DATABÁZE Bc. Monika Šupková Bc. Jaroslava Doláková Bc. Eva Příhodová Bc. Silvie Vrtková Bc. Hana Konečná Bc. Eva Blechová Bc.Mariana Klimešová

Historie Předchůdcem databází byly papírové kartotéky. Umožňovaly uspořádávání dat podle různých kritérií a zatřiďování nových položek. Veškeré operace s nimi prováděl přímo člověk. Správa takových kartoték byla v mnohém podobná správě dnešních databází. Dalším krokem bylo převedení zpracování dat na stroje. Za první velké strojové zpracování dat lze asi považovat sčítání lidu ve Spojených státech v roce 1890. Paměťovým médiem byl děrný štítek a zpracování sebraných informací probíhalo na elektromechanických strojích. Elektromechanické stroje se využívaly pro účely zpracování dat další půlstoletí. Velkým impulsem pro další rozvoj databází byl překotný vývoj počítačů v padesátých letech 20. století. Ukázalo se, že původně univerzální používání strojového kódu procesorů je (nejen) pro databázové úlohy neefektivní, a proto se objevil požadavek na vyšší jazyk pro zpracování dat.

Rozvoj informačních systémů je úzce spjat s rozvojem výpočetní techniky, zejména počítačů. Od svých počátků byla využívána na zpracování velkých informačních objemů na jednom počítači. Takové systémy obvykle nazýváme systémy hromadného zpracování dat nebo agendové zpracování. Data se nejprve ručně zaznamenávají na stanovené formuláře, dále se přepisují na vhodné médium (děrné štítky, diskety), následuje primární a sekundární zpracování, výsledkem jsou vytištěné výstupní sestavy. Celková doba tohoto zpracování je poměrně dlouhá, proto není možno tímto způsobem vyhodnocovat dynamické děje (typickou aplikací je měsíčně zpracovávaná mzdová agenda)

Báze dat Snahy odstranit nevýhody agendového zpracování vedly k oddělení dat od programu. Data jsou nyní uložena samostatně v bázi dat a programy si vybírají potřebné informace. Na tomto principu pracují databázové systémy. Počátky databázových systémů spadají do 60. let, proti agendovému zpracovávání dat představují nový kvalitativní stupeň. Databázový systém vzniká spojením systému řízení báze dat (SŘBD) a vlastní báze dat.

Základní pojmy databázového systému Systém řízení báze dat (SŘBD) lze chápat jako souhrn procedur a datových struktur, které zajišťují nezávislost databázových aplikací na detailech vytváření, výběru, uchování, modifikaci a zabezpečení ochrany databází na fyzických paměťových strukturách počítače. Pro práci s daty SŘBD podporují zejména tyto funkce: vytvoření báze dat (CREATE), vkládání dat (INSERT), aktualizace dat (UPDATE), rušení dat (DELETE), výběr z báze dat (SELECT).

Dále tvorba formulářů (vstupních obrazovek,Forms), výstupních sestav (Reports) a aplikačních programů. Základní pojmy Data údaje, které mají určitou vypovídací schopnost. Mohou být určitým způsobem uspořádány (seřazeny, např. podle velikosti, chronologicky atd.) a jsou uživateli k dispozici v různých formách (tabulky, grafy, zvukové signály, grafická forma atd.). Data jsou obvykle rozdělena na dílčí údaje (atributy) o dané množině objektů (entit), na základě nichž lze získat určitou informaci, která může vést k rozhodovacímu procesu.

Záznam je souhrn údajů (atributů) o dané části objektu, které jsou uloženy v položkách (polích, Fields) charakterizovaných názvem a datovým typem. Význam pojmu záznam (Record) a položka lze snadno ukázat na bázi dat STUDENT. Abychom mohli u každého studenta zaznamenat potřebné údaje, záznam může mít např. 6 položek, které mohou mít tyto názvy : identifikační číslo, jméno,  příjmení, datum narození, bydliště, pohlaví,

Datové typy každá položka musí být určitého datového typu. Možné jsou tyto typy dat : Textový typ - textový řetězec, zpravidla do max. délky 255 znaků. Číselné typy- pro uložení celých a reálných čísel s pevnou i plovoucí desetinnou tečkou. Logický typ - slouží k uložení logické hodnoty Ano/Ne (True/False, Yes/No). Memo - pro uložení textu proměnné délky. Datumový typ - pro uložení datumu nebo datumu a času. Neuvádíme zde konkrétní názvy jednotlivých datových typů, protože v jednotlivých SŘBD se tyto názvy, jakož i některé vlastnosti těchto typů odlišují (např. číselné rozsahy, max. délka řetězce atd.).

Datové modely Model je souhrn pravidel pro reprezentaci logické organizace dat v databázi. Rozeznáváme tři základní modely dat: hierarchický síťový relační objektový

Hierarchický model dat Data jsou organizována do stromové struktury. Každý záznam představuje uzel ve stromové struktuře, vzájemný vztah mezi záznamy je typu rodič/potomek.

Použití hierarchického modelu je vhodné tam, kde i zájmová realita má hierarchickou strukturu. Nalezení dat v hierarchické databázi vyžaduje navigaci přes záznamy směrem dolů (potomek), nahoru (rodič) a do strany (další potomek). Mezi nevýhody hiearchického modelu patří: - v některých případech nepřirozená organizace dat   - složité operace vkládání a rušení záznamů

Síťový model dat Síťový model dat je v podstatě zobecněním hierarchického modelu dat, který doplňuje o mnohonásobné vztahy. Tyto vztahy jsou označovány jako C-množiny neboli Sets. Tyto sety propojují záznamy různého či stejného typu, přičemž spojení může být realizováno na jeden nebo více záznamů. Nevýhodou síťové databáze je zejména obtížná změna její struktury.

Relační model dat Nejmladším databázovým modelem je model relační, který byl popsán v roce 1970 Dr. Coddem. V současnosti je tento model nejčastěji využíván u komerčních SŘBD. Relační databázový model má jednoduchou strukturu. Data jsou organizována v tabulkách, které se skládají z řádků a sloupců. Všechny databázové operace jsou prováděny na těchto tabulkách. Dr. Codd definoval jako minimalisticky relační ty systémy, které splňují tyto dvě vlastnosti: 1. Databáze je chápana uživatelem jako množina relací a nic jiného. 2. V relačním SŘBD jsou k dispozici minimálně operace selekce, projekce a spojení, aniž by se vyžadovaly explicitně předdefinované přístupové cesty pro realizaci těchto operací.

Objektově orientované databáze Objektově orientované databáze jsou výsledkem módy, které přineslo objektově orientované programování (OOP), a pokusu o odstranění typických achilových pat relačních systémů. V takových databázích jsou všechna data sdružována do objektů, které korespondují s věcmi (objekty) reálného světa. Podobně jako v OOP má každý objekt svou identitu (tj. je přímo systémově jednoznačně identifikovatelný - ne pomocí primárních klíčů jako v relačních databázích), definice dat se mohou dědit, objekty všelijak propojovat a podobně. Přestože jde o velmi hezkou metodu (možná intuitivnější než relace), stále ještě se jí nedostalo tolik úsilí co relačním databázím, takže ještě nejsou tak do detailu vypiplány a optimalizovány. Tyto databáze měly podle předpokladů vytlačit relační systémy. Původní předpoklady se však nenaplnily a vznikla kompromisní objektově-relační technologie.

Druhy datových základen Osobní databáze, které nejsou obvykle využívány dalšími uživateli, jsou malé rozsahem a k jejich vytvoření a využívání slouží obvykle nástroje balíku OFFICE. Datové základny institucí - práce s více databázemi je typická pro větší instituce. Tyto databáze jsou obvykle rozsáhlé, umístěny na počítačových sítích a jsou sdíleny více uživateli současně. Vytvoření, údržba a využívání těchto základen vyžaduje často informatiky specialisty. Pro tuto úroveň práce jsou určeny velké databázové systémy ORACLE, SAP, INFORMIX. Uživatel se obvykle setkává s oběma kategoriemi datových základen, v pracovním prostředí využívá datové základny instituce a vedle toho se stále více uživatelů opírá o své osobní databáze.

Databázová integrita Integrita databáze znamená, že databáze vyhovuje zadaným pravidlům – integritním omezením. Tato integritní omezení jsou součástí definice databáze, a za jejich splnění zodpovídá systém řízení báze dat. Integritní omezení se mohou týkat jednotlivých hodnot vkládaných do polí databáze (například známka z předmětu musí být v rozsahu 1 až 5), či může jít o podmínku na kombinaci hodnot v některých polích jednoho záznamu (například datum narození nesmí být pozdější než datum úmrtí). Integritní omezení se může týkat i celé množiny záznamů daného typu – může jít o požadavek na unikátnost hodnot daného pole či kombinace polí v rámci celé množiny záznamů daného typu, které se v databázi vyskytují (například číslo průkazu v záznamech o osobách).

Velmi často používaným integritním omezením v relačních databázích je tzv. referenční integrita. Jedná se o požadavek, aby pro pole záznamu, jež má obsahovat odkaz na jiný záznam někde v databáze, takový odkazovaný záznam skutečně existoval, tedy aby takový odkaz nevedl „do prázdna“. Další integritní omezení lze definovat za pomocí tzv. triggerů. Jde o komplexnější definice kontrol, jež se budou provádět při každém pokusu o zápis záznamu do databáze.

Navrhování datové základny Při navrhování datové základny můžeme postupovat podle následujících kroků: 1) pochopení řešené oblasti a zmapování dat 2) rozdělení dat do celků (entit, souborů, tabulek) 3) vytvoření jednoduchého datového modelu, který ukazuje vzájemné vztahy jednotlivých entit 4) doplnění datového modelu o detailnější charakteristiky (názvy položek, typy) 5) převedení do konkrétního databázového prostředí (SQL, ACCESS, WINBASE apod.)

Uspořádání velkých datových základen Velké datové základny institucí jsou typické tím, že jejich velikost se počítá na GB, jsou sdíleny tisíci uživatelů a musí být mimořádně spolehlivé. Tvoří je datoví specialisté (designéři), provozování garantují správci datových základen. Ve světě existuje několik významných firem, které se zabývají vývojem a prodejem velkých datových systémů. Běžný uživatel může komunikovat s velkou databází v rámci své vlastní organizace nebo u řady institucí (bankovnictví, daňové přiznání, nákup zboží, výpis z trestního rejstříku atd.).

Proč využívat databázových systémů? Umožňuje bez problémů pracovat i v organizacích s rozsáhlými datovými základnami (na velkých objemech dat) Zabraňuje současné změně dat více uživateli Poskytuje možnost využívání datových zdrojů na různých počítačích zapojených do sítě Základním pilířem databázové koncepce je programový systém umožňující práci s databází (anglicky DBMS, česky SŘBD – Systém Řízení Bází Dat) SŘBD je soustava programů, která umožňuje - organizování dat - efektivní správu dat - centrální popis dat - přístup k datům z různých aplikací

Zdroje Doc. Ing.Jiří Strach, CSc. UČEBNICE INFORMATIKY – boss.ped.muni./vyuka.cz http://cs.wikipedia.org http://tutorialy.root.cz/linux-na- serveru/databaze/ http://www.fs.vsb.cz/books/dbacc20/dbacc0 1.htm