zaawansowane systemy baz danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/zszbd.pdf · mikro systemy baz danych...
TRANSCRIPT
![Page 1: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/1.jpg)
Zaawansowane Systemy Baz Danych
dr inż. Olga [email protected]
Instytut Informatyki Teoretycznej i StosowanejPolitechnika Częstochowska
4 maja 2009 r.
Zaawansowane SZBD
![Page 2: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan seminarium
Wprowadzenie
Stosowane najczęściej rozwiązania i ich wadyZaawansowane technologie:
Aktywne systemy baz danychSemistrukturalne systemy baz danychMultimedialne systemy baz danychStrumieniowe systemy baz danychTemporalne systemy baz danychMMDBSMikro systemy baz danych
Podsumowanie
Zaawansowane SZBD
![Page 3: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/3.jpg)
Wprowadzenie
Czym jest baza danych
Baza danych w różnych aspektach:
aspekt składniowy i operacyjny - baza danych to spójny zestawdanych i metadanych, posiadających zdefiniowaną strukturę, naktórych można wykonać operacje wyszukiwania i aktualizacji;
aspekt semantyczny - baza danych ma za zadanie odwzorowaniefragmentu świata rzeczywistego;
aspekt pragmatyczny - tworzona do określonych zadań, w celuszybkiego uzyskiwania informacji.
Zaawansowane SZBD
![Page 4: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/4.jpg)
Wprowadzenie
Baza danych
to uporządkowany zbiór logicznie powiązanych ze sobą informacji, którejzadaniem jest odwzorowanie fragmentu rzeczywistości w sposób spójny,ułatwiający przechowywanie i przeszukiwanie danych.
Dane przechowywane w bazie danych muszą spełniać następujące warunki:
zgodność z rzeczywistością
trwałość
Zaawansowane SZBD
![Page 5: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/5.jpg)
Wprowadzenie
Model danych
Model danych
metajęzyk do mówienia o danych i systemach bazodanowych
sposób rozumienia organizacji danych
ogólne założenia dotyczące architektury bazy danych
teorie matematyczne dotyczące struktur danych i dostępu do danych
Zaawansowane SZBD
![Page 6: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/6.jpg)
Wprowadzenie
System zarządzania bazą danych I
System zarządzania bazą danych - SZBD
(ang. database management system - DBMS) jest zorganizowanymzbiorem narzędzi , umożliwiającym gromadzenie, utrzymywanie iadministrowanie trwałymi i masowymi zbiorami danych.
System bazy danych to baza danych i system zarządzania bazą danych.
Zaawansowane SZBD
![Page 7: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/7.jpg)
Wprowadzenie
System zarządzania bazą danych II
SZBD oferuje:
język do obsługi i definowania danych, zarządzania systemem oraztransakcjami
spójność i bezpieczeństwo danych
szybki dostęp do danych
współbieżność dostępu
niezależność danych
administracje danymi
rożnorodność interfejsów
efektywne składowanie i przetwarzanie danych
Zaawansowane SZBD
![Page 8: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/8.jpg)
Popularne rozwiązania
Popularne rozwiązania
Najczęściej stosowane rozwiązania wśród SZBD:postrelacyjne bazy danych - bazy relacyjne poszerzone o :
elementy obiektowości,obsługę xml,rozwiązania analityczne,zapytania historyczne, itd....
obiektowe bazy danych.
Zaawansowane SZBD
![Page 9: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/9.jpg)
Popularne rozwiązania
Wady
Wady popularnych rozwiązań:
SZBD do wszystkiego - czyli do niczego,
model relacyjny zbyt płaski dla odwzorowania świata rzeczywistego,
nadbudowanie modelu relacyjnego ulepszeniami z innych modelizaburzyło jego jasną strukturę,
problemy ze standaryzacją danych,
problemy z wydajnością,
pasywność,
przechowywanie jednego (często jedynie aktualnego) obrazurzeczywistości.
Zaawansowane SZBD
![Page 10: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/10.jpg)
Popularne rozwiązania
Technologie bazodanowe
Zaawansowane SZBD
![Page 11: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/11.jpg)
Aktywne systemy baz danych
Aktywne systemy baz danych
Aktywny system baz danych
- system, który jest aktywny nawet wtedy, gdy nie są do niego jawniekierowane żadne transakcje czy żądania. Zmiana stanu bazy następuje naskutek:
zajścia określonego zdarzenia zewnętrznego,
zakończenia realizacji określonego zbioru transakcji kierowanych doSZBD
upływu określonego kwantu czasu,
kombinacji dwóch powyższych przypadków.
Zaawansowane SZBD
![Page 12: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/12.jpg)
Aktywne systemy baz danych
Cechy aktywnych systemów baz danych
Aktywne systemy baz danych wykorzystują:
model definiowania aktywnych reguł: Event - Condition - Action,
modele aktywności - zależności czasowe i przyczynowo-skutkowemiędzy zdarzeniami i akcjami,
operatory zdarzeniowe.
Zaawansowane SZBD
![Page 13: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/13.jpg)
Semistrukaturalne systemy baz danych
Semistrukturalne systemy baz danych I
Semistrukturalny system baz danych
- zapewnia trwałe przechowywanie danych w strukturach XML,wykorzystuje języki zapytań takie jak: XQuery, XPath, XQL, XML-QL,QUILT, posiada bardzo dobrą przenaszalność. Umożliwia zagnieżdżanie ihierarchizacje danych.
Przykłady:
dbXML
eXist
Sedna
BaseX
Zaawansowane SZBD
![Page 14: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/14.jpg)
Semistrukaturalne systemy baz danych
Semistrukturalne systemy baz danych II
Podejście dano-centryczne:XML wykorzystywany jako medium transportoweregularna struktura dokumentówdane na niskim poziomie szczegółowościdane pochodzą z bazy danych lub mają być wprowadzone do bazydanych
Podejście dokumento-centrycznedokumenty najczęściej tworzone ręcznienieregularna struktura dokumentówstosunkowo duża ziarnistość danych
Zaawansowane SZBD
![Page 15: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/15.jpg)
Multimedialne systemy baz danych
Multimedialne systemy baz danych I
Multimedialny system baz danych
- jego przeznaczeniem jest przechowywanie i wyszukiwanie danychdotyczących zawartości multimedialnych (nagrań muzycznych, filmów,grafiki, itp.).
Klasyfikacja danych:
ciągłe (dźwięk, mowa, animacja, video) - uwzględnienie wymiaru czasu
dyskretne (tekst, obraz, grafika komputerowa, typy konwencjonalne) -bez uwzględniania czasu.
Zaawansowane SZBD
![Page 16: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/16.jpg)
Multimedialne systemy baz danych
Multimedialne systemy baz danych II
Wyzwania:
duży rozmiar danych,
brak standardu przechowywania informacji multimedialnej,
sposób przesyłania danych multimedialnych nie jest ujednolicony,
kompresja,
synchronizacja w odtwarzaniu różnych elementów przekazu,
język zapytań dostosowany do danych multimedialnych.
Zaawansowane SZBD
![Page 17: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/17.jpg)
Strumieniowe systemy baz danych
Strumieniowe systemy baz danych
Strumieniowy system baz danych
- dane są przedstawione w postaci zbioru strumieni danych, umożliwiającyanalizę serii czasowych i przetwarzanie danych napływajacych z dużąszybkością.
Cechy:
ciągłe zapytania (plan realizacji jest zamknięty w martwej pętli),
strumień danych ma charakter nieskończony (odmienne operatoryzłączenia i funkcje agregujące),
zapytania predefiniowane i zadawane ad-hoc,
algebry strumieni danych.
Zaawansowane SZBD
![Page 18: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/18.jpg)
Strumieniowe systemy baz danych
Zastosowania strumieniowych systemów baz danych
Zastosowania strumieniowych systemów baz danych
medyczne systemy monitorujące,
kontrola sieci czujników,
monitorowanie ruchu danych w sieciach,
wspomaganie bieżącej analizy finansowej,
bieżąca analiza transakcji,
zastosowania militarne, itp...
Przykłady: Stream, Borealis, TelegraphCQ, NiagaraCQ, Cougar.
Zaawansowane SZBD
![Page 19: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/19.jpg)
Temporalne systemy baz danych
Temporalne systemy baz danych
Temporalny system baz danych
- dla każdej danej przechowuje jej czas ważności (okres, w którym danyfakt jest prawdziwy względem świata rzeczywistego) oraz czas transakcji(okres, w którym dany fakt jest zapisany w bazie danych).
Cechy:
temporalny język definicji, modyfikacji i wyszukiwania danych,
wsparcie temporalnych ograniczeń integralnościowych,
algebra relacyjna rozszerzona o operacje uwzględniające czas.
Przykłady: TimeDB, Tiger.
Zaawansowane SZBD
![Page 20: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/20.jpg)
MMDBS
Main Memory Database System
Main Memory Database System
- bazy danych w pamięci operacyjnej, gdzie plik bazy danych jestodwzorowywany w wirtualną przestrzeń pamięci przydzielonej do danejaplikacji.
Cechy:bardzo szybkie wykonywanie zapytań (użycie specyficznychalgorytmów),pionowa fragmentacja kolumn,natychmiastowe odtwarzanie po awarii,stosowanie pobierania wyprzedzającego,konieczność stosowania tradycyjnych baz danych jako back-office,sortowanie indeksów złączeniowych.
Przykłady: DataBlitz, FastDB, Oracle TimesTen, Polyhedra, eXtremeDB,Monet, Tachyon.
Zaawansowane SZBD
![Page 21: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/21.jpg)
Mikro systemy baz danych
Mikro systemy baz danych
Mikro system baz danych
- okrojony, uproszczony system baz danych.
Cechy:
prostota,
funkcjonalność zaspokajająca potrzeby wielu aplikacji,
przenaszalność,
baza danych często w jednym pliku,
mikro-rozmiar,
kompilacja poleceń SQL do wirtualnego kodu maszynowego(SQLLite).
Przykłady: SQLite, HSQLDB, tinySQL, picoSQL, Mckoi SQL, Axion itp....
Zaawansowane SZBD
![Page 22: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/22.jpg)
Podsumowanie
Podsumowanie
Potrzeba specjalizacji systemów baz danych dla określonychzastosowań
Odejście od modeli relacyjnych, obiektowych i relacyjno-obiektowych
Uwzględnienie czasu
Uwzględnienie danych ciągłych
Dopasowanie algebry, operatorów i języków
Brak jednego kierunku rozwoju - wiele równoważnych kierunków
Szeroki wachlarz rozwiązań bazodanowych związanych z wolnymoprogramowaniem
Zaawansowane SZBD
![Page 23: Zaawansowane Systemy Baz Danychicis.pcz.pl/~olga/projekty/ZSZBD.pdf · Mikro systemy baz danych Mikro systemy baz danych Mikro system baz danych - okrojony, uproszczony system baz](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022051321/60008f033b22db439130c6ec/html5/thumbnails/23.jpg)
Źródła
S. Kozielski, B. Małysiak, P. Kasprowski, D. Mrożek, Bazy Danych:Modele, Technologie, Narzędzia, WKŁ 2005
http://www.cs.put.poznan.pl/mmorzy/
C.Zaniolo, S.Ceri, Ch.Faloutsos, R.T. Snodgrass, V. S. Subrahmanian,R.Zicari, Advanced Database Systems, Morgan Kaufmann, 1997
http://putwiki.informatyka.org/wiki/Kategoria:Zaawansowane_systemy_baz_danych
http://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=Zaawansowane_systemy_baz_danych
Zaawansowane SZBD