Database S12 Lecture 6 PDF
Document Details
Uploaded by karim7
المعهد العالي للعلوم الإدارية المتقدمة والحاسبات
2024
DR. Hany Hamdy Hussien
Tags
Summary
This document is a lecture on Database S12, focusing on databases, database models, SQL Server, and its components. It covers topics such as advantages, disadvantages, uses, and types of databases, including database life cycle. The summary details various aspects of databases and their implementations.
Full Transcript
Database S12 S12 قواعد بيانات 2024 By DR. Hany Hamdy Hussien Lecture 6 مراجعة 1 Why Databases? لماذا Independence from representation formats مستقلة Control redundancy and consistency التكرارو التناسق Ensure integr...
Database S12 S12 قواعد بيانات 2024 By DR. Hany Hamdy Hussien Lecture 6 مراجعة 1 Why Databases? لماذا Independence from representation formats مستقلة Control redundancy and consistency التكرارو التناسق Ensure integrity/securityاالمن و السالمة Better scalability التوسع Allow ad hoc access دخول خاص Better maintenance صيانة Better concurrency التزامن 2 أنواع تطبيقات قواعد البيانات البيانات Traditional لقواعد التقليدية التطبيقات .1 Applications More البيانات Recent لقواعد الحديثة التطبيقات .2 Applications .1قواعد بيانات الوسائط المتعددة Multimedia Databases .2نظم المعلومات الجغرافية Geographic Information )Systems (GIS .3مخازن أو مستودعات البيانات Data Warehouses .4قواعد البيانات النشطة وأنظمة الوقت الحقيقي Real-time and Active Databases 3 تعريفات لقواعد البيانات هي مجموعة من عناصر البيانات المنطقية المرتبطة مع بعضها البعض بعالقة معينة ،وتتكون قاعدة البيانات من جداول (واحد أو أكثر).ويتكون الجدول أعمدة (حقول )) Fieldsومن صفوف (سجالت )) Record هي مجموعة مشتركة من البيانات المترابطة والمتجانسة منطقيا ،والتي صممت كي تلبي االحتياج المستمر للمعلومات لمنظمة معينه 4 مستوى البيانات فى قواعد البيانات Bits بت Characters حرف Fields حقل Records سجل Data files سجالت لها عالقة Databases (اعلى طبقةExample: ABC Company Address Book Mailing list, Employee list, Vendor list) 5 عيوب Disadvantages of Databases معقدة و صعبة و ووقت اطول تكلفة االنشاء و المعدات االضرار فى حالة وقوع القاعدة تكلفة التحويل التدريب 6 أنواع الملفات ملف تتابعي ملف عشوائي وتتم قراءة البيانات مباشرة عن طريق العنوان. ملف مفهرس ( خاص بقاعدة البيانات ) 7 انواع االنظمة لقواعد البيانات Manual File System.Aنظام الملفات اليدوية لتتبع البيانات نظمت لالستخدام ( كل بيان ملف )e.g. file per customer سهولة فى التركيب و الصعوبة فى ( تحديد البيانات /تجميع / تلخيص البيانات ) Computerized File System.Bنظام الملفات الحاسوبية الستيعاب نمو البيانات والمعلومات برامج مخصصة كتابة ،حذف ،تحديث البيانات استخراج وعرض البيانات في أشكال مختلفة 8 عيوب الملفات القديمة التكرار .1 التضارب .2 ضعف المشاركة .3 الحفاظ على التغيرات .4 التنسيقات الضعيفة .5 شكل السجل اليدوى .6 انتاجية اقل .7 ارتفاع تكلفة الصيانة .8 9 أهمية قواعد البيانات .1سرعة الوصول .2سهولة المعالجة ( التعديل – الحذف – االضافة ) .3سهولة االستعالم و الحفظ بشكل منسق ( هرمى ) .4سهولة التخزين .5سهولة الربط .6السرية الكاملة 10 مكونات نظام قاعدة البيانات المبرمجين/ المستخدمينUsers / programmers.1 االستعالمApplication programs / Queries.2 نظام إدارة قاعدة البياناتDBMS.3 MS /MS SQL Server / DB2 (IBM) / Oracle / MySQL / PostgreSQL / Ingres / Access Informix / Power Builder القاعدةDatabase.4 تعريفات البياناتData definitions.1 قواعد البيانات المخزنةStored database.2 Database Engine محرك قاعدة البيانات. التعديل، البحث، اإلضافة، الحذف 11 مميزات استخدام نظم ادارة قواعد البيانات ندرة التكرار و إمكانية التحكم في تكرار البيانات .1 امن و سرية البيانات عالية جدا .2 فرض القيود على المستخدمين الذين ليس لهم صالحيات معينة .3 توفير بيئة تخزين مناسبة و صعوبة فقد البيانات .4 السماح باستنباط معلومات من البيانات المتواجدة .5 توفير واجهات متعددة لتعامل المستخدم مع البيانات .6 تمثيل العالقات المعقدة بين البيانات بسهولة .7 تكامل البيانات بشكل عالي و متناسق. .8 12 مستخدمو قاعدة البيانات Data Users .Aالمستخدم غير المباشرworkers behind the scene .Iمديرو قاعدة البياناتdatabase administrators .IIمصممو قاعدة البياناتdatabase designers .IIIمطورو البرامج المساعدة .IVالمشغلون وأفراد الصيانة .Bالمستخدم المباشر a actors on the scenes .Iالمستخدمون النهائيونend –users (aالمستخدم النادرcasual user (bالمستخدم العاديnaive user .IIالمستخدم المركب sophisticated user 13 .IIIالمستخدم الوحيدstand-alone user مهام برنامج مدير قواعد البيانات إنشاء قاعدة بيانات جديدة وإدارة قواعد البيانات الحالية. .1 معالجة السجالت و استرجاعها .2 حماية البيانات ضد التخريب و من االشخاص الغير مرخص لهم .3 وضع نقاط إرشادية تستخدم في حالة االعطال .4 رصد الحركة على البيانات إحصائيا و تسجيل كل تعامل .5 وضع البيانات الهامة في مواقع افضل)(server .6 االحتفاظ بقاموس بيانات شامل أي بيانات عن البيانات ،و .7 المستخدمين ،و الصالحيات المتاحة لكل مستخدم 14 مهام مختص قواعد البيانات ضبط البيانات المخزنة في قواعد البيانات .1 اإلشراف على إصدار التقارير المطلوبة في النظام. .2 تحقيق أمن وسالمة البيانات و قواعد البيانات. .3 اإلشراف على إضافة بيانات جديدة وتحديث البيانات القديمة. .4 التحقق من عدم تكرارية البيانات. .5 التحقق من تكاملية البيانات .6 15 متى ال تستخدم قواعد البيانات .1إذا كانت تكلفة اإلعداد عالية بالنسبة لحجم المشروع .2إذا كانت قاعدة البيانات والتطبيقات بسيطة وسهلة .3إذا كان المشروع يحتاج لسرعة استجابة عالية جدا وبشكل ضروري .4إذا كان العمل ال يحتاج إلى بيئة ذات عدة مستخدمين 16 Database: Data Models تجريد هياكل البيانات المعقدة في العالم الحقيقي في تمثيل بسيط نسبيا (رسومية) صممت لتسهيل التفاعل بين المصمم ،مبرمج التطبيقات ،والمستخدم النهائي مكونات البنية االساسية : Entityالكيان .I Attributeالصفة .II Relationship.IIIالعالقة بين الكيانات Constraint.IVالقيود 17 Categories of data models انواع نماذج البيانات نماذج البيانات األوليةConceptual .1 ▪ طريقة المستخدم الستقبال البيانات ( مستوى اعلى ) ER Model نماذح البيانات المنطقية Logical .2 ▪ تحويل البيانات االولية الى relational database schema نماذج البيانات المادية Physical .3 ▪ تصف تفاصيل تخزين البيانات بصورة مادية ( مستوى منخفص) نماذج البيانات التنفيذية Implementation .4 ▪ مفهوم متوسط يقع ما بين السابق (مهمة مصمم القاعدة ) 18 Three-Schema Architecture المخطط الثالثى لقواعد البيانات یتكون مخطط قاعدة البیانات من ثالثة مستویات .Iالمخطط الداخلي Internal schema ▪ يصف البنية المادية ويستخدم نموذج البيانات الفيزيائي .IIالمخطط األولي أو المفاهيمي Conceptual schema ▪ يصف بنية التعريفات والقيود ويستخدم نموذج البيانات االولى .IIIالمخطط الخارجي External schemas ▪ يصف المشاهد او الواجهات يستخدم نموذج البيانات االولى 19 كتلوج نظام إدارة البيانات هو جزء من ال DBMS أي عن بنية الجدول ،مثل اسم الجدول ،أنواع البيانات فيه يخزن تعريفات البيانات )(data definitions ويطلق على هذا الكتالوج أكثر من تسمية بنية قاعدة البيانات تعريفات قاعدة البيانات مخطط السكيما يعتبر حجر األساس في تطوير قواعد البيانات الحديثة 20 Relational Model Approach نموذج الكينونة/العالقة ):(ERD نموذج عالي المستوي يقوم بعرض بناء البيانات عالية المستوى يستخدم أثناء مرحلة التصميم المفاهيمي للنموذج األولى Conceptual Model ينتج عن ذلك النموذج األولي لقاعدة البيانات نقوم بتصميم مخطط قاعدة البيانات database schema يتم تمثيل بناء البيانات والقيود المطلوبة عليها باستخدام إشكال رسومية 21 Entity-Relationship Diagram مكوناته الكيان أو الكينونة Entityوتمثل بمستطيل )كائن او شئ حقيقى( .1 وحدة الكيان ) (Entity Instanceمثيل للكائن او مجموعة من الكائنات .2 الشبيهة الصفة Attributeتصف الكائن .3 ▪ مجموعة بسيطة من الخصائص ولها عدة انواع منها : .Iبسيطة وتمثل بشكل بيضاوى .IIمتعددة القيم وتمثل بشكل بيضاوى مزودج .IIIمركبة وتمثل بربط االشكال البيضاوية ببعضها البعض .IVمشتقة وتمثل بشكل بيضاوى منقط العالقة Relationships .4 ▪ تمثل االرتباطات بين هذه الكيانات ▪ و تمثل بشكل معين و العالقة انواع : .Iعالقة واحد -الى-واحد )1:1 (one-to-one .IIعالقة واحد -الى-كثير )1:N (one-to-many .IIIعالقة كثير -الى-كثير )M:N (many-to-many 22 أنواع القيود على العالقات شروط العالقة تختلف حسب طبیعة العالقة الكیانات المرتبطة وقید العالقة ھو القید الذي یعتمد على طبیعة اشتراك كیانین في عالقة ما ویحدد نوع االشتراك Participation Constraintما إذا كان وجود الكیان یعتمد على كونه مرتبط بكیان آخر عن طریق العالقة أنواع قيود االشتراك .Aاشتراك كلي Total participationبرسم خط مزدوج .Bاشتراك جزئي Partial participationبرسم خط مفرد 23 الكيان الضعيف Weak Entity الكیانات التي ال تحتوي على صفات تمثل مفتاح لذاتھا لیس لدیه صفة مفتاح رئیسي یمیز بیاناته عن بعضھا البعض الكیان الضعیف یرتبط بكیان أخر معرف له عن طریق عالقة معرفة لھذا الكیان یرتبط بارتباط كلي مع العالقة المعرفة له یحتوي على مفتاح یسمي المفتاح الجزئي Partial key یتم تمثیل الكیان الضعیف والعالقة المعرفة له ،بخط مزدوج لألشكال المعرفة لھم في نموذج 24 ERD Overview الكيانات الكائناتEntity 25 ERD Overview الصفاتAttributes 26 ERD Overview المفاتيحKey 27 ERD Overview تعريف العالقاتRelational 28 مثال رقم 1 شركة تجاریة لدیھا مجموعة من االقسام لتنفیذ اعمال الشركة ولكل قسم) اسم القسم – رقم القسم – ھاتف القسم(.ولدي الشركة عدد من الموظفین الذین یعملون في االقسام المختلفة وبیاناتھم كاآلتي )اسم الموظف – الرقم -الوظیفى – العنوان – الراتب(.یتم تسجیل تاریخ عمل كل موظف في قسمه في سجل توظیف الموظفون. اقترح نموذج بیانات EDRلتمثیل بیانات ھذه الشركة. 29 Database Life Cycle دورة حياة قاعدة البيانات (DBLC) 30 دورة حياه قواعد البيانات تحديد المواصفات والمتطلبات الخاصة بقاعدة البيانات .1 ▪ مرحلة جزئية ضمن جمع مواصفات ومتطلبات نظام المعلومات إعداد قاعدة البيانات األولية Conceptual Database .2 ▪ تصميم نموذج اولي للبيانات بواسطة مخططات )( E-RD تصميم قاعدة البيانات المنطقية Logical Database .3 ▪ تحويل قاعدة البيانات األولية ،أو مخطط ERDإلى مخطط االسكيما DB Schema تحسين قاعدة البيانات المنطقية .4 ▪ بتطبيق قواعد تطبيع البيانات Normalization تنفيذ قاعدة البيانات الفيزيائية physical database .5 ▪ يتم استخدام نظام الدارة قواعد البيانات SQL Server 31 التحويل من ERDالى DB schema العالقة ( جدول السكيما ( relation .I ▪ هي عالقة رياضية ناتجة من تطبيق عملية الضرب بين مجموعتين ▪ جدول السكيما هو نفسه الجدول المستخدم عند تنفيذ قاعدة البيانات الفيزيائية الحقل field .II ▪ هو العمود columnالذي يشكل جزء من مكونات الجدول السجل record .III ▪ هو الصف rowالذي يمثل وحدة instanceمن وحدات الكيان المفتاح الرئيسي )primary key(PK .IV ▪ هو حقل في جدول يتميز بأن قيمه وحيدة في جميع صفوف الجدول المفتاح األجنبي ):foreign key(FK .V 32 ▪ هو حقل موجود في جدول وهو ال يمثل واحدة من صفاته خورازميات التحويل تحويل أنواع الكيانات العادية .1إنشاء جدول يتكون من الحقول التي تقابل صفات ذلك الكيان .2تحديد أحد مفاتيح الكيان وتسميته بالمفتاح الرئيسي primary key(PK). تحويل الكيانات الضعيفة .1إنشاء جدول يتكون من الحقول التي تقابل صفات ذلك الكيان .2إضافة المفتاح الرئيسي للكيان القوي الذي يتبعه ذلك الكيان الضعيف .3المفتاح الرئيسي PKللجدول الجديد عبارة عن مفتاح مركب .Aالمفتاح األجنبي FKباإلضافة إلى .Bالمفتاح الجزئي الخاص به). (Partial Key تحويل العالقات الثنائية من النوع ١:١ .Aبطريقة المفتاح األجنبي ،وفيه يتم إضافة المفتاح الرئيسي PKألحد الجدولين إلى الجدول اآلخر كمفتاح أجنبي FK تحويل العالقات الثنائية من النوع1:N .1إنشاء جدولين لتمثيل الكيانين المرتبطين .2إضافة المفتاح الرئيسي PKللجدول من جهة العالقة Nإلى الجدول اآلخر 33 المرتبط بالعالقة 1بغض النظر عن نوع قيد االشتراك خورازميات التحويل تحويل العالقات الثنائية من النوع :N:M .1يتم استحداث جدول جديد .2يكون الناتج من هذه العالقة ثالثة جداول بالعالقة المرتبطين الكيانين لتمثيل .3جدولين relationshipويضم الجدول الثالث حقلين كمفتاحين أجنبيين يمثالن المفتاحين الرئيسيين في الجدولين تحويل الصفات متعددة القيم .1إنشاء جدول جديد يضم الصفة المتعددة القيم كحقل .2يضاف إلى الجدول مفتاح أجنبي FKيكون ممثال للمفتاح الرئيسي في الجدول الناتج من الكيان الذي يحتوي على الصفة متعددة القيم. 34 SQL server intro أحد أفضل أنظمة خوادم قواعد البيانات نظام إدارة قواعد البيانات المركزيةServer SQL نظام األمان العالي الوظائف المعرفة مسبقا Procedures Stored تعتمد على نظام التشغيل It is platform dependent لها واجهة رسومية و اوامر It is both GUI and command based software بيدعم لغة االستعالم )It supports SQL (SEQUEL language بيدعم العمليات Transactions 35 استخدامات SQL Server .1النشاء قاعدة او اكتر من قاعدة بيانات .2لصيانة قواعد البيانات SQL Server Analysis .3امكانية تحليل البيانات )Services (SSAS .4النشاء التقارير SQL Server Reporting Services )(SSRS 36 SQL Server Components مكوناته لكل جهاز محطة عمل Workstation components على جهاز الخادم فقط لتقديم مجموعة من Server components الخدمات منها البرنامج SQL Server المسئول عن انشاء و التعامل مع القاعدة SQL Server Agent التكامل ( التعامل مع اكتر من مصدر للبيانات )SSIS SSAS SSRS SQL browser, SQL Server full text search 37 SQL server VS. MS Access Microsoft Access Microsoft SQL Server الميزة أكبر من 1تیرابایت ( 2 1024جیجابایت حجم قاعدة البيانات جیجا) 32,768 2,147,483,647 عدد الجداول 255مستخدم كحد أقصى غیر محدود عدد المستخدمين مدمج مع أمان Windowsتعتمد على مجموعة العمل األمان أو المبرمج 2000 غیر مدعومة أدوات تحليل البيانات مدعومة غیر مدعومة مدعومة النسخ االحتياطي تعتمد على المبرمج دعم كامل صالحيات المستخدمين 38 متى يستخدم برنامج Access .1لديك عدد قليل من المستخدمين. .2حجم البيانات لن يتجاوز 2جيجا. .3السهولة الشديدة في التعامل .4اذا اردت التوافق مع النسخ القديمة من Access.مثل Access 9xاو ماقبله. .5عدد العمليات Transactionsقليل. 39 متى يستخدم برنامج SQL Server .1إذا كان برنامجك يتعامل مع عدد كبير من المستخدمين. .2إذا كان برنامجك يحتاج لدمج قواعد بيانات فرعية بقاعدة رئيسية. .3إذا أردت نسبة أمان عالية جدا. .4إذا كان حجم البيانات كبير جدا. .5عدد العمليات كبير جدا. Stored المعرفة اإلجراءات استخدام .6إذا أردت Procedure 40 SQL Server Advantages مزايا ) اجراء مخزن ( اوامر او دالةStored Procedures.1 نوع من انواع االجراءات التى تنفذ عند حدث معينTriggers.2 القيم االفتراضيةDefaults.3 قواعدRules.4 انواع البياناتUser Defined Data Types.5 مشاهدViews.6 الشموليهEnterprise-level management software.7 استعادة البياناتExcellent Support Data Recovery.8 41 SQL Server عيوب التكلفةCost.1 دعم محدودLimited Compatibility.2 42 اصدارات SQL Server Enterprise Editionوهي أكبر وأقوى نسخة . Standard Editionوهي المستخدمة بكثرة. Developer Enterpriseنسخة مخصصة للمطورين نسخة مصغرة Windows CE Editionوهي تعمل على أنظمة Windows CEلألجهزة الكفية. Expressنسخة صغيرة و مجانية 43 quiz تتكون قاعدة البيانات من جداول (واحد أو أكثر).ويتكون الجدول من .1 أعمدة (حقول )) Fieldsومن صفوف (سجالت )) Recordصح من اسباب استخدام قواعد البيانات .1 (مستقلة– االمن – التزامن– كل ما سبق ) DBMSهو برنامج إلدارة والتحكم فى قاعدة البيانات صح .3 من مكونات انظمة قواعد البيانات .4 (البيانات– البرانامج– االشخاص– كل ما سبق ) Bitsهو اعلى مستوى للبيانات فى قواعد البيانات خطا .5 قواعد بيانات الوسائط المتعددة تعتبر من التطبيقات التقليدية لقواعد .6 البيانات خطا 44 quiz Data modelصممت لتسهيل التفاعل بين المصمم ،مبرمج .1 التطبيقات ،والمستخدم النهائي صح من انواع الملفات .2 (تتابعى– عشوائى – مفهرس– كل ما سبق ) حماية البيانات ضد التخريب من مهام مختص القاعدة خطا .3 من انواع نماذج البيانات التى تستخدم ERD .4 (االولى– المنطقى– المادى– كل ما سبق ) الحذف من وظائف محرك قاعدة البيانات صح .5 الكيان هو Entityوالتى تمثل بدائرة فى ERDخطا .6 45 quiz جدول السكيما هو نفسه الجدول المستخدم عند تنفيذ قاعدة البيانات .1 الفيزيائية صح يتم تصميم قاعدة البيانات المنطقية بـ .2 ( –Normalization – DB Schema –ERDكل ما سبق ) المفتاح الرئيسي هو حقل موجود في جدول وهو ال يمثل واحدة من .3 صفاته خطا تحويل العالقات الثنائية من النوع N:Mعن طريق استحداث جدول .4 جديد صح 46 quiz SQL serverيعتمد على نظام التشغيل صح .1 من اصدارات SQL Server .2 ( –Express –Standard –Enterpriseكل ما سبق ) يتم استخدام برنامج Accessاذا كان عدد العمليات .3 Transactionsقليل صح يعتبر Triggersمن مزايا SQL Serverصح .4 47 قم بانشاء نموذج بيانات ERDلشراء شهادات استثمار ، موضحا نوع العالقة يقوم العميل بالتوجهة لخدمة عمالء البنك لشراء مجموعة من شهادات االستثمار و ذلك عن طريق تسجيل بيانات العميل كرقم حساب العميل و االسم و العنوان و بيانات الشهادة كرقم الشهادة و نوعها ( استثمار أ و ب و ج ) و يقوم موظف البنك بوضع اسمه و تاريخ الشراء و مبلغ الشهادة و تاريخ االستحقاق عند اتمام عملية الشراء 48 49