Úvod do IS
Teoretické základy projektování IS
jan.matula@fpf.slu.cz
I. blok
Ukončení předmětu
Úspěšné absolvování písemného testu (nad 70 %) – 2 varianty:
• Průběžné testy (celkem 3 v průběhu semestru, v termínech výuky
kombinovaného studia) – ve všech 3 testech je třeba získat nad 70 %
(včetně). Chybějící body (do 70 %) lze získat za aktivitu v hodinách
(nelze je však použít u testu, ve kterém bylo získáno >=70 %). 1
získaný bod na hodině reprezentuje 10 % v testu.
• Písemné testy (chybějící nebo případně všechny 3 najednou) v
zápočtovém týdnu či zkouškovém období.
Doporučená literatura
• SODOMKA, P. Informační systémy v podnikové praxi. 1. vyd. Praha:
Computer Press, 2006. 351 s. ISBN 80-251-1200-4.
• DOUCEK, P. Řízení projektů informačních systémů. 2. vyd. Praha:
Professional Publishing, 2006. 180 s. ISBN 80-86946-17-7.
• KAJZAR, D. – POLÁŠEK, I. Projektování informačních systémů. 1. vyd. Opava:
Ediční středisko FPF SU v Opavě, 2003. 219 s. ISBN 80-7248-214-9.
• VLASÁK, R. – BULÍČKOVÁ, S. Základy projektování informačních systémů. 1.
vyd. Praha: Karolinum, 2003. 144 s. ISBN 80-246-0727-1.
• KIMLIČKA, Š. Princípy informačných systémov. Bratislava: STU, 2006. 250 s.
Cíle předmětu
• Cílem předmětu je seznámit posluchače s teoretickými základy
informačních systému, se základními principy fungování IS. Pozornost
je také věnována analýze, projektování a zabezpečení IS. Na konci
tohoto kurzu bude student schopen: porozumět a vysvětlit základní
principy teorie systému; vytvořit projektový úkol a navrhnout IS.
Obecná charakteristika IS
• systém umožnující komunikaci a transformaci informací - časove,
prostorově i co do formy tak, aby byly lépe využity než v původním
stavu (systém, který přidává hodnotu k zpracovávaným či
komunikovaným informacím)
• speciální typ komunikačního média, jehož cílem je odstranit bariéry v
přístupu k informacím
• účelové uspořádání vztahu a informačních toků mezi informačními
zdroji, lidmi a technologickými prostředky spolu s procesy zpracování
a komunikace informací
• model reálného světa, jehož základními prvky jsou informace
Konceptuální model IS
Jaké informace zpracovává IS?
• strukturované data popisující neprostorové objekty (záznamy v
databázích, souborech a pod.) ─ dělíme na numerické a nenumerické
• strukturované data popisující prostorové objekty ve formě souřadnic
(geografické informační systémy) ─ převážně numerické data,
• nestrukturované data (volné texty, záznamy rozhovorů a pod.),
• metadata (popis dat pomocí SGML jazyků ─ HTML, XML, struktury
typu MARC, Dublin Core a pod.), které jsou často spojené s
nestrukturovanými daty (plné texty dokumentů typu článek, zpráva,
kniha, ...) nebo obrázky, mapami, schématy, multimediálními
dokumenty atd.
Typické problémy řešené IS
• potřeba informací (pro poznání, pro rozhodování, pro realizaci určité
činnosti)
• složitost (complexity)
• Znovu použitelnost (reusability)
• automatizace
• komunikace
• bezpečnost, spolehlivost, minimalizace rizik…
Automatizovaný IS
• informační systém fungující s podporou informačních a
komunikačních technologií
• automatizace procesu
• digitalizace datové základny
Úvod do problematiky
• s rozvojem lidského poznání roste množství informací
• pro efektivní práci s informacemi začaly vznikat specializované IS
• IS = systémy pro sběr, uchování, vyhledávání a zpracování informací
(dat, údajů) za účelem jejich poskytování
Historie IS – agendové zpracování
 rozvoj spjat s vývojem ICT zejména PC
 na počátku – zpracování velkých informačních objemů na jednom PC
= SYSTÉMY HROMADNÉHO ZPRACOVÁNÍ DAT nebo AGENDOVÉ
ZPRACOVÁNÍ.
 Data se zaznamenávala do formulářů, následoval přepis na vhodné
médium (děrné štítky, disketa), poté primární a sekundární
zpracování, výsledkem jsou tištěné výstupní sestavy.
Agendové zpracování dat
ZÁVISLOST DAT A PROGRAMŮ
 Každý program řeší nejen vlastní aplikační problém, ale i formát
fyzického uložení dat na médiu.
 Navazující úlohy musí respektovat již vytvořené – deklarované
fyzické struktury dat.
 Při změne datové struktury v jednom programu je nutné měnit a
kompilovat i všechny další programy, které s touto strukturou pracují,
i když se v jejich funkčnosti nic nemění.
 Nízká efektivnost datových struktur i programu.
Agendové zpracování dat
PROBLÉMY AGENDOVÉHO ZPRACOVÁNÍ
 Redundance: některé informace ve více souborech opakují, jsou redundandní.
Redundance je zdrojem mnoha dalších problému
 Konzistence: vzájemná shoda údaju. Postupem času – vlivem nedostatečné kontroly v
programech se stejné hodnoty na různých místech v datových souborech, začnou
rozcházet.
 Integrita: data aktuální, odrážejí skutečnost z reálného světa. Problémem tedy je
zabezpečit, aby chybou či nedůsledností uživatele nebyla porušena integrita a
konzistence dat.
 Obtížná dosažitelnost dat: aplikační programy pro konkrétní požadavky; pro nový
požadavek nutno napsat nový aplikační program - bez pomoci programátora nelze.
 Izolovanost dat - data roztroušena v různých souborech, soubory mohou být různě
organizovány, data různě formátována. To komplikuje tvorbu nových aplikačních
programu a možnost realizovat vazby mezi datovými strukturami.
Agendové zpracování dat
PROBLÉMY AGENDOVÉHO ZPRACOVÁNÍ
 Současný přístup více uživatelů: větší systémy vyžadují současný
přístup k datům více uživatelů. Pak je nutné, aby programy vzájemně
spolupracovaly, jejich činnosti byly koordinovány.
 Ochrana proti zneužití: při zpracování důvěrných či tajných dat není
přípustné, aby měl kdokoliv přístup ke všem informacím. Při
klasickém zpracování však musí mít programátor aplikačních
programů k dispozici tolik podrobností, že to ochranu dat prakticky
znemožňuje.
Agendové zpracování dat
POUČENÍ Z AGENDOVÉHO ZPRACOVÁNÍ
 Vedlo k návrhu a vytvoření programových systému (systému řízení
báze dat – SŘBD) následujících vlastností:
 existuje seznam datových typů, které jsou v programovém systému
definovány; pro tyto typy dat programový systém vytváří fyzickou
strukturu na disku a automaticky řeší všechny přístupy k datům
 existují prostředky pro definování všech sledovaných vlastností
popisovaných objektu;
Agendové zpracování dat
POUČENÍ Z AGENDOVÉHO ZPRACOVÁNÍ
 existuje soubor instrukcí, které nad definovanými daty provádějí
jednotlivé operace; každá instrukce je vlastně mohutnou
procedurou, v níž je řešen fyzický přístup k datum i realizace vlastní
operace; jinak než prostřednictvím systému není možno s daty
pracovat;
 programový systém řeší způsob, jak zaznamenat vztahy mezi
objekty.
Úvod do terminologie - pokračování
Systém řízení báze dat (SŘBD) lze chápat jako souhrn procedur a datových struktur,
které zajišťují nezávislost databázových aplikací na detailech vytváření, výběru,
uchování, modifikaci a zabezpečení ochrany databází na fyzických paměťových
strukturách počítače.
Pro práci s daty SŘBD podporují zejména tyto funkce:
• vytvoření báze dat (CREATE),
• vkládání dat (INSERT),
• aktualizace dat (UPDATE),
• rušení dat (DELETE),
• výběr z báze dat (SELECT).
Dále je podporována tvorba formulářů (vstupních obrazovek, Forms), výstupních
sestav (Reports) a aplikačních programů.
Úvod do terminologie
Data
• údaje, které mají určitou vypovídací schopnost. Mohou být určitým způsobem
uspořádány (seřazeny, např. podle velikosti, chronologicky atd.) a jsou uživateli k
dispozici v různých formách (tabulky, grafy, zvukové signály, grafická forma atd.).
Data jsou obvykle rozdělena na dílčí údaje (atributy) o dané množině objektů
(entit), na základě nichž lze získat určitou informaci, která může vést k
rozhodovacímu procesu.
Úvod do terminologie
Záznam
• je souhrn údajů (atributů) o dané části objektu, které jsou uloženy v
položkách (polích, Fields) charakterizovaných názvem a datovým typem.
Význam pojmu záznam (Record) a položka lze snadno ukázat na bázi dat
STUDENT.
Abychom mohli u každého studenta zaznamenat potřebné údaje, musí mít
záznam 5 položek, které mohou mít tyto názvy:
• identifikační číslo,
• jméno,
• příjmení,
• datum narození,
• bydliště,
• pohlaví.
Úvod do terminologie
Datové typy
každá položka musí být určitého datového typu. Obecně akceptované jsou tyto typy
dat :
• Textový typ - textový řetězec, zpravidla do max. délky 255 znaků.
• Číselné typy - pro uložení celých a reálných čísel s pevnou i plovoucí desetinnou
tečkou.
• Logický typ - slouží k uložení logické hodnoty Ano/Ne (True/False, Yes/No).
• Memo - pro uložení textu proměnné délky.
• Datumový typ - pro uložení datumových a časových hodnot.
Úvod do terminologie
Model
• je souhrn pravidel pro reprezentaci logické organizace dat v databázi.
• Základní typy modelů: hierarchický, síťový, relační, objektový.
KONCEPTUÁLNÍ MODEL je formalizovaný popis zájmové reality.
Popisuje fakta o reálném světě, která jsou v čase neměnná nebo se
mění pouze málo. Nejedná se o popis dat v počítači. Důvodem zavedení
konceptuálního schématu je odstranit náhlý přechod od zájmové reality
přímo k logickému schématu báze dat.
Relační model – rozšíření
• byl popsán v roce 1970 Dr. Coddem. V současnosti je tento model
nejčastěji využíván u komerčních SŘBD. Relační databázový model
má jednoduchou strukturu. Data jsou organizována v tabulkách, které
se skládají z řádků a sloupců. Všechny databázové operace jsou
prováděny na těchto tabulkách.
Relační model - rozšíření
Dr. Codd definoval jako minimalisticky relační ty systémy, které splňují
tyto dvě vlastnosti:
1. Databáze je chápana uživatelem jako množina relací a nic jiného.
2. V relačním SŘBD jsou k dispozici minimálně operace selekce,
projekce a spojení, aniž by se vyžadovaly explicitně předdefinované
přístupové cesty pro realizaci těchto operací.
12 pravidel pro relační SŘBD
Dále definoval Dr. Codd dalších 12 pravidel pro relační SŘBD:
1) Informační pravidlo
Všechny informace v relační databázi jsou vyjádřeny explicitně na logické
úrovni jediným způsobem - hodnotami v tabulkách.
2) Pravidlo jistoty
Všechna data v relační databázi jsou zaručeně přístupná kombinací jména
tabulky s hodnotami primárního klíce a jménem sloupce.
3) Systematické zpracování nulových hodnot
Nulové hodnoty jsou plně podporovány relačním SŘBD pro reprezentaci
informace, která není definována a to nezávisle na datovém typu.
12 pravidel pro relační SŘBD
4) Dynamický on-line katalog založený na relačním modelu
Popis databáze je vyjádřen na logické úrovni stejným způsobem jako zákaznická data, takže
autorizovaný uživatel muže aplikovat stejný relační jazyk ke svému dotazu jako uživatel pri práci s
daty.
5) Obsáhlý datový podjazyk
Relační systém muže podporovat několik jazyků a různých módu použitých při provozu terminálu.
Nicméně musí být nejméně jeden příkazový jazyk s dobře definovanou syntaxí, který obsáhle
podporuje definici dat, definici pohledů, manipulaci s daty jak interaktivně, tak programem,
integritní omezení, autorizovaný přístup k databázi, transakční příkazy apod.
6) Pravidlo vytvoření pohledů
Všechny pohledy, které jsou teoreticky možné, jsou také systémem vytvořitelné.
12 pravidel pro relační SŘBD
7) Schopnost vkládání, vytvoření a mazání
Schopnost zachování relačních pravidel u základních i odvozených relací je
zachována nejen při pohledu na data, ale i při operacích průniku, přidání a mazání
dat.
8) Fyzická datová nezávislost
Aplikační programy jsou nezávislé na fyzické datové struktuře.
9) Logická datová nezávislost
Aplikační programy jsou nezávislé na změnách v logické struktuře databázového
souboru.
12 pravidel pro relační SŘBD
10) Integritní nezávislost
Integritní omezení se musí dát definovat prostředky relační databáze nebo
jejím jazykem a musí být schopna uložení v katalogu a nikoliv v aplikačním
programu.
11) Nezávislost distribuce
Relační SŘBD musí být schopny implementace na jiných počítačových
architekturách.
12) Pravidlo přístupu do databáze
Jestliže má relační systém jazyk nízké úrovně, pak tato úroveň nemůže být
použita k vytváření integritních omezení a je nutno vyjádřit se v relačním
jazyce vyšší úrovně.
ARCHITEKTURA DATABÁZÍ
U databází rozlišujeme 3 základní architektury:
• Centrální architektura
• Architektura file – server
• Architektura klient - server
Centrální architektura
• data i SŘBD jsou uložena v centrálním počítaci.
Tato architektura je typická pro terminálovou síť, kdy se po síti přenáší
vstupní údaje z terminálu na centrální počítač do příslušné aplikace,
výstupy z této aplikace se přenáší na terminál. Protože aplikační
program i vlastní zpracování probíhá na centrálním počítači, který může
zpracovávat více úloh, mají odezvy na dotazy určité zpoždení.
Obr. Centrální architektury
Architektura file - server
• Tato metoda souvisí zejména s rozšířením osobních počítačů a sítí
LAN. SŘBD a příslušné databázové aplikace jsou provozovány na
jednotlivých počítačích, data jsou umístěna na file-serveru a mohou
být sdílena. Aby nedocházelo ke kolizím při přístupu více uživatelů k
jedněm datům, musí SŘBD používat vhodný systém zamykání (položek
nebo celých tabulek).
Architektura file - server
Komunikace uživatele se systémem probíhá následujícím způsobem:
• uživatel zadá dotaz,
• SŘBD příjme dotaz, zasílá požadavky na data file-serveru,
• file-server posílá bloky dat na lokální počítač, kde jsou data zpracovávána podle
zadaného dotazu (vyhledávání, setřídění atd.),
• výsledek dotazu se zobrazí na obrazovce osobního počítače.
Obrázek architektury file - server
Architektura klient - server
V podstatě je založena na lokální síti (LAN), personálních
počítačích a databázovém serveru. Na personálních počítačích
běží program podporující např. vstup dat, formulaci dotazu atd.
Dotaz se dále předává pomocí jazyka SQL (Structured Query
Language) na databázový server, který jej vykoná a vrátí výsledky
zpět na personální počítač. Databázový server je tedy nejvíce
zatíženým prvkem systému a musí být tvořen dostatečně
výkonným počítačem.
Architektura klient - server
Komunikace probíhá tímto způsobem:
• uživatel zadává dotaz (buď přímo v SQL nebo musí být do tohoto
jazyka přeložen),
• dotaz je odeslán na databázový server,
• databázový server vykoná dotaz,
• výsledek dotazu je poslán zpět na vysílací počítač, kde je zobrazen.
Architektura klient - server
Architektura klient-server redukuje přenos dat po síti, protože dotazy jsou
prováděny přímo na databázovém serveru a na personální počítač jsou
posílány pouze výsledky.
Např.: pokud je mezi 10 000 záznamy pouze 100 záznamů, které splňují
podmínku dotazu, pak na personální počítač putuje pouze těchto 100
záznamů. V případě architektury file-server je však nutné poslat všech 10 000
záznamů na personální počítač, tam se teprve provede dotaz a zpracuje
nalezených 100 záznamů.
Architektura klient-server vyhovuje i náročným aplikacím a je využívána
většinou renomovaných databázových firem.
Obrázek architektury klient - server
DISTRIBUOVANÁ DATABÁZE
Distribuovaná databáze je množina databází, která je uložena
na několika počítačích. Uživateli se však jeví jako jedna velká
databáze.
Distribuovanou databázi charakterizujeme 3 vlastnostmi:
• Transparentnost
• Autonomnost
• Nezávislost na počítačové síti
DD - TRANSPARENTOST
• Z pohledu klienta se zdá, že všechna data jsou zpracovávána na
jednom serveru v lokální databázi. Uživatel používá syntakticky
shodné příkazy pro lokální i vzdálená data, nespecifikuje místo uložení
dat, o to se stará distribuovaný SŘBD.
DD - AUTONOMNOST
• S každou lokální bází dat zapojenou do distribuované databáze je
možno pracovat nezávisle na ostatních databázích.
• Lokální databáze je funkčně samostatná, propojení do jiné části
distribuované databáze se v případe potřeby zřizují dynamicky.
• V distribuované databázi neexistuje žádný centrální uzel nebo proces
odpovědný za vrcholové řízení funkcí celého systému, což výrazně
zvyšuje odolnost systému proti výpadkům jeho částí.
DD – NEZÁVISLOST NA POČ. SÍTI
Jsou podporovány různé typy architektur lokálních i globálních
počítačových sítí (LAN, WAN). V jedné distribuované databázi
tedy mohou být zapojeny počítače i počítačové sítě různých
architektur, pro komunikaci se používá jazyk SQL.
Základní pojmy DTB zpracování
ENTITA - OBJEKT
celá posloupnost položek popisuje objekt. Taková struktura položek, která má ucelený
význam (zachycuje všechny potřebné údaje o sledovaném objektu) se nazývá záznamem
(větou, recordem). Je to obvykle skupinová položka.
MNOŽINA ENTIT – MNOŽINA OBJEKTŮ – DATOVÝ SOUBOR – OBSAH TABULKY
množinu záznamu stejného typu, zaznamenávající ucelenou informaci o množině
sledovaných objektů a uloženou na paměťovém médiu, nazýváme datovým souborem.
Množiny záznamů si můžeme snadno představit ve tvaru tabulky, kde každý objekt je
popsán jedním řádkem a každý atribut objektu je v jednom sloupci.
DATABÁZE
Množinu datových souboru, uchovávajících data o nějakém uceleném úseku reality,
nazýváme databází.
Základní pojmy DTB zpracování
SYSTÉM ŘÍZENÍ BÁZE DAT – SŘBD
programový systém (prázdný, bez datových souboru a bez aplikačních
programu), umožňující definování datových struktur a datových souborů,
řešící fyzické uložení dat ve vnější paměti počítače, umožňující manipulaci s
daty a formátování vstupních i výstupních informací, nazýváme systémem
řízení báze dat.
APLIKAČNÍ ÚLOHA
Aplikační úlohou nad SŘBD nazýváme konkrétní program napsaný pomocí
programových prostředku použitého SŘBD nad konkrétní databází, pro tuto
úlohu vytvořenou.
Základní pojmy DTB zpracování
INFORMAČNÍ SYSTÉM
Aplikační úlohy nad společnou databází tvoří ucelený systém,
nazývaný databázovým nebo informačním systémem (dále jen IS) nad
použitým SŘBD.
V tomto pojetí tedy IS rozumíme celek, řešící rozsáhlejší oblast
aplikační, naprogramovaný v jednom SŘBD s vhodně navrženými
datovými strukturami tak, aby všechny aplikační úlohy k nim měly
optimální přístup. Řeší uložení, uchování, zpracování a vyhledávání
informací a umožňuje jejich formátování do uživatelsky přívětivého
tvaru.
Vztahy mezi entitami (relace)
1:1
V relaci 1:1 odpovídá jednomu záznamu v první tabulce maximálně jeden záznam v
druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v druhé tabulce maximálně jeden
záznam v první tabulce.
Vztahy mezi entitami (relace)
1:N
V relaci 1:N odpovídá jednomu záznamu v první tabulce žádný, jeden nebo více
záznamů v druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v druhé tabulce maximálně
jeden záznam v první tabulce.
Vztahy mezi entitami (relace)
N:N
 V relaci N:N odpovídá jednomu záznamu v první tabulce žádný, jeden
nebo více záznamů v druhé tabulce a naopak jednomu záznamu v
druhé tabulce žádný, jeden nebo více záznamů v první tabulce.
 Chcete-li vyjádřit relaci typu N:N, musíte vytvořit třetí tabulku, která
se často nazývá spojená tabulka, jež rozdělí relaci typu N:N na dvě
relace typu 1:N. Primární klíč z těchto dvou tabulek vložíte do třetí
tabulky. Výsledkem je, že třetí tabulka zaznamená každý výskyt nebo
instanci relace
Vztahy mezi entitami (relace)
N:N
Úrovně DBS
Způsoby pohledu na data v databázi
 FYZICKÝ (INTERNÍ) – způsob fyzického uložení dat na disk
 KONCEPTUÁLNÍ – popis struktury databáze (tabulek), popis vztahů
mezi uloženými daty
 EXTERNÍ – popis dat z pohledu uživatele, tj. uživatelské prostředí
(formuláře, sestavy,…)
Datové modely
Způsob uložení dat v databázi
 Hierarchický
 Síťový
 Relační
 Objektový
Hierarchický DM
Záznamy jsou organizovány ve
stromové struktuře
VÝHODY:
• Řeší snadno a rychle vztahy 1:N
• Nezáleží na fyzické struktuře dat
NEVÝHODY:
• Problémy při řešení vztahů M:N
• Problémy při změně struktury dat
ÚBK
Knih. Lit. Lin.
Síťový DM
Data jsou reprezentována kolekcemi
záznamů a vztahů mezi nimi.
VÝHODY:
• Řeší snadno a rychle vztahy 1:N i M:N
• Nezáleží na fyzické struktuře dat
• Rychlé vyhledávání
NEVÝHODY:
• Problémy při změně struktury dat
Relační DM
• RDBS – relační databázový systém
• Informace uchovávány v jednom typu objektu jsou uchovávány v tabulkách s určitou
strukturou
• Tabulky jsou navzájem provázány relacemi
• Relace usnadňují vyhledávání různých informací uložených v těchto tabulkách
• V SOUČASNOSTI NEJPOUŽÍVANĚJŠÍ MODEL
Schéma entitně-relačního modelu
Relační DM
Číslo objednávky Název výrobku
10456 003
10456 004
10457 101
10457 002
10457 001
10457 102
10458 006
10459 001
10459 004
Id zaměstnance Jména
zaměstnanců
Zaměstnán od
01 Jan Novák 1.2.2005
02 Emil Král 15.2.2001
03 Václav Nový 24.8.2002
Id výrobku Název výrobku Cena výrobku
001 Fausto 155
002 Funghi 125
003 Carpaccio 135
004 Hawai 140
005 Rustica 139
006 Trapolla 155
101 Instalate Beluco 125
102 Instalate Caesar 128
Číslo objednávky Datum objednávky Id zaměstnance
10456 12.8.2005 01
10457 12.8.2005 02
10458 13.8.2005 02
10459 13.8.2005 03
Relační tabulka
Id výrobku Název výrobku Cena výrobku
001 Fausto 155
002 Funghi 125
003 Carpaccio 135
004 Hawai 140
005 Rustica 139
006 Trapolla 155
101 Instalate Beluco 125
102 Instalate Caesar 128
atributy
záznamy
Objektový DM
 Vychází z principů objektově orientovaného přístupu
 Objekt – datová struktura definovaná jako třída s určitými
vlastnostmi a metodami
 Komunikace mezi objekty probíhá pomocí zpráv
 Výhody
◦ Nejen statické, ale i dynamické chování objektů
◦ Možné vytváření složitějších objektů
◦ Snadnější zadávání dotazů
Konceptuální model
• Slouží k popisu dat v databázi nezávisle na jejich fyzickém uložení
• Umožňuje zobrazit a popsat objekty v databázi a vztahy mezi nimi z
hlediska jejich významu a chování
• Výsledkem je implementačně nezávislé schéma obecně
aplikovatelné v jakémkoli prostředí
• Znázorňuje se v podobě ER diagramu, který definuje entity (třídy
prvků), jejich atributy a relace (vztahy) mezi nimi
Pojmy v ER-modelu
• ENTITNÍ TYP (v diagramu )
reprezentuje třídu entit (např.
Zaměstnanec).
• Každý ENTITNÍ TYP má nějaké atributy
(např. Jméno), z nichž některé mohou být
identifikátory (jednoznačně určují instanci
entity).
• Pokud ET nemá žádné identifikátory
explicitně označené, jsou jimi všechny
atributy dohromady (tzv. složený
indikátor). Identifikátory mohou být více
atributové.
Vztahový typ
• VT (v diagramu ) popisuje vztahy mezi
jednotlivými entitami – s těmi entitami, se kterými je
v nějakém vztahu, je spojen čarou.
• Vztah může mít danou i KARDINALITU (kolik entit z
každé strany do vztahu vstupuje), která může být typu
1:1, 1:n, n:n a je značená vedle čáry spojující vztahový
typ s entitou.
• Entity ve vztahu mohou mít navíc povinné či
nepovinné členství (vstupovat do něj vždy či někdy)
Vztahový typ
• Vztahy mohou být buď binární nebo n-ární, ale více
než ternární vztahy se většinou neobjevují. Vztahy
mohou být i REKURZIVNÍ, tj. do vztahů vstupují entity
stejného typu.
• Instance vztahového typu je jednoznačně určena
identifikátory instancí ve vztahu.
• Některé entitní typy mohou být spolu identifikovány
(nebo přímo identifikovány) vztahem – pak se
nazývají slabé entitní typy.
Vztahové typy
Obr. Ukazuje ternární vtah s různými kardinalitami – klientovi někdo dodává zboží
jednou až n-krát, pracovník dodává nula až n-krát zboží (tj. jde o nepovinné
členství ve vztahu, můžou existovat pracovníci, kteří nic nedodávají) a zboží je vždy
dodáváno právě jednou. Na zaměstnancích je zároveň ukázán rekurzivní binární
vztah.
Slabý entitní typ
Obr. Ukazuje slabý entitní typ – automobil je
identifikován SPZ a zároveň státem, ve kterém je
registrován.
ISA hierarchie
ISA hierarchie je rozšíření ER diagramů o dědičnost entit tj.
rozdělení entitních typů na subtypy (a přidání dalších
vztahů nebo atributů pro subtypy). V ISA hierarchii se
povoluje pouze jednonásobná dědičnost, navíc potomci
nějakého entitního typu musí být jednoznačně
identifikováni předkem (tj. všechny entity v hierarchii sdílí
identifikátor).
Základní pojmy
• Klíč (key)
• Jeden nebo několik atributů tabulky určený pro setřídění záznamů
podle hodnot v tomto poli (numerický, textový)
• Unikátní klíč
• Klíč tabulky, ve kterém se každá hodnota atributu vyskytuje nejvýše
jedenkrát
• Duplicitní klíč
• Klíč tabulky, ve kterém se každá hodnota atributu může vyskytovat
vícekrát (u více různých záznamů)
Základní pojmy
• Jednoduchý klíč
• Klíč tabulky, který je tvořen pouze jediným atributem
• Nejčastěji se vyskytující typ klíče
• I uměle vytvořený (id)
• Složený klíč
• Klíč tabulky, který je tvořen alespoň dvěma atributy
• Často součást tzv. spojovací tabulky
Základní pojmy
• Primární klíč (primary key)
• Klíč tabulky, který slouží k jednoznačné identifikaci záznamu
• Musí být unikátní
• Označuje se PK
• V jedné tabulce může být nanejvýše jeden primární klíč
• Cizí klíč (foreign key)
• Klíč tabulky, který slouží k propojení (vytvoření relace) s primárním klíčem jiné
tabulky
• Často obsahuje duplicitní hodnoty
• Označuje se FK
• V jedné tabulce může být i více cizích klíčů
ER model (postup vytváření)
1. Určení typu entit
- zvolení množiny objektů stejného typu
- např. Objednávka, Zaměstnanec, Výrobek
2. Určení typů relací
- vztahů, do kterých mohou příslušné entity vstupovat
- např. objednávka obsahuje výrobek
3. Určení atributů
- přiřazení jednotlivým entitám a vztahům
- např. Objednávka (číslo, datum, …)
4. Určení integritních omezení
- zpřesnění navrženého modelu
- např. atribut datum je datového typu Datum a čas
ER model
Id výrobku Název výrobku Cena výrobku
001 Fausto 155
002 Funghi 125
003 Carpaccio 135
004 Hawai 140
005 Rustica 139
006 Trapolla 155
101 Instalate Beluco 125
102 Instalate Caesar 128
atributy
záznamy
Relační tabulka
Číslo objednávky Název výrobku
10456 003
10456 004
10457 101
10457 002
10457 001
10457 102
10458 006
10459 001
10459 004
Id zaměstnance Jména
zaměstnanců
Zaměstnán od
01 Jan Novák 1.2.2005
02 Emil Král 15.2.2001
03 Václav Nový 24.8.2002
Id výrobku Název výrobku Cena výrobku
001 Fausto 155
002 Funghi 125
003 Carpaccio 135
004 Hawai 140
005 Rustica 139
006 Trapolla 155
101 Instalate Beluco 125
102 Instalate Caesar 128
Číslo objednávky Datum objednávky Id zaměstnance
10456 12.8.2005 01
10457 12.8.2005 02
10458 13.8.2005 02
10459 13.8.2005 03
PK
FK
FK
PK
PK
FK
QBE (Query By Example)
• QBE = dotaz podle vzoru, je rozhraní pro zadávání dotazů
grafickou formou. Znalost konkrétního dotazovacího jazyka není
vyžadování.
• Lze provádět základní relační operace (selekce, projekce, spojení),
ale také další operace jako třídění, součty, apod. (v závislosti na
konkrétním SŘBD).
Transakce
• TRANSAKCE = posloupnost operací nad objekty BÁZE DAT, které
realizují jednu nebo více ucelených operací z hlediska uživatele.
• Transakce začíná vykonáním prvního příkazu nebo speciálním
příkazem <např. BeginTrans>.
• Transakce může skončit úspěšně nebo neúspěšně.
• Neúspěch může vzniknout: poruchou hardware, chybou
programového vybavení, chybnými daty, apod.
Transakce
• Bod, od kterého lez považovat transakci z úspěšnou se nazývá
bodem potvrzení.
• Informace o změnách během transakce se ukládají do tzv.
žurnálového (transakčního) souboru, teprve po dosažení bodu
potvrzení se promítnou do báze dat.
• Při vlastní transakci se data v bázi dat nemění, tzn. při chybě nebo
poruše nedojde k porušení konzistentního stavu báze dat.
SQL (Structured Query Language)
• SQL = strukturovaný dotazovací jazyk.
• Standardizovaný dotazovací jazyk používaný pro práci s daty v
relačních databázích.
• Vznik v 70. letech 20. století (IBM – výzkum relačních databází)
jako sada příkazů pro ovládání RD – vznik jazyka SEQUEL
(Structured English Query Language).
• Cílem bylo vytvořit jazyk, ve kterém se příkazy tvoří syntakticky
a v návaznosti na přirozený jazyk (angličtina).
SQL
• Jazyk zahrnuje nástroje pro tvorbu databází (tabulek) a dále
nástroje pro manipulaci s daty (vkládání dat, mazání, vyhledávání,
atd.).
• SQL patří mezi tzv. DEKLARATIVNÍ PROGRAMOVACÍ JAZYKY, což
znamená, že kód jazyka SQL nepíšeme v samostatném programu,
ale vkládáme jej do jiného programovacího jazyka, který je již
procedurální.
• Se samotným SQL můžeme pracovat pouze v případě
terminálového přístupu na SQL server (skrze příkazový řádek).
Příkazy jazyka SQL
SQL příkazy se dělí do 4 zákl. skupin:
• Příkazy pro MANIPULACI S DATY
(např.: SELECT, INSERT, UPDATE,…)
• Příkazy pro DEFINICI DAT
(např.: CREATE, DROP,…)
• Příkazy pro ŘÍZENÍ PŘÍSTUPOVÝCH PRÁV
(např.: GRANT, REVOKE,…)
• Příkazy pro ŘÍZENÍ TRANSAKCÍ
(např.: START TRANSACTION, COMMIT,…)
SQL
SQL se skládá z několika částí:
• DDL – Data Definition Language – jazyk pro vytváření databázových
schémat a katalogů,
• SDL – Storage Definition Language – jazyk pro definici způsobu ukládání
tabulek,
• VDL – View Definition Language – jazyk pro návrháře a správce, určuje
vytváření pohledů na tabulky,
• DML – Data Manipulation Language – jazyk obsahující základní příkazy
INSERT, UPDATE, DLEETE, SELECT.
S jazykem DML pracují nejvíce koncoví uživatelé a programátoři
databázových aplikací.
SQL - uplatnění
SQL plní v současnosti celou řadu úloh, např.:
• Interaktivní dotazovací jazyk - uživatel zapíše příkazy SQL do interaktivního SQL programu, který
najde potřebná data a zobrazí je na obrazovce.
• Databázový programovací jazyk - k použití při tvorbě databázové aplikace.
• Jazyk pro správu databází - správci databází využívají SQL pro definici datových struktur a kontrolu
uložených dat.
SQL - uplatnění
• Klient/server jazyk - programy pro počítače používají SQL pro
komunikaci v lokální počítačové síti (LAN) s databázovými stanicemi
(database servers), kde jsou uložena sdílená data.
• Jazyk distribuované báze dat - systémy spravující distribuované
databáze, používají SQL jako doplněk pro distribuci dat mezi několika
spojenými počítačovými systémy.
• Komunikační jazyk SŘBD v LAN - v síti s několika různými SRBD je SQL
jedinou cestou pro jejich vzájemnou komunikaci.
Metodiky, metody, techniky, nástroje
Metodika = souhrn etap, přístupů zásad.
Metodika stanovuje – co, kdo, kdy a proč má dělat během procesu vývoje.
Zahrnuje:
- organizace práce vývojového týmu
- metody práce s informacemi o vyvíjeném IS
- ekonomické otázky
- vedení projektové a provozní dokumentace
- způsob řízení v jednotlivých fázích vývoje IS
- SW a HW prvky doporučené pro vývoj IS
Metodiky, metody, techniky, nástroje
• Metoda – určuje, co je třeba dělat v určité etapě vývoje IS. Bývá
spojená s určitým přístupem (strukturovaný, objektový).
• Technika – určuje, jak se dobrat požadovaného výsledku, tj. určuje
přesný postup kroků, způsob použití nástrojů apod.
příklad technik: prototypování, normalizace datového modelu,
transformační a transakční analýza při tvorbě struktury programového
systému.
Metodiky, metody, techniky, nástroje
• Nástroj = prostředek k uskutečnění určité činnosti, resp. k vyjádření
výsledku dané činnosti (formalizuje vyjádření výsledku). Může být
svázán s konkrétní technikou, např. CASE nástroje, modely IS (datový,
funkční, stavový diagram).
Vazby metodika-metoda-technika-nástroj
• Metodika doporučuje použití určitých metod v průběhu vývoje IS, metody pak
využívají určitých technik a nástrojů. Není však možné prohlásit, že daná metoda
patří jednoznačně k určité metodice. Některé metody jsou specificky využívané
konkrétní metodikou. Většina metod je univerzálních, využívají různé metodiky, v
různých etapách vývoje IS.
• Metodologie vývoje IS = zobecňující nauka o metodikách a metodách vývoje IS.
Životní cyklus IS
Životní cyklus IS
Životní cyklus IS
Životní cyklus IS
• Model „spirála“
Kombinuje prototypování s analýzou rizik. Jednotlivé etapy jsou cyklicky
procházené vždy na vyšší úrovni podrobnosti analýzy, návrhu i implementace
systému.
Základní prostředky pro boj se složitostí
vývoje IS (1)
• Hierarchický rozklad problematiky
rozdělení složitého systému na subsystémy a to až do potřebné úrovně
podrobnosti.
Hierarchické rozdělení systému na subsystémy napomáhá plánovat, organizovat a
kontrolovat práci vývojového týmu.
Základní prostředky pro boj se složitostí
vývoje IS (2)
• Etapizace a iterace postupu řešení
rozdělení složitého procesu vývoje IS na dílčí etapy. Každé etapě jsou přiřazeny cíle, úkoly, vstupy,
výstupy, dokumentace, rizika, dílčí činnosti, odpovědné osoby, finanční náklady, apod.
Iterace znamená opakované provádění činností jednotlivých etap vždy na vyšším stupni
porozumění problému. Účelem iterace je postupné zpracování problému na různých úrovních
rozlišení – od hrubé představy o řešení až k podrobnému návrhu systému.
Základní prostředky pro boj se složitostí
vývoje IS (3)
• Modelování a srovnávání modelů
základní technika používaná během vývoje IS.
Základní prostředky pro boj se složitostí
vývoje IS (4)
• Použití grafických vyjadřovacích prostředků
umožňují vytvořit si názornou představu o vyvíjeném IS.
Grafické vyjadřovací prostředky jsou součástí CASE (Computer Aided System Engineering) tj.
nástroje pro podporu vývoje IS – automatizují rutinní činnost.
Analýza, návrh IS
• Princip ABSTRAKCE
myšlenkový proces, vylučuje odlišnosti a zvláštnosti jednotlivých
objektů či jevů a zdůrazňuje společné, obecné, podstatné vlastnosti
sledované množiny objektů či jevů.
opakem
• KONKRETIZACE
přístup, při němž postupně vyčleňujeme z obecného specifické
vlastnosti sledovaných objektů či jevů
Analýza, návrh IS
3 stupně ABSTRAKCE:
• Kategorizace
• Agregace
• Generalizace
KATEGORIZACE: nejnižší stupeň abstrakce, znamená seskupování prvků
(jevů) do tříd (kategorií) podle kritérií, které si zvolíme k účelu
sledování těchto prvků (jevů)
Analýza, návrh IS
AGREGACE je abstrakcí, při níž považujeme prvek za část většího celku.
Jde o účelové sdružení prvků (tzv. abstrakce typu „část-celek“). Při
agregaci nejde o zobecnění společných vlastností těchto prvků.
Př. agregace prvků – komponenty pc: monitor, klávesnice, HDD – jde o
prvky daného celku, tj. počítače.
Analýza, návrh IS
GENERALIZACE – abstrakce typu „specifický typ – obecný nadtyp“. Při
generalizaci hledáme společné vlastnosti nadřízeného celku jakožto
nositele specifikovaných společných vlastností (atributů).
Př. – společné vlastnosti prvků „správce počítače“, „operátor
počítače“, „správce dtb. systémů“ - PRACOVNÍK SYSTÉMOVÉ
PODPORY
Opakem GENERALIZACE je myšlenkový postup zvaný SPECIALIZACE.
Vývojová klasifikace IS
Typologie IS
Průzkumové IS (Information Retrieval Systems) definované jako množina lidí,
technologií a procedur (software), které pomáhají vyhledávat údaje, informace a
poznatkové zdroje lokalizované částečně v knihovnách nebo mimo ně. Informace o
dostupných zdrojích jsou získávány, ukládány, vyhledávány a zpřístupňovány dle
potřeb uživatelů.
Typologie IS (pokračování)
Informační systémy pro podporu rozhodování (Decision Support Systems) DSS
jsou systémy se specifickými funkcemi orientovanými na pomoc manažerům při řešení problémů a v
rozhodovacích procesech. Zahrnují lidi, procedury, software a účelové databáze.
Pomáhají identifikovat faktory, které vytváří problémy; poskytují možné cesty řešení problémů;
pomáhají vybírat možnosti, které jsou k dispozici k řešení problémů.
Obr. DSS
Typologie IS (pokračování)
Expertní systémy (Expert Systems)
jsou specifickým druhem informačních systémů, které pomoci software poskytují
služby, které se očekávají od expertů. Jsou naprogramované imitovat myšlenkové
postupy expertů a připravit návrhy rozhodnutí na výběr nejlepších partikulárních
řešení problémových situací.
Typologie IS (pokračování)
Manažerské informační systémy
(Management Information Systems)
zahrnují lidi, technologie a procedury, které slouží na organizační plánování,
operační a řídící přístup a využívání lidských a materiálních zdrojů.
Obr. MIS
Typologie IS (pokračování)
Systémy na přímé řízení technologických procesů.
Jsou to systémy pracujíce v on-line-real-time (OLRT) režimu určené na přímé řízení technologických
procesů, např. prostřednictvím NC strojů (numeric control) připojených na počítače.
Integrováním přímého řízení procesů s organizací výroby, zásobovaní a expedice vznikají integrované
výrobní informační systémy (Computer Integrated Manufacturing – CIM).
Typologie IS (pokračování)
Informační systémy pro podporu vrcholového řízení (EIS – IS), které zabezpečují vrchol řídící
pyramidy, slouží
především vrcholovému managementu podniku. Jsou to „osobní“ IS pro manažery na úrovni
strategického plánování. Na rozdíl od MIS se EIS zajímá o informace z okolí podniku (technické
inovace, trh, banka, konkurence apod.). EIS umožňují přístup k externím datům a sumarizují interní
podnikové informace do nejvyšší úrovně agregace.
Obr. EIS
Srovnání MIS & DSS
Obr. EIS a jeho propojení na DIS a FIS přes IS
Podpůrné IS
Kancelářské IS (Office Automation – OA)
Obsahují textové procesory, faxy, kopírovací přístroje, zařízení na optické čtení
dokumentů, el. Poštu apod.
Podpůrné IS
Útvarové systémy (Departmental Systems – DS)
Jsou často spojením TPS, DSS a OA, ale jejich rozsah je redukovaný na určitý útvar nebo místo.
Dokumentografické (DIS) a faktografické (FIS) IS zpracovávají a poskytují odborné a vědecké
informace sloužící k podpoře strategického rozhodování a plánování. Nejčastěji existují propojení z
EIS na DIS nebo FIS přes informační portály.
Dělení IS dle obsahu výstupu
• agregované zprávy pro management (typické
pro transakční IS),
• zprávy na vyžádání (Manažerské IS),
• nformace pro rozhodování (IS na podporu
rozhodování),
• hodnocení, rady, vysvětlení (expertní systémy),
• klíčové indikátory na řízení a strategické
rozhodování v podnicích (exekutivní IS),
• adresy, příp. plné texty dokumentů
(dokumentografické IS),
• fakta, souvislosti, sémantické mapy (znalostní a
Dělení IS dle jejich vztahu k systému
řízení