IRDBMS – Tentamenstof Samenvatting
Week 1 t/m 6
Database Concepten
Karakteristieken van database approach:
- Self-describing nature of a database system:
o Databasesysteem bevat de complete definitie van de structuur en de constraints
(vastgelegde voorwaarden).
o Meta-data beschrijft de databasestructuur (zoals INT, VARCHAR etc.)
o Database Catalog: bevat de metadata en wordt gebruikt door het DBMS-software
en de databasegebruikers die de informatie nodig hebben.
- Insulation (isolering) between programs and data:
o Program-data independence: structuur van de databestanden is opgeslagen in de
DBMS-cataloog, wat gescheiden is van de programma’s die toegang tot de data
hebben.
o Program-operation independence: operaties bestaan uit twee delen
Interface: operatienaam en datatypen van de parameters.
Implementation: de methode, kan worden aangepast zonder dat het de
interface beïnvloedt.
- Data Abstraction:
o Staat program-data en program-operation independence toe.
o Conceptuele representatie van data, bevat niet details hoe de data is opgeslagen.
o D.m.v. data abstraction wordt deze representatie weergeven in een datamodel.
- Support of multiple views of the data:
o View: een deelgroep van de database, bevat virtuele data afgeleid van de
databasebestanden en wordt niet letterlijk opgeslagen.
o Multiuser DBMS: gebruikers hebben verschillende applicaties en er moet dus
worden voorzien van meerdere views.
- Sharing of data and multiuser transaction processing:
o Toestaan dat meerdere gebruikers tegelijkertijd de database kunnen benaderen.
o Concurrency Control: verzekert dat als diverse gebruikers dezelfde data updaten,
dit gebeurt op een gecontroleerde manier.
o Online Transaction Processing (OLTP) applicaties gebruiken dit.
o Transaction: een uitvoerbaar programma of proces dat meer dan een
databasebenaderingen bevat, zoals het lezen of updaten van rijen.
,Voordelen van DBMS approach:
- Controlling redundancy:
o Data Normalization: logische data items maar op een plek opslaan in de
database, zoals een student’s naam of geboortedatum.
o Denormalization: alle data bij elkaar zetten voor een betere query performance.
- Restricting unauthorized access:
o Security and Authorization Subsystem: wordt gebruikt voor het maken van
accounts en daaraan restricties toe te kennen voor het gebruik van de database.
o Privileged Software: software die alleen door bepaalde mensen mag worden
gebruikt, zoals voor bijvoorbeeld het aanmaken van accounts.
- Providing persistent storage for program objects:
o Impedance Mismatch Problem: als er verschillen zijn tussen het database model
en de programmeertaal (vaak bij traditionele database systemen).
o Complexe objecten kunnen permanent in een object-georiënteerd DBMS worden
opgeslagen.
- Providing storage structures and search techniques for efficient query processing:
o Indexes: datastructuurtechniek om efficiënt gewenste rijen op te vragen.
o Buffering or Caching: techniek om veelgebruikte querydata op te slaan in tijdelijk
geheugen.
o Query Processing and Optimization: techniek voor het kiezen van een efficiënt
query uitvoerplan voor elke query.
When not to use a DBMS (meer gewenst voor reguliere bestanden)
Simpele en heldere database applicaties die niet worden verwacht te veranderen
Ingebouwde systemen met gelimiteerde opslagcapaciteit
Geen multiple-user access tot data
Real-time voorwaarden
Three-schema Architecture
De drie levels (lagen):
- Internal (fysiek): beschrijft de fysieke opslagstructuur van de database.
- Conceptual (logisch): beschrijft de hele databasestructuur voor een gemeenschap van
gebruikers.
- External (view): beschrijft het databasegedeelte waar een bepaalde groep van gebruikers
in is geïnteresseerd.
Eindgebruikers Externe View Conceptueel Schema Fysiek Schema Database
Data Independence: capaciteit om het schema op een level te veranderen van een
databasesysteem, zonder het schema te hoeven veranderen op een hoger level.
- Logical: het conceptuele level kan veranderen, maar het externe level blijft hetzelfde.
- Physical: het schema is niet afhankelijk van de manier waarop het wordt opgeslagen op
een opslagmedium, zoals een harde schijf.
, Databasesystem Environment & DBMS Classification
Database Administrator (DBA): voert DDL-zaken uit, wat te maken heeft met de meta-data.
DBMS component modules (software componenten)
Buffer management
Stored data manager
DDL compiler
Interactive query interface (query compiler/optimizer)
Precompiler
Runtime databaseprocessor
System catalog
Concurrency control system
Backup en recovery system
Database System Utilities:
- Loading: laden van bestaande databestanden in de database.
- Backup: kopie creëren van de database.
- Database Storage Reorganization: reorganiseren van een groep databasebestanden in
verschillende bestandorganisaties.
- Performance Monitoring: monitoren van databasegebruik en zorgt voor statistieken voor
de DBA.
Tools
CASE Tools (vormgeven van de database)
Application Development Environments (benodigde hardware en software)
Communications software (uitwisselen van bestanden via een netwerk)
Data Dictionary (Data Repository) System: bewaart design beslissingen,
gebruiksstandaarden, applicatie en programma omschrijvingen en gebruikersinformatie.
DBMS Classification
Datamodel (relationeel, object, hiërarchisch of XML)
Aantal gebruikers (single-users of multiuser)
Aantal sites (centralized of distributed)
Kosten (open source of licensing)
Benaderingspaden opties
Algemeen of speciaal doel
SQL
Hiërarchisch vs Relationeel: data hoeft niet meer fysiek verbonden (hiërarchisch) te zijn, maar via
relaties, dus de logische inhoud benaderen via sleutels (relationeel).
Relationeel model:
- Tabellen (logisch databasemodel)
- Views (extern databasemodel)
Week 1 t/m 6
Database Concepten
Karakteristieken van database approach:
- Self-describing nature of a database system:
o Databasesysteem bevat de complete definitie van de structuur en de constraints
(vastgelegde voorwaarden).
o Meta-data beschrijft de databasestructuur (zoals INT, VARCHAR etc.)
o Database Catalog: bevat de metadata en wordt gebruikt door het DBMS-software
en de databasegebruikers die de informatie nodig hebben.
- Insulation (isolering) between programs and data:
o Program-data independence: structuur van de databestanden is opgeslagen in de
DBMS-cataloog, wat gescheiden is van de programma’s die toegang tot de data
hebben.
o Program-operation independence: operaties bestaan uit twee delen
Interface: operatienaam en datatypen van de parameters.
Implementation: de methode, kan worden aangepast zonder dat het de
interface beïnvloedt.
- Data Abstraction:
o Staat program-data en program-operation independence toe.
o Conceptuele representatie van data, bevat niet details hoe de data is opgeslagen.
o D.m.v. data abstraction wordt deze representatie weergeven in een datamodel.
- Support of multiple views of the data:
o View: een deelgroep van de database, bevat virtuele data afgeleid van de
databasebestanden en wordt niet letterlijk opgeslagen.
o Multiuser DBMS: gebruikers hebben verschillende applicaties en er moet dus
worden voorzien van meerdere views.
- Sharing of data and multiuser transaction processing:
o Toestaan dat meerdere gebruikers tegelijkertijd de database kunnen benaderen.
o Concurrency Control: verzekert dat als diverse gebruikers dezelfde data updaten,
dit gebeurt op een gecontroleerde manier.
o Online Transaction Processing (OLTP) applicaties gebruiken dit.
o Transaction: een uitvoerbaar programma of proces dat meer dan een
databasebenaderingen bevat, zoals het lezen of updaten van rijen.
,Voordelen van DBMS approach:
- Controlling redundancy:
o Data Normalization: logische data items maar op een plek opslaan in de
database, zoals een student’s naam of geboortedatum.
o Denormalization: alle data bij elkaar zetten voor een betere query performance.
- Restricting unauthorized access:
o Security and Authorization Subsystem: wordt gebruikt voor het maken van
accounts en daaraan restricties toe te kennen voor het gebruik van de database.
o Privileged Software: software die alleen door bepaalde mensen mag worden
gebruikt, zoals voor bijvoorbeeld het aanmaken van accounts.
- Providing persistent storage for program objects:
o Impedance Mismatch Problem: als er verschillen zijn tussen het database model
en de programmeertaal (vaak bij traditionele database systemen).
o Complexe objecten kunnen permanent in een object-georiënteerd DBMS worden
opgeslagen.
- Providing storage structures and search techniques for efficient query processing:
o Indexes: datastructuurtechniek om efficiënt gewenste rijen op te vragen.
o Buffering or Caching: techniek om veelgebruikte querydata op te slaan in tijdelijk
geheugen.
o Query Processing and Optimization: techniek voor het kiezen van een efficiënt
query uitvoerplan voor elke query.
When not to use a DBMS (meer gewenst voor reguliere bestanden)
Simpele en heldere database applicaties die niet worden verwacht te veranderen
Ingebouwde systemen met gelimiteerde opslagcapaciteit
Geen multiple-user access tot data
Real-time voorwaarden
Three-schema Architecture
De drie levels (lagen):
- Internal (fysiek): beschrijft de fysieke opslagstructuur van de database.
- Conceptual (logisch): beschrijft de hele databasestructuur voor een gemeenschap van
gebruikers.
- External (view): beschrijft het databasegedeelte waar een bepaalde groep van gebruikers
in is geïnteresseerd.
Eindgebruikers Externe View Conceptueel Schema Fysiek Schema Database
Data Independence: capaciteit om het schema op een level te veranderen van een
databasesysteem, zonder het schema te hoeven veranderen op een hoger level.
- Logical: het conceptuele level kan veranderen, maar het externe level blijft hetzelfde.
- Physical: het schema is niet afhankelijk van de manier waarop het wordt opgeslagen op
een opslagmedium, zoals een harde schijf.
, Databasesystem Environment & DBMS Classification
Database Administrator (DBA): voert DDL-zaken uit, wat te maken heeft met de meta-data.
DBMS component modules (software componenten)
Buffer management
Stored data manager
DDL compiler
Interactive query interface (query compiler/optimizer)
Precompiler
Runtime databaseprocessor
System catalog
Concurrency control system
Backup en recovery system
Database System Utilities:
- Loading: laden van bestaande databestanden in de database.
- Backup: kopie creëren van de database.
- Database Storage Reorganization: reorganiseren van een groep databasebestanden in
verschillende bestandorganisaties.
- Performance Monitoring: monitoren van databasegebruik en zorgt voor statistieken voor
de DBA.
Tools
CASE Tools (vormgeven van de database)
Application Development Environments (benodigde hardware en software)
Communications software (uitwisselen van bestanden via een netwerk)
Data Dictionary (Data Repository) System: bewaart design beslissingen,
gebruiksstandaarden, applicatie en programma omschrijvingen en gebruikersinformatie.
DBMS Classification
Datamodel (relationeel, object, hiërarchisch of XML)
Aantal gebruikers (single-users of multiuser)
Aantal sites (centralized of distributed)
Kosten (open source of licensing)
Benaderingspaden opties
Algemeen of speciaal doel
SQL
Hiërarchisch vs Relationeel: data hoeft niet meer fysiek verbonden (hiërarchisch) te zijn, maar via
relaties, dus de logische inhoud benaderen via sleutels (relationeel).
Relationeel model:
- Tabellen (logisch databasemodel)
- Views (extern databasemodel)
