▼▲آموزشی▼▲ آموزش جامع پایگاه داده

[reza.sh 19]

با سلام

دوستان عزیز در این تاپیک می خوایم با کمک دوستان آموزش کامل پایگاه داده رو بصورت کاملا رایگان ارائه بدیم .

در این آموزش سعی بر اینکه که بر حسب مفاهیم کلی و کاربردی پیش بریم. در آخر یک DVD یا کتاب شامل آموزش های (ویدیویی) این تاپیک (حتی کاملا تر) به کاربران ارائه میشه(نوع ارائه فعلا معلوم نیست) . تصمیمات دیگه ای نیز برای این تاپیک اتخاذ شده است.

مطالب ما به صورت فصل به فصل می باشد که قبل از تاپیک به آنها اشاره خواهد شد.

مطالب کلی که ارائه میشه به صورت زیر هست :

• آموزش مفاهیم پایگاه داده
  
• آموزش زبان پرس و جو SQL
  
• آموزش MySQL
  
• و در صورت امکان مروری بر Oracle 11g
  

پیشنیاز ها:

1. نیاز به ادیتور SQL که من از SQL Plus اوراکل استفاده می کنم ، دوستان می تونید از SQL Server , Access هم استفاده کنند.
   
2. برای بخش MySQL نیاز به یک سرور محلی مثل ومپ یا زمپ داریم که بنده از زمپ استفاده می کنم.
   

نکات:

• این تاپیک به صورت قفل و مهم می باشد.
  
• این تاپیک صرفا آموزش بوده.
  
• هر دو هفته یکبار آپدیت می شود و سعی بر آن است که هر تاپیک به صورت جامع باشد.
  
• دوستانی که نظری یا آموزشی درباره این تاپیک دارند می توانند از طریق پ.خ مراتب را اطلاع دهند
  
• هر تاپیک به صورت pdf در آخر درج میشه
  

منابع و ماخذ در آخر آموزش درج می گردد

ویرایش شده در خرداد 92 توسط reza.sh
اصلاحات

[reza.sh 19]

تعریف پایگاه داده :

يک بانك اطلاعاتي يا پايگاه داده (database) مجموعه اي سازمان يافته و بدون تکرار (افزونگي) از داده های مرتبط به هم است که مي تواند توسط سيستم هاي کاربردي مختلف با زبان های برنامه نویسی مختلف به اشتراک گذاشته شود و به راحتي می توان علمیات دسترسی ، مديريت و به روز رسانی داده ها را انجام داد.

وقتی داده به صورت پايگاه داده سازماندهی می شود، کاربر و برنامه نويس نيازي به دانستن مهارت و پیچیدگی ذخيره سازي داده ندارند. علاوه براين داده مي تواند بدون تاثير روي اجزاي ديگر سيستم تغيير کند.

تعریف داده:

داده (data) دارای تعاريف متنوعی است، به صورت اجمالی داده ها كلمات و ارزش هاي واقعي هستند كه از طريق تحلیل تحلیل گران پروژه بدست مي آيند، به عبارت ديگر داده نمودي از وقايع، معلومات، رخدادها، پديده ها و مفاهيم مي باشد.

در محاسبات، داده به اطلاعي (یا معلومی) گفته می شود که به شکلی مناسب براي انتقال و پردازش ترجمه شود. از نظر ساختاري داده به مقادير صفت خاصه انواع موجوديت ها اتلاق می شود.

اطلاع:

اطلاع (information) مفهومي است که براي مخاطب آن قابل درک می باشد. و با دانستن آن می تواند برای حل يک مسئله تصميم گيري يا ارزيابی كند.

وقتي اطلاع وارد کامپيوتر شده ذخيره مي گردد به داده تبديل می شود. بعد از پردازش، داده خروجي مجددا به عنوان اطلاع دريافت مي شود.

وقتي اسم صفت خاصه و مقدار منسوب به آن در دست باشند اطلاعي در مورد موجوديت حاصل مي شود.

موجوديت:

موجوديت (entity) مفهوم کلي پديده، شيء يا فردي است که در مورد آن مي خواهيم اطلاع (اطلاعات) داشته باشيم و در کامپيوتر ذخيره کنيم.

هر نوع موجوديت دارای مجموعه ( اي ) از صفات خاصه (attribute) است که ويژگي جداکننده يک نوع موجوديت از نوع ديگر محسوب می شود.

مثال :: موجوديت دانشجو در سيستم دانشگاه مي تواند داراي صفات خاصه: نام، نام خاوادگي، سن، سال تولد، رشته تحصيلي، سال ورود و ... باشد و يا موجوديت درس صفات خاصه: كد درس، نام درس و تعداد واحد ‎

ويژگي هاي داده در پايگاه داده:

1. اشتراکی بودن (shared)

• داده در پايگاه داده بين چندين کاربر و برنامه کاربردی به اشتراک گذاشته می شود.

2. ماندگاري (persistence)

• وقتي داده در پايگاه داده ذخيره شد پايدار و مقاوم است و حذف نمی شود ، مگر آنکه توسط سيستم پايگاه داده تغيير کند.

3. امنيت (security)

• داده در پايگاه داده از فاش شدن، تغيير و تخريب بدون مجوز محافظت می شود. مدير سيستم توسط سطوح دسترسي و قيدهای امنيتی نحوه دستيابی به داده را تعريف می کند و اطمينان می دهد که دستیابی از طريق حالت امن انجام می شود.

4. اعتبار (validity)

• يا جامعيت (integrity) و يا صحت(correctness) به درستی داده در پايگاه داده نسبت به موجوديت دنياي واقعي معتبر اشاره دارد. مثلا موجودی بانک نبايد منفی باشد.

5. سازگاری (consistency)

• داده در پايگاه داده با مقدار واقعي داده در دنياي خارج سازگار است. وقتی يک فقره اطلاع در بيش از يک نقطه ذخيره شود و لازم باشد بهنگام شود، اگر بهنگام سازی در همه نقاط انجام نشود ناسازگاری ايجاد می شود.

6. کاهش افزونگی (non redundancy)

• داده در پايگاه داده داراي حداقل افزونگي است. افزونگي به اين معناست که هيچ دو فقره داده در بانک معرف يک موجوديت در دنياي خارج نباشد.

7. استقلال (independence)

• تغييردر نمايش فيزيکی، تکنيک های دستيابی و سازماندهی داده تاثيری روی برنامه های کاربردی ندارد.

روش هاي ذخيره داده

1- سيستم فايلی (file system)

در اين روش، داده ها در فايل هاي مجزا قرار گرفته و سيستم های جداگانه ای به نام سيستم پردازش فايل براي استفاده از فايل های داده ای طراحي و تولید مي شوند. در اين سيستم ها هر برنامه ي كاربردي تنها به فايل داده ای مربوط به خود می تواند مراجعه مي كند و نیاز های خود را بر طرف کند.

اشکالات چنين طراحي در ذخيره داده به طور خلاصه عبارتند:

1. افزونگي و ناسازگاري داده به دليل چندين فرمت فايل و تکرار اطلاعات در فايلهاي مختلف.

2. مشکل در دستيابی داده و نياز به نوشتن برنامه جديدي براي انجام هر کار

3. قيدهای جامعيت به جاي اينکه صريحا بيان شوند در کدبرنامه از نظر پنهان مي شد. اضافه کردن قيدهاي جديد يا تغيير قيدهاي موجود به سختي صورت مي گيرد.

4. ايجاد ناسازگاري به دليل وجود چندين کپي از فقره هاي داده

5. مشکلات امنيتی به دليل دسترسي همروند و بدون کنترل توسط چند کاربر

2- سيستم پايگاه داده (database system)

در اين روش كليه داده ها به صورت مجتمع در پايگاه داده ذخيره می شود، ولي هر كاربر ديد خاص خود را نسبت به داده ها دارد. كاربران مختلف مي توانند به طور مشترك با پايگاه داده كار كنند. به دليل تجمع داده افزونگي به حداقل ممكن كاهش مي يابد.

نرم افزاری به نام سيستم مديريت پايگاه داده ( DBMS ) به عنوان واسطه بين برنامه هاي كاربردي و پايگاه داده ايفاي نقش مي كند لذا امنيت داده ها در اين روش بيشتر است.

عناصر اصلي سيستم پايگاه داده:

اجزاء اصلي سيستم بانك اطلاعاتي عبارتند از:

1. داده ها

• شامل داده هائي درباره موجوديت هاي مختلف محيط و ارتباط بين موجوديت ها.

2. سخت افزار

• شامل عناصر پردازشی، رسانه های ذخيره سازی داده، دستگاه هاي جانبي، سخت افزارهای ارتباطی و غيره.

3. نرم افزار

• شامل سيستم عامل و نرم افزارهاي ارتباطي شبکه، نرم افزار سيستم مديريت پايگاه داده و برنامه هاي كاربردي.

4. رويه های عملياتی

• شامل کليه عملياتی که روی پايگاه داده انجام می شود، نظير تهيه پشتيبان، آمارگيری و ...

5. کاربر

• شامل كاربران يا كساني كه به نحوي با سيستم در ارتباط هستند نظير مديرپايگاه داده(DBA)، طراحان پايگاه داده (DBD)، برنامه نويسان پايگاه داده (DBP) و کاربران نهائي(end users).

نسل هاي پايگاه داده :

نسل اول (1948) : فايل ترتيبی

نسل دوم (1958) : شيوه های دسترسی

نسل سوم (1967) : سيستم مديريت داده

نسل چهارم(1974): سيستم مديريت پايگاه داده

نسل پنجم(1981) : پايگاه معرفت

لینک دانلود بصورت Pdf : فصل یک - بخش اول مفاهیم کلی پایگاه داده دانلود ● آپلود سنتر انجمن جوملای ایران

ویرایش شده در خرداد 92 توسط reza.sh
اصلاح

[reza.sh 19]

وظايف سيستم مديريت پايگاه داده

وظايف DBMS در سيستم های مختلف تا حدودی متقاوت بوده و بستگي به نوع كاربران آن دارد. اما به طور كلي اين وظايف عبارتند از:

1- امکان تعريف پايگاه داده

2- امکان ايجاد پايگاه داده

3- امکان دستکاري داده ها

4- بازيابي پايگاه داده

5- بهنگام سازي پايگاه داده (عمليات درج، حذف و جايگزيني(

6- گسترش سیستم

7- امکان سازماندهي مجدد

8- کنترل امنيت و جامعيت داده ها

9- ايجاد ديکشنري داده ها

10- امکان کنترل کارائي

تراکنش یا حالت ACID

تراکنش (transaction) یک برنامه فعال است که دنباله ای از دستورات تحت الگوریتم (های خاص) می باشد و به طور که ین منظور ما در این جا انجام عمليات روی پایگاه داده است.

سه عمل تراکنشی خاص وجود دارد :

start : نشان می دهد يک تراکنش دارد شروع می شود.

Commit : دلالت بر اتمام عادی تراکنش دارد.

abort: که بيان کننده پايان يافتن تراکنش به دليل سقط آن است و کليه اثرات ترکنش سقط شده بايد rollback يا بی اثر شود.

وقتی تراکنش commit می شود تاثیرش روی پايگاه داده بايد دائمی شود.

هر تراکنش باید پايگاه داده را از یک حالت سازگار به حالت سازگار بعدی ببرد. تراکنش بايد دارای خواص ACID باشد تا پايگاه داده را در حالت سازگار منطقی باقی نگه دارد.

1- اتمیک (Atomicity)

تراکنش ها ایزوله یا اتمیک هستند ، که باعث می شوند همه عملیات ها انجام شوند یا هیچکدام انجام نشود. نگهداشتن خاصیت اتمیسیته وظیفه کنترل همروندی و ترمیم است.

2- سازگاری (Consistency)

یک تراکنش در پايگاه داده سیستم را از یک حالت منطقی درست به حالت منطق درست دیگری منتقل می کند تا در حالت سازگاری پایدار بماند ، اگر به هر دلیلی شکستی رخ دهد کليه داده ها به حالت قبل از شروع تراکنش باز خواهند گشت.

3- ايزوله بودن (Isolation)

تراکنشی که در حال اجراست و هنوز به پايان نرسيده تاثیرش از بقيه ، مخفی است مگر اینکه commit شده باشند.

4- ماندگاری (Durability)

از وقتی تراکنشی commit شد تاثیرش دائمی است و در پایگاه داده ذخیره می شود ، حتی اگر سیستم خراب شود (نه منحدم!) داده در حالت درست خود باقی می ماند.

اجزای سیستم مدیریت پایگاه داده

وظایف DBMS توسط تعدادی مولفه نرم افزاری انجام می شود. هر كدام از این مولفه ها ممكن است مشتق از چند واحد كوچكتر باشند. تعدادی از سرویس های که توسط مولفه های DBMS داده می شوند در زیر لیست شده است:

1- پردازش تراکنش (Transaction Processing)

پردازش تراکنش عملیاتی که از منابع مختلف می رسد را روی پایگاه داده اجرا می کند به نحوی که خواص مطلوب تراکنش خدشه دار نشود. سرویس های کنترل همروندی و ترمیم به این مولفه برای برقراری خواص ACID کمک می کنند. به این ترتیب اجرای همروند تراکنش ها و سازگاری پایگاه داده حتی در صورت وقوع شکستی در سیستم تضمین می شود.

2- کنترل همروندی (Concurrency Control)

مدیریت اجرای همروند تراکنش ها روی پایگاه داده را به عهده دارد.

3- ترمیم (Recovery)

ترمیم تضمین می کند که اگر اجرای تراکنش با عدم موفقیت یا سقط روبرو شد، تاثیر نامطلوبی روی پایگاه داده یا تراکنش های دیگر نگذارد و حالت پایگاه داده را همیشه سازگار نگه دارد.

4- مدیریت ثبت احوال(Log Management)

هر اتفاقی که در سیستم رخ می دهد در یک فایل ذخیره می شود و توسط مدیریت ترمیم برای حفظ صحت و اعتبار پایگاه داده هنگام خرابی يا سقط سيستم استفاده می شود.

5- واسطه زبانی (Language Interface)

دستوراتی را برای تعریف داده و تعاریفی از این قبیل.

6- تحمل پذیری خطا(Fault Tolerancy )

توانائی ارائه سرویس های قابل اطمینان توسط DBMS حتی در صورت بروز نقص را تحمل پذیری خطا می گویند. انواع خطاهائی که ممکن است پیش بیاید عبارتند از:

• خطای منطقی : تراکنش موفق نمی شود مثلا به دلیل ورودی بد، سرریزی

• خطای سیستمی : تراکنش موفق نمی شود مثلا به دلیل بن بست

• سقط سیستم : قطع برق، پاک شدن حافظه اصلی، پر شدن دیسک

• ناتوانی دیسک : خرابی هد، خرابکاری عمدی، آتش سوزی،

7- کاتالوگ داده (Data Catalog)

یک پایگاه داده سیستمی شامل اطلاعاتی درباره داده، ارتباطات و قیدها در پایگاه اصلی است. گاهی به آن متاداده هم گفته می شود.

8- امنیت (Security)

امنیت به محافظت داده در مقابل افشاشدن، تغییر و خرابی اشاره دارد. هر کاربر و برنامه کاربردی امتیاز ویژه ای برای دسترسی به داده دارد. کاربران ممکن است دیدگاه های مختلفی نسبت به داده های پایگاه داده با توجه امتیازات ویژه خود داشته باشند. سیستم امنیتی همچنین، توسط رویه های شناسائی و مجوز، دسترسی به پایگاه داده را محدود می کند.

9- مدیریت ذخیره سازی (Storage Management)

DBMS مکانیسم های خاصی برای ذخیره دائمی داده و دسترسی به منبع فیزیکی و بازیابی داده دارد. مدیر ذخیره سازی ، بین داده ذخیره شده در پایگاه داده ، برنامه کاربردی و پرس و جوهای ارسال شده به سیستم واسطه می شود.

10- مدیریت قفل (Lock Management)

هنگام استفاده اشتراکی از داده انواع مختلفی از قفل روی داده گذاشته می شود (مثل Read Lock و Write Lock).

11- مدیریت بن بست (Deadlock Management)

بن بست وقتی اتفاق می افتد که تراکنش ها برای بدست آوردن منابع در یک دایره بسته قرار گیرند یعنی هر یک منبعی در اختیار دارد که مورد تقاضای دیگری است و درخواست منبعی را می کند که در اختیار تراکنش منتظر منبع است. در پایگاه داده منابع رکوردها هستند. مديريت منبع مسئول رفع اين مشکل هستند.

لینک دانلودبصورت PDF : فصل یک - بخش دوم مفاهیم کلی پایگاه داده دانلود ● آپلود سنتر انجمن جوملای ایران