Tietokannat I Kevät 2007 Olli Luoma

Kurssista Yleistä Henkilöt, ajat ja paikat Kurssimateriaali Laajuus 5 op, taso riippuu suuntautumisvaihtoehdosta Luennot 28 h, Demot 10h ja loppukuulustelu Kurssin kotisivu: http://staff.cs.utu.fi/~olallu/TKAN1/ Henkilöt, ajat ja paikat Luennot: Olli Luoma; Ke 14-16 ja To 10-12 Alpha Demot: Olli Luoma, Mikko Savela ja Kimmo Tarkkanen; Ma 8-16 B2033 ja B2038 Kurssimateriaali Luentomoniste, jota jaetaan luennoilla Luentokalvot Linkkejä kurssin kotisivulla

Kurssin asioista Relaatiomalli Tietokannan suunnittelu SQL Mikä on relaatio? Mikä on relaatiotietokanta? Miten tietokannasta haetaan tietoa? Miten tietokannan sisältämää tietoa muokataan? Tietokannan suunnittelu Mitä on käsitteellinen mallintaminen? Mikä on käsitteellisen mallin ja relaatioiden suhde? SQL Miten SQL:n avulla luodaan tietokantoja? Miten tietokannasta haetaan tietoja SQL:n avulla? Miten tietokantaa päivitetään?

Kurssin tarpeellisuudesta Tekeekö näillä jutuilla oikeasti mitään? Käytännössä kaikki tietojärjestelmät perustuvat relaatiotietokantaan Tietokantaosaaminen on tarpeen lähes kaikissa alan tehtävissä Eli kaikki sitten kai osaavat? No ei... Relaatiomallia ei ymmärretä, vaikka kyse on oikeastaan varsin yksinkertaisesta asiasta SQL:ää ei edellisestä johtuen osata kovinkaan hyvin Esitietona monille kiinnostaville kursseille Tietokannat II, Advanced Course on Databases, XML Technologies and Applications, Multimedia Databases, ...

Demoista Poikkeavat demojärjestelyt Tenttioikeuden saavuttaminen Demotehtävät ratkaistaan ryhmätyönä demotilaisuuksista Hyötyäkseen demoista on syytä seurata luentoja tai ainakin opiskella demoissa tarvittavat asiat itsenäisesti Osa demoista pyritään järjestämään mikroluokissa Tenttioikeuden saavuttaminen Osallistuttava vähintään neljään viidestä demotilaisuudesta Jos edellisen vaatimuksen täyttäminen on (jostain hyvästä syystä) ongelma, ota yhteyttä luennoitsijaan

Tieto Digitaalisesti tallennettua informaatiota Rakenteeton tieto Teksti, puhe, kuvat jne. Käsitellään yleensä kokonaisuutena Rakenteinen tieto Taulukot, puurakenteet jne. Tieto jäsennelty osiin, tietoalkoihin Kurssilla perehdytään ennen kaikkea rakenteisen tiedon hallintaan

Tietomallit Relaatiomalli Verkkomalli Hierarkkinen tietomalli Tieto jäsennellään relaatioihin eli käytännössä tauluihin Suhteellisen helppoa omaksua ja toteuttaa tehokkaasti Ylivoimaisesti suosituin lähestymistapa Verkkomalli Tietoalkiot yhdistyvät toisiinsa verkoksi Käytännössä vaikea toteuttaa Hierarkkinen tietomalli Tietoalkiot sisältyvät toisiinsa; puurakenne, XML-dokumentti Helposti omaksuttavissa, vaikea toteuttaa

Abstraktiotasot Käsitteellinen taso Rakenteellinen taso Fyysinen taso Tietoalkioiden merkitys ”Tietokannassa on tietoa asiakkaista, osoitteista, tilauksista, ...” Rakenteellinen taso Tietoalkioiden suhteet ja jäsennys ”Asiakkaat on esitetty taulukossa, jossa ensimmäinen sarake kuvaa asiakkaan nimeä, toinen lempiruokaa, ...” Fyysinen taso Tietoalkioiden fyysinen tallennustapa ”Orimatti Teuras; Maksalaatikko; ...”

Kurssien ”abstraktiotasot” Käsitteellinen taso Tietojärjestelmien mallintaminen Jossain määrin myös Tietokannat I Rakenteellinen taso Tietokannat I, Tietokannat II Jossain määrin myös Multimedia Databases Fyysinen taso Advanced Course on Database Systems Multimedia Databases Jossain määrin myös Tietokannat II

Tietokanta Laveasti määritellen kokoelma rakenteista tietoa Puhelinluettelo; tietoa henkilöistä, puhelinnumeroista ja osoitteista Kaupan tietokanta; tietoa asiakkaista, tilauksista, tuotteista, toimittajista varastosaldoista jne. Tiukemmin määritellen tietokokoelma, joka On itsekuvaileva Tukee useita yhtäaikaisia käyttäjiä On tarkasteltavissa eri näkökulmista Toimii erillään kokoelman tietoja käyttävistä ohjelmista

Itsekuvailevuus Tietokanta sisältää Varsinaisen tiedon eli datan Datan rakennetta kuvailevan tiedon eli metadatan Onko alla esitetty taulukko itsekuvaileva? Mitä ovat ”Potkukelkka” ja ”Teuras”? Ovatko silakkapihvit ja maksalaatikko lempi- vai inhokkiruokia? Voimme erikseen tallentaa tiedon siitä, mitä sarakkeet sisältävät James Potkukelkka Silakkapihvit 1917 Orimatti Teuras Maksalaatikko 1980

Yhtäaikainen käyttö Käytännössä tietokannalla on aina useita käyttäjiä Verkkokaupalla ehkä satoja tai jopa tuhansia käyttäjiä Yhtäaikaisen käytön ongelmat Kaksi asiakasta yrittää samaan aikaan tilata ainoan tuotteen tai varata saman paikan lennolle Voiko useampi käyttäjä muokata tekstitiedostoa samaan aikaan? Kyllä, jos tähän tarkoitukseen toteutetaan ohjelma

Monta näkökulmaa tietoon Eri käyttäjäryhmät tarvitsevat eri tietoja Pankkitoimihenkilön on haettava eri tietoja kuin pankin asiakkaan Pankkitoimihenkilön on päästävä käsiksi tietoihin, joita pankin asiakas ei voi muuttaa Voidaanko käyttäjille tarjota erilaisia näkökulmia tekstitiedostoon? Kyllä, jos tähän tarkoitukseen toteutetaan ohjelma

Riippumattomuus ohjelmista Uusien ohjelmien toteuttaminen Voimme toteuttaa uusia tietokantaa käyttäviä ohjelmia muuttamatta tietokantaa tai kajoamatta vanhoihin ohjelmiin Uusien tietojen lisääminen Voimme tarvittaessa lisätä uusia tietoja tietokantaan muuttamatta ohjelmia Voidaanko tekstitiedostosta tehdä ohjelmariippumaton? Kyllä, jos kirjoitetaan ohjelma, jonka avulla muut ohjelmat käyttävät tiedostoa

Tietokannanhallintajärjestelmä TKHJ on ohjelmisto, jonka avulla voidaan Luoda uusia tietokantoja Lisätä, poistaa ja hakea tietoa tietokannasta Hallita suuria tietomääriä (gigatavuja, teratavuja, petatavuja) tehokkaasti Kohdistaa tietokantaan useita yhtäaikaisia operaatioita Toteuttaa sovelluksia, jotka käyttävät tietokantaa Esimerkkejä tietokannanhallintajärjestelmistä Oracle, SQL Server, ... (kaupallisia) MySQL, Postgres, Interbase, ... (ilmaisia) Access (monilla ehkä kotikoneella) Jonkin TKHJ:n kokeileminen myös itsenäisesti on erittäin suositeltavaa

TKHJ:t Koostuvat monista osista Teknisesti hyvin kypsiä Tallennusmoottori, kyselymoottori, lukitusjärjestelmä, ... Hallintaohjelmat, varmuuskopiointiohjelmat, ... Teknisesti hyvin kypsiä Pankkitoiminta, arvopaperikauppa, ... Hallittavana valtavia tietomääriä Periaatteessa standardoituja Relaatiotietokannat tukevat SQL:ää, Hierarkkiset tietokannat XML-kyselykieliä jne. Monissa kuitenkin lisäominaisuuksia

Eli siis... TKHJ:n tehtävänä on piilottaa tietokannan fyysinen toteutus ja tarjota rakenteellisen tason rajapinta tiedon käsittelyyn Periaatteessa tietokannanhallintajärjestelmä käyttää tiedostoja siinä missä muutkin ohjelmat Tallennettavat tiedot ovat jäsennettävissä TKHJ:n tietomallin avulla Relaatiomalli: taulukot Verkkomalli: tietoalkioiden muodostama verkko Hierarkkinen malli: puu

Kertaus Tietokanta Itsekuvaileva Useita käyttäjiä Erilaisia näkymiä tietoon Erillinen tietoja käyttävistä ohjelmista TKHJ on tietokantojen käsittelyyn tarkoitettu ohjelmisto Käytännössä nykyiset TKHJ:t perustuvat relaatiomalliin

Relaatio (1) Puhumme usein jonkinlaisista suhteista ”Mikki tykkää Minnistä” ”Aku tykkää Iineksestä” ”Kaarle Kustaa XI on Ruotsin kuningas” ... Suhdetta voidaan ajatella relaationa, joka kytkee Havainnollisimmin relaatiota voi ajatella tauluna Kuningas Valtio Kaarle Kustaa XVI Ruotsi

Relaatio (2) Relaation ominaisuuksia kutsutaan attribuuteiksi Kaava...