Chapter # 1 Veritabanı Sistemleri

Transkript

1 Chapter # 1 Veritabanı Sistemleri

2 Amaçlar Veri ve bilgi arasındaki farklar Veritabanı nedir Çeşitli veritabanı tipleri nelerdir? Neden karar vermede değerli varlıklardır? Veritabanı tasarımının önemi Modern veritabanları dosya sistemlerinden nasıl gelişti? Dosya sistemi veri yönetimindeki kusurlar hakkında Veritabanı sisteminin ana bileşenleri nelerdir? Bir veritabanı sistemi bir dosya sisteminden nasıl farklıdır? Veritabanı yönetim sisteminin (DBMS) temel işlevleri

3 Giriş İyi kararlar, ham verilerden türetilmiş iyi bilgi gerektirir. Veriler bir veritabanında saklandığında en verimli şekilde yönetilir. Veritabanları bilgisayar dosya sistemlerinden türemiştir. Dosya sistemi karakteristiğini anlamak önemlidir

4 Veri vs. Bilgi Veriler ham gerçeklerdir. Bilgi ham verinin işlenmesi anlam çıkarmak için işlenmesi sonucunda oluşur (Karar vermenin temeli) Bilgi, anlam ifade etmek için bağlam gerektirir Ham veri, depolama, işleme ve sunum için biçimlendirilmelidir Veri, bilginin ana kökeni olan bilginin temelidir Bilgi, verilerin işlenmesi sonucu oluşur. Bilgi, veriden anlam çıkarmak için kullanılır. Doğru, ilgili, zamanında bilgi iyi bir karar vermenin anahtarıdır İyi karar verme, örgütsel hayatta kalmanın anahtarıdır

5 DIKY Hiyerarşisi (+) (4) Bilgelik: Sorunun çözümüne bilgi uygulama konusundaki ortak ve bireysel tecrübe; bilgiyi ne zaman, nerede ve nasıl uygulayacağını bilmek. (2) Bilgi: Anlama kategorilerine göre düzenlenmiş veriler (3) Bilgi: Bilgi oluşturma, değerlendirme ve kullanma için bir çerçeve sağlayan kavramlar, deneyim ve içgörü (1) Veri: Yakalanan olayların veya işlemlerin akışı.

6 Veritabanı ve Veritabanı Yönetim Sistemine (VTYS) Giriş Veritabanı: paylaşılan, bir veri koleksiyonunu depolayan entegre bir bilgisayar yapısı Son kullanıcı verileri: son kullanıcıya yönelik çiğ gerçekler Meta veriler: verilerle ilgili veriler Meta veriler, veri karakteristiklerinin ve veri ilişkilerinin tanımını sağlar Verilerin değerini tamamlar ve genişletir Veritabanı yönetim sistemi (VTYS): programların toplanması Yapıyı yönetin ve verilere erişimi kontrol etme

7 VYTS nin Görevleri ve Avantajları DBMS kullanıcı ile veritabanı arasındaki arabulucudur. Veri tabanı yapısı dosya koleksiyonu olarak saklanr. DBMS aracılığıyla veritabanına erişilir. DBMS, verilerin paylaşılmasını sağlar. DBMS, birçok kullanıcının görüşlerini veri bütünleştirir.

8 VYTS'nin Rolü ve Avantajları (2)

9 VYTS'nin Rolü ve Avantajları (3) VYTS'nin Avantajları: Geliştirilmiş veri paylaşımı Geliştirilmiş veri güvenliği Daha iyi veri entegrasyonu En düşük veri tutarsızlığı Geliştirilmiş veri erişimi Geliştirilmiş karar alma Arttırılmış son kullanıcı verimliliği

10 Veritabanı Tipleri Veritabanları aşağıdakilere göre sınıflandırılabilir: Kullanıcı sayısı Veritabanı konumu (leri) Beklenen tip ve kullanıcı kapsamı (1) Kullanıcı sayıları Tek kullanıcılı veritabanı aynı anda sadece bir kullanıcıyı destekler Masaüstü veritabanı tek kullanıcıyı destekler, PC'de çalışır Çok kullanıcılı veritabanı aynı anda birden fazla kullanıcıyı destekliyor Çalışma grubu veritabanı az sayıda kullanıcıyı destekler Kurumsal veritabanı çok sayıda kullanıcıyı destekler

11 Veritabanı Tipleri (2) (2) Veritabanı Yeri(leri) Merkezi veritabanı: Tek bir sitede bulunan veriler Dağıtılmış veritabanı: Birkaç farklı siteye dağıtılan veriler (3) Beklenen tür ve kullanım kapsamı Operasyonel veritabanı : bir şirketin günlük işlemlerini desteklemektedir İşlem veya üretim veritabanı Veri ambarı: taktiksel veya stratejik kararlar için kullanılan verileri depolar

12 Veritabanı Tipleri (3) Yapılandırılmamış veriler orijinal (ham) halindedir Yapılandırılmış veriler, biçimlendirmeden kaynaklanır Yapı, gerçekleştirilecek işlem tipine göre uygulanır.

13 Veritabanı Tipleri (4) X 2 = Vendor offers single-user/personal DBMS version.

14 Veritabanı Tasarımı Neden Önemlidir? Veritabanı tasarımı, son kullanıcı verileri için kullanılan veritabanı yapısının tasarımına odaklanmaktadır Tasarımcı, veritabanının beklenen kullanımını tanımlamalıdır İyi tasarlanmış veritabanı (Olumlu): Veri yönetimini kolaylaştırır Doğru ve değerli bilgiler üretir Kötü tasarlanmış veritabanı (Negatif): İzlemesi zor hatalara neden olur

15 Tarihi kökenler: Dosya ve Dosya Sistemleri Dosya sistemlerini inceleme nedenleri: Veritabanı tasarımının karmaşıklığı daha kolay anlaşılır Dosya sistemi sorunlarını anlamak DBMS sistemleri ile ilgili sorunları önlemeye yardımcı olur. Dosya sistemini veritabanı sistemine dönüştürmek için yararlı dosya sistemi bilgisi Dosya sistemleri tipik olarak dosya klasörlerinin toplamından oluşur, her dosya klasmanda etiketlenmiştir ve dolabın içinde tutulmuştur. Beklenen kullanıma göre organize edilir.

16 Tarihi kökenler: Dosya ve Dosya Sistemleri (2) Her bir dosya içeriği mantıksal olarak ilişkilidir. M Manuel sistem, küçük veri koleksiyonları için bir veri havuzu olarak hizmet eder. Büyük koleksiyonlar için hantal kalır. Veri işleme (DP) uzmanları bilgisayar dosya yapısını manuel sistemden dönüştürdü. Veriyi yöneten yazılımlar oluşturuldu. Uygulama programları tasarlandı. Başlangıçta, bilgisayar dosyaları sistemleri manuel sistemlere benziyordu.

17 Tarihi kökenler: Dosya ve Dosya Sistemleri (3) Dosya sayısı arttıkça, dosya sistemleri gelişti Her dosya, verileri depolamak, almak, değiştirmek için kendi uygulama programını kullandı Her dosya oluşturulmasında görevli olan kendi yetkilisine sahiptir. Veri işleme müdürü, veri işleme departmanını denetler. DP bölümünün ana faaliyet alanı programlama olarak devam etti.

18 Tarihi kökenler: Dosya ve Dosya Sistemleri (4)

19 Tarihi kökenler: Dosya ve Dosya Sistemleri (5)

20 Tarihi kökenler: Dosya ve Dosya Sistemleri (6)

21 Dosya Sistemleri Problemleri Veri Yönetimi Dosya sistemi manuel sistemin gelişmişidir. Dosya sistemleri yirmi yıldan fazladır kullanılmaktadır (Çok eski) Dosya sistemlerinin eksikliklerini anlamak, modern veritabanlarının geliştirilmesine yardımcı olur. Dosya sistemlerine özgü olmayan pek çok sorun Basit dosya sistemi düzeltmeleri bile geniş programlama işlemleri gerektiriyordu. Geçici sorgular imkansız Mevcut yapının değiştirilmesi zor

22 Dosya Sistemleri Problemleri Veri Yönetimi (2) Güvenlik özelliklerini programlamak zor Dosya sistemi ortamlarında genellikle ihmal edilir Dosya sistemi sınırlamalarının özeti: Kapsamlı programlama gerektirir Geçici sorgular gerçekleştiremiyor Sistem yönetimi karmaşık ve zor Mevcut yapılarda değişiklik yapmak zor Güvenlik özellikleri yetersiz gibi görünüyor

23 Yapısal ve Veri Bağımlılığı Yapısal bağımlılık: bir dosyaya erişim kendi yapısına bağlı Tüm dosya sistemi programları, yeni bir dosya yapısına uyacak şekilde değiştirilmelidir Yapısal bağımsızlık: dosya erişimini etkilemeden dosya yapısını değiştirme Veri bağımlılığı: veri depolama özellikleri değiştiğinde veri erişimi değişiklikleri Veri bağımsızlığı: veri depolama özellikleri veri erişimini etkilemez

24 Yapısal ve Veri Bağımlılığı(2) Veri bağımlılığının pratik önemi: mantıksal ve fiziksel format arasındaki fark Mantıksal veri formatı: insanları veriyi nasıl görüyor. Fiziksel veri biçimi: bilgisayarın veri ile nasıl çalışması gerekir? Her program şunları içermelidir: Belli dosya türünün açılmasını belirten satırlar Kayıt belirtimi Alan tanımları

25 Alan Tanımları ve İsimlendirme Düzeni Müşteri adının tek bir alan olarak saklanması bir sorumluluktur Daha iyi kayıt tanımı alanları bileşen parçalarına böler. Önemli alan adlarının seçilmesi önemlidir; alan adları açıklayıcıdır. Doğru adlandırma kurallarıyla, dosya yapısı kendi kendini belgeleyen hale gelir Bazı yazılımlar alan adlarının uzunluğuna kısıtlamalar getirir Her kaydın benzersiz tanımlayıcı veya kimliği olmalıdır

26 Alan Tanımları ve İsimlendirme Düzeni (2)

27 Veri Fazlalığı Dosya sistemi yapısı, birden fazla kaynaktan veri birleştirmeyi zorlaştırıyor Güvenlik açıklarına karşı savunmasızdır Organizasyon yapısı, aynı verilerin farklı yerlerde depolanmasını teşvik eder Bilgi adaları Farklı yerlerde saklanan veriler tutarlı bir şekilde güncellenemez. Veri fazlalığı: aynı veriler farklı yerlerde gereksiz yere saklanı

28 Veri Fazlalığı (2) Veri tutarsızlığı: Aynı verilerin farklı ve çelişkili sürümleri farklı yerlerde ortaya çıkar Veri anomalileri: Gereksiz verilerdeki tüm değişiklikler doğru yapılmadığında anormallikler - Güncelleme anomalileri. Ajan Leah F. Hahn'ın yeni bir telefon numarası varsa, bu numara Bayan Hahn'ın telefon numarasının gösterildiği MÜŞTERİ dosya kayıtlarının her birine girilmelidir. Bu durumda, yalnızca üç değişiklik yapılmalıdır. Büyük bir dosya sisteminde yüzlerce hatta binlerce kayıtta böyle bir değişiklik olabilir. Açıkçası, veri tutarsızlığı potansiyeli fazladır. - Ekleme anomalileri. Yalnızca MÜŞTERİ dosyası mevcutsa, yeni bir aracı eklemek için, yeni aracının eklenişini yansıtacak şekilde bir kukla müşteri veri girişi eklemelisiniz. Yine, veri tutarsızlıkları yaratma potansiyeli büyük olacaktır. - Silme anomalileri. Amy B. O'Brian, George Williams ve Olette K. Smith müşterilerini silerseniz John T. Okon'un temsilci verileri de silinecektir. Açıkçası, bu arzu edilmemektedir.

29 Veritabanı Sistemleri Veritabanı sistemi, tek bir mantıksal veri deposunda saklanan mantıksal olarak ilgili veriden oluşur Fiziksel olarak çoklu depolama tesisleri arasında dağıtılabilir DBMS, dosya sisteminin sorunlarının çoğunu ortadan kaldırır Mevcut nesildeki veri yapılarını depolar, yapılar arasındaki ilişkiler, erişim yolları Tüm erişim yollarını ve bileşenlerini tanımlama, depolama ve yönetmeye özen gösterir

30 Veritabanı Sistemleri (2)

31 Veritabanı Sistemi Ortamı Veritabanı sistemi: verilerin toplanması, depolanması, yönetimi, kullanımı tanımlar ve düzenler Bir veritabanı sisteminin beş ana bölümü: Donanım Yazılım İnsanlar prosedürler Veri

32 Veritabanı Sistemi Ortamı (2)

33 Veritabanı Sistemi Ortamı (3) Donanım: tüm sistemin fiziksel aygıtları Yazılım: üç tür yazılım gereklidir: İşletim sistemi yazılımı VTYS yazılımı Uygulama programları ve yardımcı yazılım İnsanlar: veritabanı sisteminin tüm kullanıcıları: Sistem ve veritabanı yöneticileri Veritabanı tasarımcıları Sistem analistleri ve programcıları Son kullanıcılar

34 Veritabanı Sistemi Ortamı (4) Usuller: Veritabanı sisteminin tasarımı ve kullanımını düzenleyen talimatlar ve kurallar Veri: Veritabanında depolanan olguların toplanması Notlar: Farklı karmaşıklık seviyelerinde oluşturulmuş ve yönetilen veritabanı sistemleri Veritabanı çözümleri, taktiksel ve stratejik olarak etkili olmasının yanı sıra maliyet etkin olmalıdır Halihazırda kullanılan veritabanı teknolojisi, bir veritabanı sisteminin seçimini etkilemektedir.

35 VTYS Fonksiyonları Çoğu işlev son kullanıcılara şeffaftır Sadece VTYS aracılığıyla başarılabilir 9 kritik fonksiyona kategorize edilebilir 1. Veri sözlük yönetimi VTYS veri öğelerinin tanımlarını ve ilişkilerini (Metadata) bir veri sözlüğünde depolar VTYS gerekli veri bileşen yapılarını ve ilişkileri arar VTYS veri soyutlaması sağlar, yapısal ve veri bağımlılığını ortadan kaldırır

36 VTYS Fonksiyonları (2)

37 VTYS Fonksiyonları (3) 2. Veri depolama yönetimi VTYS, veri depolama için gerekli karmaşık yapıları yaratır ve yönetir Ayrıca, ilgili veri girişi formlarını, ekran tanımlarını, rapor tanımlarını vb. Depolar. Performans ayarı: Veritabanının daha verimli çalışmasını sağlayan etkinlikler VTYS, veritabanını birden fazla fiziksel veri dosyasına depolar

38 VTYS Fonksiyonları (4) 3. Veri dönüşümü ve sunumu VTYS girilen verileri istenen veri yapılarına uyacak şekilde dönüştürür VTYS fiziksel olarak alınan veriyi, kullanıcının mantıklı beklentilerine uyacak şekilde dönüştürür 4. Güvenlik yönetimi VTYS, kullanıcı güvenliğini ve verilerin gizliliğini sağlayan bir güvenlik sistemi oluşturur Güvenlik kuralları, hangi kullanıcıların veritabanına erişebileceğini, hangi öğelere erişilebileceğini vb. Belirler.

39 VTYS Fonksiyonları (5) 5. Çok kullanıcılı erişim kontrolü VTYS eş zamanlı erişimin bütünlüğü etkilememesi için gelişmiş algoritmalar kullanır 6. Yedekleme ve kurtarma yönetimi VTYS veri güvenliği ve bütünlüğü sağlamak için yedekleme ve veri kurtarma sağlar Kurtarma yönetimi, bir arızadan sonra veritabanının kurtarılması ile ilgilenir Veritabanı bütünlüğünü korumak için kritik

40 VTYS Fonksiyonları (6) 7. Veri bütünlüğü yönetimi VTYS, bütünlük kurallarını tanıtır ve uygular Fazlalıkları en aza indirir Tutarlılığı en üst düzeye çıkar Veri ilişlileri, veri bütünlüğünü sağlamak için kullanılan veri sözlüklerinde saklanır. İşlem odaklı veritabanı sistemlerinde bütünlük özellikle önemlidir

41 VTYS Fonksiyonları (7) 8. Veritabanı erişim dilleri ve uygulama programlama arabirimleri VTYS, bir sorgu dili aracılığıyla erişim sağlar Sorgu dili, işlemsüz olmayan bir dildir Yapılandırılmış Sorgu Dili (SQL), fiili * sorgu dili VTYS tedarikçilerinin çoğunluğu tarafından desteklenen standart De facto* : It is a Latin expression that means "concerning the fact, actual, factual, true, real or genuine;. Source : Wikipedia

42 VTYS Fonksiyonları (8) 9. Veritabanı iletişim arabirimleri Mevcut VTYS'ler, son kullanıcı isteklerini çoklu ağ ortamları üzerinden kabul etmektedir İletişim çeşitli şekillerde başarılmıştır: Son kullanıcılar, ekran formlarını Web tarayıcısı ile doldurarak sorgulara yanıtlar üretir VTYS önceden tanımlanmış raporları bir Web sitesinde otomatik olarak yayınlar VTYS, e-posta yoluyla bilgi dağıtmak için üçüncü parti sistemlerine bağlanır

43 Veritabanı Sistemlerinin Yönetimi: Odak Değişimi Veritabanı sistemlerinin dezavantajları: Artan maliyetler Yönetim karmaşıklığı Para biriminin (dolaşım) korunması Satıcı bağımlılığı Sık yapılan yükseltme / değiştirme çevrimleri

44 SON