Lekcja 12: Bazy danych - pojecia podstawowe, relacje miedzy tabelami

Czym jest baza danych?

Baza danych (ang. database) to zorganizowany zbior danych przechowywany w sposob umozliwiajacy efektywne wyszukiwanie, dodawanie, modyfikowanie i usuwanie informacji. Bazy danych sa sercem niemal kazdego systemu informatycznego.

Podstawowe pojecia

• Tabela (Table) - podstawowa struktura przechowywania danych, jak arkusz kalkulacyjny. Kazda tabela przechowuje dane o jednym typie obiektow (np. tabela Uczniowie, tabela Przedmioty).
• Rekord (Record / Row) - jeden wiersz w tabeli, opisujacy pojedynczy obiekt (np. jeden uczen, jedno zamowienie).
• Pole (Field / Column) - jedna kolumna w tabeli, opisujaca okreslona ceche obiektu (np. Imie, Nazwisko, Data urodzenia).
• Wartosc - pojedyncza dana na przecieciu rekordu i pola (np. "Jan" w polu Imie rekordu nr 5).

Typy danych w polach

• Tekst (VARCHAR / TEXT) - lancuchy znakow (imiona, nazwy, opisy)
• Liczba calkowita (INTEGER) - np. wiek, ilosc, numer
• Liczba dziesietna (DECIMAL / FLOAT) - np. cena, srednia
• Data / Czas (DATE / TIME / DATETIME) - daty i godziny
• Logiczny (BOOLEAN) - PRAWDA/FALSZ (tak/nie)
• Autonumerowanie (AUTO_INCREMENT) - automatycznie rosnacy numer

Klucze w bazach danych

• Klucz glowny (Primary Key, PK) - pole (lub zestaw pol), ktore jednoznacznie identyfikuje kazdy rekord w tabeli. Musi byc unikalny i nie moze byc pusty (NULL). Przyklad: ID_ucznia, PESEL, numer zamowienia.
• Klucz obcy (Foreign Key, FK) - pole w jednej tabeli, ktore odwoluje sie do klucza glownego innej tabeli. Tworzy polaczenie (relacje) miedzy tabelami.
• Klucz kandydujacy - pole, ktore moglolby byc kluczem glownym (jest unikalne), ale nie zostalo do tego wybrane.

Relacje miedzy tabelami

Relacja to polaczenie logiczne miedzy dwiema tabelami oparte na kluczach. Wyrozniamy trzy typy relacji:

1:1 (jeden do jednego)

Jeden rekord w tabeli A jest powiazany z dokladnie jednym rekordem w tabeli B. Przyklad: Uczen ↔ Legitymacja szkolna (kazdy uczen ma jedna legitymacje).

1:N (jeden do wielu)

Jeden rekord w tabeli A moze byc powiazany z wieloma rekordami w tabeli B. To najczestszy typ relacji. Przyklad: Klasa → Uczniowie (jedna klasa ma wielu uczniow, ale kazdy uczen nalezy do jednej klasy).

N:M (wiele do wielu)

Wiele rekordow w tabeli A moze byc powiazanych z wieloma rekordami w tabeli B. Wymaga tabeli posredniej (lacznikowej). Przyklad: Uczniowie ↔ Przedmioty (uczen uczy sie wielu przedmiotow, przedmiot jest uczony przez wielu uczniow). Tabela posrednia: Oceny (ID_ucznia, ID_przedmiotu, Ocena).

Normalizacja bazy danych

Normalizacja to proces organizowania danych w celu minimalizacji redundancji (powtarzania) i zapewnienia integralnosci danych. Podstawowe formy normalne:

• 1NF (Pierwsza forma normalna) - kazde pole zawiera pojedyncza wartosc (atomowa), brak powtarzajacych sie grup
• 2NF (Druga forma normalna) - spelnia 1NF + kazde pole niebedace kluczem zalezy od calego klucza glownego
• 3NF (Trzecia forma normalna) - spelnia 2NF + brak zaleznosci przechodnich (pole niebedace kluczem nie zalezy od innego pola niebedacego kluczem)

System zarzadzania baza danych (SZBD / DBMS)

SZBD (ang. Database Management System) to oprogramowanie do tworzenia i zarzadzania bazami danych:

• Microsoft Access - desktopowa baza danych, czesc MS Office (dobra do nauki)
• MySQL / MariaDB - popularne darmowe bazy serwerowe (strony WWW)
• PostgreSQL - zaawansowana darmowa baza danych
• SQLite - lekka baza plikowa (aplikacje mobilne)
• Oracle, MS SQL Server - korporacyjne systemy baz danych

Schemat bazy danych (ERD)

Diagram zwiazokow encji (Entity-Relationship Diagram, ERD) to graficzna reprezentacja struktury bazy danych pokazujaca tabele, pola i relacje miedzy nimi. Jest podstawowym narzedziem do projektowania baz danych.