Osnove podatkovnih baz

• Predavanja:
  • Janoš Vidali (janos.vidali@fmf.uni-lj.si), kabinet 1.14
  • ponedeljek 16-18 v predavalnici 2.02
• Vaje:
  • Gašper Domen Romih (gasperdomen.romih@fmf.uni-lj.si), kabinet 4.09
  • četrtek 12-14 v predavalnici 3.11

---

Sistemi za upravljanje podatkovnih baz

• Trajno shranjevanje
• Datoteke?
  • neučinkovite operacije (iskanje, pisanje, …)
  • omejitev velikosti, nedistribuiranost,
  • oteženo večuporabniško delo, …
• Podatkovne baze učinkovito naslavljajo vse te probleme …

---

DBMS - Database management systems

Zagotavljajo trajno shranjevanje masovnih podatkovnih zbirk in pri tem poskrbijo za:

• učinkovitost
• zanesljivost
• priročnost
• varno večuporabniško shranjevanje in dostopanje do podatkov

---

Struktura podatkovnih baz

• Podatkovni model (tabele, XML, graf)
• Shema in podatki
• Jezik za opis shem
• Jezik za manipulacijo podatkov

---

Uporabniki

• Razvijalec DBMS
• Načrtovalec podatkovne baze
• Razvijalec programske opreme
• Skrbniki podatkovne baze (administrator)

---

Sočasen dostop

• Transakcije: zaporedje operacij, ki se izvedejo v celoti in brez vzporednih operacij s strani drugih uporabnikov
• ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability):
  • Atomarnost: transakcije so atomarne
  • Konsistentnost: pretvorba konsistentnega stanja v konsistentno
  • Izoliranost: rezultat transakcije neviden ostalim do zaključka transakcije
  • Stalnost: rezultati transakcij morajo ostati stalni in preživeti “okvare” baz

---

Vrste sistemov za upravljanje podatkovnih baz

• RDBMS
• Relacijski (MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQLite, DB2, MSSQL, …)
• NoSQL: grafovski (Neo4j, Titan), dokumentni (MongoDB, Elasticsearch), ključ-vrednost (Dynamo, Bigtable), tabelarične (HBase), …
• Pogovorno rečemo sistemu za upravljanje kar “baza”

---

Primer - Banka

• Sestavimo preprosto shemo za banko.
• Kaj rabimo?
  • Osebe: ime, priimek, EMŠO, naslov
  • Račun: številka, lastnik (referenca na osebo)
  • Transakcija: številka, račun (referenca na račun), znesek, opis, čas
• Uporabimo SQLite narečje jezika SQL

---

Tabela oseba

• ime, priimek: ločimo ime in priimek - bolj kakovostni podatki
• emso: vsaka vrstica v tabeli rabi identifikator
  • EMŠO je naravni identifikator, zato ga uporabimo
  • Če se le da, uporabljamo naravne identifikatorje
• naslov: poln naslov brez pošte
  • lahko bi ločili ulico, številko (kaj pa poštni predal, čudne številke …)
• posta: uporabimo šifrant pošt in številk - lahko se skličemo na drugo tabelo (glej tabelo kraj)

  CREATE TABLE oseba (
    emso    TEXT PRIMARY KEY,
    ime     TEXT NOT NULL,
    priimek TEXT NOT NULL,
    ulica   TEXT NOT NULL,
    posta   INTEGER NOT NULL REFERENCES kraj(posta)
  );
  

  </span>

---

Tabela kraj

• posta: poštna številka; identifikator
• kraj: ime kraja

  CREATE TABLE kraj (
    posta INTEGER PRIMARY KEY,
    kraj  TEXT NOT NULL
  );
  

---

Tabela racun

• stevilka: številka računa; identifikator; želimo, da se avtomatično generira
• lastnik: referenca na lastnika računa (tabela oseba, stolpec emso)

  CREATE TABLE racun (
    stevilka INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    lastnik  TEXT NOT NULL REFERENCES oseba(emso)
  );
  

---

Tabela transakcija

• id: ni naravnega identifikatorja, številčimo sami
• racun: sklic na tabelo racun, stolpec stevilka
• znesek: celoštevilski znesek (poenostavitev: “prave” baze bi imele tu računovodski znesek, ki omogoča pravilno zaokroževanje)
• cas: čas transakcije; poskrbimo, da se avtomatično generira ob vpisu

  CREATE TABLE transakcija (
    id     INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    racun  INTEGER NOT NULL REFERENCES racun(stevilka),
    znesek INTEGER NOT NULL, 
    cas    TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    opis   TEXT
  );
  

---

Banka - celoten SQL, narečje SQLite (1)

CREATE TABLE kraj (
  posta INTEGER PRIMARY KEY,
  kraj  TEXT NOT NULL
);

CREATE TABLE oseba (
  emso    TEXT PRIMARY KEY,
  ime     TEXT NOT NULL,
  priimek TEXT NOT NULL,
  ulica   TEXT NOT NULL,
  posta   INTEGER NOT NULL REFERENCES kraj(posta)
);

---

Banka - celoten SQL, narečje SQLite (2)

CREATE TABLE racun (
  stevilka INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
  lastnik  TEXT NOT NULL REFERENCES oseba(emso)
);

CREATE TABLE transakcija (
  id     INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
  racun  INTEGER NOT NULL REFERENCES racun(stevilka),
  znesek INTEGER NOT NULL, 
  cas    TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  opis   TEXT
);

---

Banka - narečje PostgreSQL (1)

--- VERZIJA ZA POSTGRESQL ---

-- tabela krajev s poštnimi številkami
CREATE TABLE kraj (
  posta	INTEGER PRIMARY KEY,
  kraj	TEXT NOT NULL
);

-- tabela fizičnih oseb, ki so lastniki računov
CREATE TABLE oseba (
  emso    TEXT PRIMARY KEY,
  ime     TEXT NOT NULL,
  priimek TEXT NOT NULL,
  rojstvo DATE NOT NULL,
  ulica   TEXT NOT NULL,
  posta   INTEGER NOT NULL REFERENCES kraj(posta)
);

---

Banka - narečje PostgreSQL (2)

-- tabela računov
-- števec računov, se avtomatično povečuje sam
CREATE SEQUENCE "rstevec" START 100000; 

CREATE TABLE racun (
  stevilka INTEGER PRIMARY KEY
           DEFAULT NEXTVAL('rstevec'),
  lastnik  TEXT NOT NULL REFERENCES oseba(emso)
);

---

Banka - narečje PostgreSQL (3)

-- tabela vseh transakcij (pologov in dvigov denarja)
CREATE TABLE transakcija (
  id     SERIAL PRIMARY KEY,
         -- tip INTEGER s števcem z začetkom 1
  znesek INTEGER NOT NULL,
  racun  INTEGER NOT NULL REFERENCES racun(stevilka),
  cas    TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT NOW(),
  opis   TEXT
);

Ta stran je odprtokodna. Izboljšaj to stran.