Hoofdstuk 1: Databanken, databankmodellen en databank
systemen
1.1Enkele basisconcepten
- Data vs Informatie vs kennis:
o Data zijn feiten, geven geen betekenis op zichzelf
o Informatie is data + betekenis & context → geeft betekenis (antwoord op
w-vragen)
o Kennis: door het analyseren van informatie, omvat patronen, regels en
verbanden (antwoord op hoe en waarom)
- Gestructureerde en ongestructureerde data:
o Gestructureerd: Gemodelleerd volgens een vaste structuur
- Databases, databasemodellen en databaseschema’s
o Database: collectie van persistente data
▪ Data collectie die actueel is
o Databasemodel: geheel van voorschriften en regels om de structuur en het
gedrag van een db vast te leggen en daarnaast ook de data-integriteit te
beschermen
o Databaseschema: een vast schema waar volgens een database wordt
opgebouwd
1.2Databasesystemen
- Databasesysteem: computersysteem voor het beheer van databases
o Data (inhoud)
o Software
o Hardware
o (Gebruikers)
- Data:
o Opgeslagen in 1 of meer bestanden op permanent geheugen
o Gestructureerd: records | Ongestructureerd: binair of karakterbestanden
o Elk record heeft 1 of meer velden met recordtypes gekarakteriseerd door
(naam en datatype) => beschrijvende metadata
o Genormaliseerde data: Databanken met een vast databankschema moeten
zodanig zijn opgebouwd, dat alle verbanden die voorkomen tussen data op
een efficiënte manier worden weergegeven, zonder overtollige dataopslag en
kans op dataverlies.
o Geen afgeleide data: In een databank neem je best geen data op die je kunt
afleiden uit andere data die in de databank zitten. Doe je dit wel dan riskeer je
inconsistenties na aanpassingen.
o Datavoorbereiding:
▪ Data-extractie: Selectie maken van de nodige data die je uit een
data-bron wilt extraheren om in te laden in de db
▪ Datareductie: soms volstaat extractie niet en moet je verder
samenvatten of aggregeren
▪ Datatransformatie: Wanneer je werkt met een db schema is het
noodzakelijk dat je de data omzet naar de vaste structuren, data types
en integriteitsregels
, ▪ Data cleaning: Verwijderen van duplicaten, irrelevante data, omgaan
met onvolledige data en het corrigeren van fouten
▪ Data-integratie: Wanneer je data uit 1 of meer bronnen wil
samenvoegen
▪ Waarheidsgetrouwheid: Uniciteit, nauwkeurigheid, consistentie,
volledigheid, geldigheid en tijdigheid
- Hardware:
o CPU: Aantal processoren en hun processorsnelheid hebben een belangrijke
impact op de prestaties van databasesysteem
o Computergeheugen:
▪ Primair geheugen: Op het moederbord, dichtst bij CPU, klein maar
heel snel (niet persistent)
▪ Secundair geheugen: groter, goedkoper, maar trager
o Geheugengebruik
▪ Er wordt gewerkt met databasebuffers die bijgehouden worden in
primaire geheugen -> voortdurend datastromen tussen CPU, primair
en secundair geheugen. Wanneer databasebuffer vol is kan hij
vrijgegeven worden, dit heet flushen. Pas na het flushen zijn de
aanpassingen aan de data persistent
▪ Geheugen is opgedeeld in pagina’s, voor snelheidswinst wordt niet
rechtstreeks gelezen van pagina’s maar eerst gekopieerd naar
dbbuffer
- Software
o Databasemanagementsysteem (dbms): softwarecomponent van een
database-systeem die instaat voor het beheer van de databases
▪ Opzetten van databases
▪ Database manipulatie
▪ Databasebeveiliging
▪ Herstel na falen
▪ Delen van data
▪ Optimaliseren van systeemprestaties
▪ Ondersteunen van systeemadministratie
o Architectuur: drielagenarchitectuur: is ingevoerd om gebruikers af te schermen
van details over de manier waarop databases in bestanden worden
opgeslagen in het secundaire geheugen. omzettingsprocessen van data en
operaties tussen de lagen gebeuren door mappings
▪ Interne laag: opslaglaag, dichtst bij fysieke opslag db in secundaire
geheugen. Elk bestand heeft bestandshoofding dat dbms leest.
Voorstelling db in deze laag wordt interne kijk genoemd
▪ Logische laag: Gemeenschappelijke kijk
Gemodelleerd volgens de voorschriften van databasemodel
Biedt operatoren om data te bewerken en doorzoeken
▪ Externe laag: individuele kijk, beperkte toegang
o Dataonafhankelijkheid: voorstelling in laag aanpassen zonder impact op
andere
, ▪
Interne dataonafhankelijkheid: je kan de interne modellering en de
logische/interne mapping aanpassen zonder dat dit gevolg heeft op de
logische modellering
▪ Logische dataonafhankelijkheid: logische modellering en
externe/logische mapping aanpassen zonder gevolg op bestaande
individuele kijken
o Andere softwarecomponenten
▪ Tools voor dbontwerp
▪ Tools voor datavoorbereiding
▪ Applicatieprogrammeerinterfaces
▪ Hulpsoftware voor systeemadministratie
▪ Software voor datawarehousing
▪ Rapporteringssoftware
▪ Software voor data-analyse, exploratie en mining
▪ Dashboards
1.3Gebruikers en gebruikersprofielen
- Data-administrator: bedoeld voor personen die in een organisatie centraal
verantwoordelijk zijn voor de data en die meestal een hogere kaderfunctie hebben.
Staat in voor datastrategie, bedrijfsstrategie voor dbtoegang, gebruikersprofielen,
beveiliging, informatiestromen, uitwisselen data en vastleggen prioriteiten.
Grote rol bij ontwerp en integratie en migratie
- Databaseadministrator: Voor technisch verantwoordelijken binnen een onderneming,
zoals implementatie en onderhoud van de dagelijkse werking db. Verantwoordelijk
voor beveiliging, herstel na falen, prestatiemonitoring. Meerdere meestal en
automatisch toegekend bij installatie dbms
- Publieke gebruiker: voor sporadisch toegang, bv via web pagina aanbod online winkel
Hoofdstuk 2: Het relationeel databasemodel
2.1 Structurele aspecten
- Relaties:
o Datatypes: naam, domein, operatoren
o Concept: bestaat uit 2 delen:
▪ Relatieschema: naam en structuur worden vastgelegd
▪ Extensie: feitelijke, gestructureerde inhoud vd relatie, verzameling
tuples
o Terminologie:
▪ #attributen n uit relatie is de graad van de relatie
▪ #tuples in extensie is kardinaliteit
▪ Attribuuttypes: datatype attribuut
▪ Attribuutwaarden: waarde tuple elementen
, o Eigenschappen:
▪ 1. Binnen een relatie geen dubbele tuples
▪ 2. Tuples binnen een relatie niet geordend
▪ 3. De attributen van een relatie zijn niet geordend
▪ 4. Alle attribuutwaarden van een relatie zijn atomair → Elke
attribuutwaarde is ondeelbaar en kan dus niet opgesplitst worden
- Metadata (metadata beschrijft hoe de database is opgebouwd en welke regels erop
van toepassing zijn, niet de feitelijke data zelf)
- de catalogus:
o Aparte db om metadata bij te beheren, opgebouwd uit systeemrelaties
- Views: een benoemde, virtuele relatie die is afgeleid van één of meer relaties of
andere views (afgeleide of virtuele relaties). Geven individuele kijk op db (externe
laag), kan in de catalogus zitten
Niet gematerialiseerd omdat alleen de naam en definiërende expressie worden
bijgehouden in catalogus, wordt dus elke keer terug opgebouwd adhv de expressie
Gebruiker of applicatieontwikkelaar ziet geen verschil tussen view en relatie, beide
voorgesteld als tabellen en zelfde SQL instructie architectuur
o Wordt gemaakt met definiërende expressie
o Nut:
▪ Gemakkelijker onderhoud van applicatiecode
▪ Werken met afgeleide data
▪ Verkorte schrijfwijze voor SQL bevragingen
systemen
1.1Enkele basisconcepten
- Data vs Informatie vs kennis:
o Data zijn feiten, geven geen betekenis op zichzelf
o Informatie is data + betekenis & context → geeft betekenis (antwoord op
w-vragen)
o Kennis: door het analyseren van informatie, omvat patronen, regels en
verbanden (antwoord op hoe en waarom)
- Gestructureerde en ongestructureerde data:
o Gestructureerd: Gemodelleerd volgens een vaste structuur
- Databases, databasemodellen en databaseschema’s
o Database: collectie van persistente data
▪ Data collectie die actueel is
o Databasemodel: geheel van voorschriften en regels om de structuur en het
gedrag van een db vast te leggen en daarnaast ook de data-integriteit te
beschermen
o Databaseschema: een vast schema waar volgens een database wordt
opgebouwd
1.2Databasesystemen
- Databasesysteem: computersysteem voor het beheer van databases
o Data (inhoud)
o Software
o Hardware
o (Gebruikers)
- Data:
o Opgeslagen in 1 of meer bestanden op permanent geheugen
o Gestructureerd: records | Ongestructureerd: binair of karakterbestanden
o Elk record heeft 1 of meer velden met recordtypes gekarakteriseerd door
(naam en datatype) => beschrijvende metadata
o Genormaliseerde data: Databanken met een vast databankschema moeten
zodanig zijn opgebouwd, dat alle verbanden die voorkomen tussen data op
een efficiënte manier worden weergegeven, zonder overtollige dataopslag en
kans op dataverlies.
o Geen afgeleide data: In een databank neem je best geen data op die je kunt
afleiden uit andere data die in de databank zitten. Doe je dit wel dan riskeer je
inconsistenties na aanpassingen.
o Datavoorbereiding:
▪ Data-extractie: Selectie maken van de nodige data die je uit een
data-bron wilt extraheren om in te laden in de db
▪ Datareductie: soms volstaat extractie niet en moet je verder
samenvatten of aggregeren
▪ Datatransformatie: Wanneer je werkt met een db schema is het
noodzakelijk dat je de data omzet naar de vaste structuren, data types
en integriteitsregels
, ▪ Data cleaning: Verwijderen van duplicaten, irrelevante data, omgaan
met onvolledige data en het corrigeren van fouten
▪ Data-integratie: Wanneer je data uit 1 of meer bronnen wil
samenvoegen
▪ Waarheidsgetrouwheid: Uniciteit, nauwkeurigheid, consistentie,
volledigheid, geldigheid en tijdigheid
- Hardware:
o CPU: Aantal processoren en hun processorsnelheid hebben een belangrijke
impact op de prestaties van databasesysteem
o Computergeheugen:
▪ Primair geheugen: Op het moederbord, dichtst bij CPU, klein maar
heel snel (niet persistent)
▪ Secundair geheugen: groter, goedkoper, maar trager
o Geheugengebruik
▪ Er wordt gewerkt met databasebuffers die bijgehouden worden in
primaire geheugen -> voortdurend datastromen tussen CPU, primair
en secundair geheugen. Wanneer databasebuffer vol is kan hij
vrijgegeven worden, dit heet flushen. Pas na het flushen zijn de
aanpassingen aan de data persistent
▪ Geheugen is opgedeeld in pagina’s, voor snelheidswinst wordt niet
rechtstreeks gelezen van pagina’s maar eerst gekopieerd naar
dbbuffer
- Software
o Databasemanagementsysteem (dbms): softwarecomponent van een
database-systeem die instaat voor het beheer van de databases
▪ Opzetten van databases
▪ Database manipulatie
▪ Databasebeveiliging
▪ Herstel na falen
▪ Delen van data
▪ Optimaliseren van systeemprestaties
▪ Ondersteunen van systeemadministratie
o Architectuur: drielagenarchitectuur: is ingevoerd om gebruikers af te schermen
van details over de manier waarop databases in bestanden worden
opgeslagen in het secundaire geheugen. omzettingsprocessen van data en
operaties tussen de lagen gebeuren door mappings
▪ Interne laag: opslaglaag, dichtst bij fysieke opslag db in secundaire
geheugen. Elk bestand heeft bestandshoofding dat dbms leest.
Voorstelling db in deze laag wordt interne kijk genoemd
▪ Logische laag: Gemeenschappelijke kijk
Gemodelleerd volgens de voorschriften van databasemodel
Biedt operatoren om data te bewerken en doorzoeken
▪ Externe laag: individuele kijk, beperkte toegang
o Dataonafhankelijkheid: voorstelling in laag aanpassen zonder impact op
andere
, ▪
Interne dataonafhankelijkheid: je kan de interne modellering en de
logische/interne mapping aanpassen zonder dat dit gevolg heeft op de
logische modellering
▪ Logische dataonafhankelijkheid: logische modellering en
externe/logische mapping aanpassen zonder gevolg op bestaande
individuele kijken
o Andere softwarecomponenten
▪ Tools voor dbontwerp
▪ Tools voor datavoorbereiding
▪ Applicatieprogrammeerinterfaces
▪ Hulpsoftware voor systeemadministratie
▪ Software voor datawarehousing
▪ Rapporteringssoftware
▪ Software voor data-analyse, exploratie en mining
▪ Dashboards
1.3Gebruikers en gebruikersprofielen
- Data-administrator: bedoeld voor personen die in een organisatie centraal
verantwoordelijk zijn voor de data en die meestal een hogere kaderfunctie hebben.
Staat in voor datastrategie, bedrijfsstrategie voor dbtoegang, gebruikersprofielen,
beveiliging, informatiestromen, uitwisselen data en vastleggen prioriteiten.
Grote rol bij ontwerp en integratie en migratie
- Databaseadministrator: Voor technisch verantwoordelijken binnen een onderneming,
zoals implementatie en onderhoud van de dagelijkse werking db. Verantwoordelijk
voor beveiliging, herstel na falen, prestatiemonitoring. Meerdere meestal en
automatisch toegekend bij installatie dbms
- Publieke gebruiker: voor sporadisch toegang, bv via web pagina aanbod online winkel
Hoofdstuk 2: Het relationeel databasemodel
2.1 Structurele aspecten
- Relaties:
o Datatypes: naam, domein, operatoren
o Concept: bestaat uit 2 delen:
▪ Relatieschema: naam en structuur worden vastgelegd
▪ Extensie: feitelijke, gestructureerde inhoud vd relatie, verzameling
tuples
o Terminologie:
▪ #attributen n uit relatie is de graad van de relatie
▪ #tuples in extensie is kardinaliteit
▪ Attribuuttypes: datatype attribuut
▪ Attribuutwaarden: waarde tuple elementen
, o Eigenschappen:
▪ 1. Binnen een relatie geen dubbele tuples
▪ 2. Tuples binnen een relatie niet geordend
▪ 3. De attributen van een relatie zijn niet geordend
▪ 4. Alle attribuutwaarden van een relatie zijn atomair → Elke
attribuutwaarde is ondeelbaar en kan dus niet opgesplitst worden
- Metadata (metadata beschrijft hoe de database is opgebouwd en welke regels erop
van toepassing zijn, niet de feitelijke data zelf)
- de catalogus:
o Aparte db om metadata bij te beheren, opgebouwd uit systeemrelaties
- Views: een benoemde, virtuele relatie die is afgeleid van één of meer relaties of
andere views (afgeleide of virtuele relaties). Geven individuele kijk op db (externe
laag), kan in de catalogus zitten
Niet gematerialiseerd omdat alleen de naam en definiërende expressie worden
bijgehouden in catalogus, wordt dus elke keer terug opgebouwd adhv de expressie
Gebruiker of applicatieontwikkelaar ziet geen verschil tussen view en relatie, beide
voorgesteld als tabellen en zelfde SQL instructie architectuur
o Wordt gemaakt met definiërende expressie
o Nut:
▪ Gemakkelijker onderhoud van applicatiecode
▪ Werken met afgeleide data
▪ Verkorte schrijfwijze voor SQL bevragingen
