Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του υποέργου 2 με τίτλο «Ανάπτυξη έντυπου εκπαιδευτικού υλικού για τα νέα Προγράμματα Σπουδών» της Πράξης «Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο» η οποία έχει ενταχθεί στο Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση» (ΕΠΕΔΒΜ) του ΕΣΠΑ (2007-2013), Άξονας Προτεραιότητας 7: «Ενίσχυση της Διά Βίου Εκπαίδευσης Ενηλίκων στις 8 Περιφέρειες Σύγκλισης» με κωδικό MIS 296121 και η οποία συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους, μέσω του Προγράμματος Δημοσίων Επενδύσεων (ΠΔΕ) του ΥΠΑΙΘ. Διαχείριση Δεδομένων Σημείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιμέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειμένων σύμφωνα με τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστημονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραμμάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδημαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Πρόγραμμα Σπουδών ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΣΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Θεματική Ενότητα ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΕΙΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Τόμος A Διαχείριση Δεδομένων Συγγραφή ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΠΙΤΟΥΡΑ Καθηγήτρια Πανεπιστημίου Ιωαννίνων Κριτική Ανάγνωση ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΑΛΛΕΣ Επίκουρος Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου Ακαδημαϊκός Υπεύθυνος για την ανάπτυξη του έντυπου διδακτικού υλικού του ΠΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΒΕΡΥΚΙΟΣ Αναπληρωτής Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου Συντονιστής για την ανάπτυξη του έντυπου διδακτικού υλικού της ΘΕ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΒΕΡΥΚΙΟΣ Αναπληρωτής Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου Ειδικός στη Μεθοδολογία της Ανοικτής και εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης ΑΔΑΜΑΝΤΙΑ ΣΠΑΝΑΚΑ Γλωσσική Επιμέλεια ΣΤΑΥΡΟΣ ΠΑΠΑΚΥΡΙΤΣΗΣ Τεχνική Επιμέλεια Καλλιτεχνική Επιμέλεια Σελιδοποίηση ΒΙΒΛΙΟΤΕΧΝΙΑ ΠΑΠΠΑΣ ΦΩΤΙΟΣ - ΔΟΥΒΟΥ ΣΕΒΑΣΤΗ Ο.Ε. ISBN: 978-960-538-973-4 Κωδικός Έκδοσης: ΠΛΣ 60/Α Copyright 2015 για την Ελλάδα και όλο τον κόσμο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Πάροδος Αριστοτέλους 18, 26335 Περιβόλα Πατρών Τηλ.: 2610 367300, Φαξ: 2610 367650 To παρόν έργο πνευματικής ιδιοκτησίας προστατεύεται κατά τις διατάξεις του Ελληνικού Νόμου (Ν. 2121/1993 όπως έχει τροποποιηθεί και ισχύει σήμερα) και τις διεθνείς συμβάσεις περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Απαγορεύεται απολύτως η άνευ γραπτής αδείας του εκδότη, κατά οποιονδήποτε τρόπο ή μέσο, αντιγραφή, φωτοανατύπωση και εν γένει αναπαραγωγή, εκμίσθωση ή δανεισμός, μετάφραση, διασκευή, αναμετάδοση στο κοινό σε οποιαδήποτε μορφή (ηλεκτρονική, μηχανική κ.λπ.) και η εν γένει εκμετάλλευση του συνόλου ή μέρους του έργου.
Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Πρόγραμμα Σπουδών ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΣΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Θεματική Ενότητα ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΕΙΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Τόμος A Διαχείριση Δεδομένων ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΠΙΤΟΥΡΑ Καθηγήτρια Πανεπιστημίου Ιωαννίνων ΠΑΤΡΑ 2015
Βιογραφικό Η Ευαγγελία Πιτουρά είναι Καθηγήτρια στο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων. Είναι κάτοχος Διδακτορικού Διπλώματος (1995) του Τμήματος Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Purdue, USA. Η έρευνά της εστιάζεται στη διαχείριση μεγάλου όγκου δεδομένων. Οι δημοσιεύσεις της περιλαμβάνουν πάνω από 200 άρθρα σε κορυφαία επιστημονικά συνέδρια και περιοδικά του πεδίου αυτού και έχει λάβει τρία βραβεία καλύτερης επιστημονικής εργασίας (ICDE, 1999, DBSocial, 2013 και VLDB, 2013).
Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...13 1.1 Βασικές έννοιες...14 1.2 Αρχιτεκτονική τριών επιπέδων...16 1.2.1 Επίπεδα αφαίρεσης...16 1.2.2 Ανεξαρτησία δεδομένων...16 1.3 Αντικείμενο του βιβλίου...18 Σύνοψη...19 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...19 Ευρετήριο Όρων...20 Γλωσσάρι...21 Βιβλιογραφία...22 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...23 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...24 Κατάλογος εικόνων...24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Εννοιολογική μοντελοποίηση δεδομένων Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...25 2.1 Σχεδιασμός βάσεων δεδομένων...27 2.2 Το μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων...30 2.2.1 Βασικές έννοιες...30
8 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 2.2.2 Είδη γνωρισμάτων, πεδία τιμών και η τιμή null...32 2.2.3 Περιορισμός κλειδιού...34 2.2.4 Τύποι και σύνολα συσχετίσεων...36 2.2.5 Περιορισμοί στους τύπους συσχετίσεων...38 2.2.6 Ασθενείς τύποι οντοτήτων...44 2.3 Επεκταμένο μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων...47 2.3.1 Κλάσεις και κληρονομικότητα...47 2.3.2 Εξειδίκευση...48 2.3.3 Περιορισμοί και υποκλάσεις...49 Σύνοψη...53 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...54 Ευρετήριο Όρων...55 Γλωσσάρι...56 Βιβλιογραφία...58 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...58 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...59 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...62 Κατάλογος εικόνων...68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Το σχεσιακό μοντέλο και η σχεσιακή άλγεβρα Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...69 3.1 Το σχεσιακό μοντέλο...71 3.1.1 Βασικές έννοιες...71 3.1.2 Περιορισμοί ακεραιότητας στο σχεσιακό μοντέλο...73
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 9 3.2 Μετατροπή μοντέλου Οντοτήτων-Συσχετίσεων σε σχεσιακό μοντέλο...78 3.2.1 Τύποι οντοτήτων και συσχετίσεων με απλά γνωρίσματα...78 3.2.2 Άλλα είδη γνωρισμάτων...82 3.2.3 Ασθενείς τύποι οντοτήτων...84 3.2.4 Συσχετίσεις κλάσης/υποκλάσης...86 3.3 Σχεσιακή άλγεβρα...90 3.3.1 Εισαγωγή...90 3.3.2 Οι τελεστές της επιλογής και της προβολής...90 3.3.3 Συνδυασμός τελεστών και μετονομασία...94 3.3.4 Τελεστές συνόλων...95 3.3.5 Συνένωση...99 3.3.6 Εξωτερική συνένωση...101 3.3.7 Ο τελεστής της διαίρεσης...102 3.3.8 Ελάχιστο σύνολο τελεστών...105 Σύνοψη...106 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...107 Ευρετήριο Όρων...108 Γλωσσάρι...109 Βιβλιογραφία...110 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...110 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...111 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...119 Κατάλογος εικόνων...124
10 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Θεωρία κανονικών μορφών Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...127 4.1 Μεθοδολογία σχεδιασμού...129 4.2 Συναρτησιακές εξαρτήσεις...132 4.2.1 Συλλογιστική των συναρτησιακών εξαρτήσεων...134 4.2.2 Ελάχιστο κάλυμμα...138 4.3 Διάσπαση σχήματος...141 4.3.1 Η ιδιότητα της συνένωσης χωρίς απώλειες...142 4.3.2 Η ιδιότητα της διατήρησης των εξαρτήσεων...144 4.4 Κανονικές μορφές...146 4.4.1 Κανονική μορφή Boyce-Codd (BCNF)...146 4.4.2 Τρίτη κανονική μορφή (3NF)...147 Σύνοψη...150 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...151 Ευρετήριο Όρων...152 Γλωσσάρι...153 Βιβλιογραφία...154 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...154 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...155 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...162 Κατάλογος εικόνων...163 Κατάλογος αλγόριθμων...163
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Προγραμματισμός σε SQL Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...165 5.1 Ορισμός σχήματος...167 5.2 Ερωτήσεις στην SQL...173 5.2.1 H βασική δομή μιας ερώτησης SQL...173 5.2.2 Τελεστές συνόλου...180 5.2.3 Εμφωλευμένες ερωτήσεις...185 5.2.4 Συναθροίσεις...190 5.2.5 Η τιμή null...195 5.2.6 Συνενώσεις...196 5.3 Εισαγωγή, διαγραφή και ενημέρωση...200 5.3.1 Εισαγωγή δεδομένων...200 5.3.2 Διαγραφή δεδομένων...201 5.3.3 Τροποποίηση δεδομένων...202 Σύνοψη...205 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...206 Ευρετήριο Όρων...207 Γλωσσάρι...207 Βιβλιογραφία...208 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...208 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...209 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...226 Κατάλογος εικόνων...227
12 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Βασικές αρχές ΝΟSQL βάσεων δεδομένων Εισαγωγικές Παρατηρήσεις...229 6.1 Κατηγορίες NoSQL συστημάτων...231 6.2 Φυσική αποθήκευση και κατανομή δεδομένων...234 6.2.1 Μοντέλα φυσικής αποθήκευσης...234 6.2.2 Κατανομή δεδομένων...236 6.2.3 Συνεπής κατακερματισμός...239 6.3 Κριτήρια ορθής λειτουργίας...241 6.3.1 Βασική θεωρία συναλλαγών...241 6.3.2 Ορθότητα σε NoSQL συστήματα...245 6.4 Μελέτη περίπτωσης: BigTable...248 Σύνοψη...251 Λίστα Ελέγχου Γνώσεων...252 Ευρετήριο Όρων...253 Γλωσσάρι...254 Βιβλιογραφία...255 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη...256 Απαντήσεις σε Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης...257 Απαντήσεις Δραστηριοτήτων...259 Κατάλογος εικόνων...260