procedurilor

=Integritate fizică

Autentificarea+

Confidenţialitate+

Non-repudiere=

Integritate „juridică”

Validitate+Coerenţa

Semantică=

Integritate logică şi

semantică

Integritatea datelor

Integritatea bazelor de dateMetodele şi tehnicile ce ţin de integritatea şi securitatea bazelor

de date urmăresc:• Asigurarea coerenţei datelor stocate în raport cu

semnificaţia acestora (asigurarea integrităţii semantice). – Controalele de validare a datelor reprezintă una dintre soluţiile de

implementare a integrităţii semantice, rolul acestor controale fiind acela de a evita introducerea de date neconforme realităţii în baza de date şi de a verifica faptul că baza de date nu a fost supusă unor alterări de acest tip.

SGBD-urile oferă o multitudine de facilităţi pentru a garanta integritatea semantică a datelor (reguli de validare pentru câmpuri şi controale, instrucţiuni, clauze, descrieri de trigger-e, etc.) dar nu şi fiabilitatea lor, care ţine de modalitatea în care s-a organizat şi desfăşurat procesul de culegere a datelor.


• Asigurarea sincronizării accesului concurent la baza de date are în vedere acţiunile concurente ale mai multor utilizatori şi evitarea interferenţei acestora într-un mod prin care să-şi prejudicieze reciproc acţiunile.

• Asigurarea siguranţei în funcţionare în urma unor defecţiuni fizice ce pot afecta coerenţa bazei de date (pană de curent, catastrofe naturale, etc.)

• Asigurarea securităţii de utilizare are în vedere aspectele de:– confidenţialitate (asigurarea că datele nu pot fi citite decât de

persoanele autorizate), – autentificare (asigurarea asupra identităţii interlocutorului);– non-repudiere (ansamblu de mijloace şi tehnici ce permit confirmarea

participării unei entităţi la un schimb de date, pentru prevenirea nerecunoaşterii tranzacţiei de către expeditor).


• Tranzacţia reprezintă o secvenţă liniară de operaţii executate asupra unei baze de date partajate de mai mulţi utilizatori.

• Tranzacţiile se folosesc, de obicei, într-o procedură în care se execută mai multe operaţii de actualizare a bazei de date şi se doreşte garantarea faptului că toate operaţiile s-au executat cu succes.

• În cazul apariţiei unei erori la una din actualizări toate cele anterioare se pot anula.

Integritatea bazelor de dateO tranzacţie poate fi:

– Salvată (commited)-în situaţia în care toate operaţiile tranzacţiei au fost încheiate cu succes, iar baza de date a fost actualizată.

– Derulată înapoi (rollback)-în situaţia în care toate operaţiile tranzacţionate au fost anulate, iar baza de date a fost restaurată la starea dinaintea tranzacţiei.

Când o tranzacţie actualizează mai multe înregistrări

aparţinând uneia sau mai multor tabele, o aplicaţie informatică

trebuie să se asigure că toate înregistrările au fost actualizate

sau că toate au rămas în starea iniţială.

Documents

SGBD