ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΡΧΕΙΩΝ

ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΡΧΕΙΩΝ Εισαγωγή Τα δεδομένα τα οποία χρησιμοποιεί ο υπολογιστής στις διάφορες επεξεργασίες είναι συνήθως αποθηκευμένα στις μονάδες βοηθητικής μνήμης. Τα δεδομένα είναι οργανωμένα με διάφορες μεθόδους για τις οποίες υπάρχουν και ανάλογες μέθοδοι προσπέλασης και επεξεργασίας. Οι προγραμματιστές και οι αναλυτές είναι αυτοί που σχεδιάζουν τον τρόπο συλλογής, οργάνωσης και αποθήκευσης των δεδομένων και, επί πλέον, τον τρόπο της επεξεργασίας τους στον υπολογιστή. Για να είναι δυνατή η επεξεργασία, τα δεδομένα οργανώνονται σε χαρακτήρες, πεδία, εγγραφές, αρχεία. Χαρακτήρας είναι ένα γράμμα, ένας αριθμός ή ένας σύμβολο, π.χ. @, },] κλπ. Πεδίο είναι ένα σύνολο ομαδοποιημένων χαρακτήρων. Π.χ. ο αριθμός ταυτότητας και ο Αριθμός Φορολογικού Μητρώου κάθε φορολογουμένου αποτελούν χαρακτηριστικά πεδία. Μήκος είναι ο αριθμός των χαρακτήρων του. Ένα πεδίο μπορεί να είναι σταθερού ή μεταβλητού μήκους. Συνήθως χρησιμοποιούνται σταθερού μήκους πεδία. Λογική εγγραφή (logical record) ή απλά εγγραφή είναι ένα ομαδοποιημένο σύνολο πεδίων. Για παράδειγμα, η εγγραφή ενός φορολογούμενου μπορεί να περιλαμβάνει: Αριθμό Φορολογικού Μητρώου, αριθμό ταυτότητας, επώνυμο, όνομα, όνομα πατέρα, προστατευόμενα μέλη, δαπάνες διαβίωσης, μισθούς, εισοδήματα κλπ. Μήκος εγγραφής είναι το άθροισμα των μηκών των πεδίων της εγγραφής. Αρχείο (file) είναι μια σειρά από ομοειδείς εγγραφές. Κάθε εγγραφή, στο ίδιο αρχείο, έχει γενικά την ίδια δομή (σχήμα 5-1). Για παράδειγμα, στο αρχείο φορολογουμένων, που τηρείται στις εφορίες, κάθε εγγραφή περιέχει ομοειδή στοιχεία για όλους τους φορολογουμένους. Ένα αρχείο είναι δηλαδή μία οργανωμένη συλλογή από συσχετιζόμενα δεδομένα. Τα αρχεία είναι τακτοποιημένα σύμφωνα με μία ορισμένη οργάνωση. Η δομή ή η οργάνωση του αρχείου προσδιορίζεται από τον τρόπο, που τοποθετούνται οι εγγραφές μέσα στο αρχείο. Οργάνωση και Προσπέλαση Αρχείων Οι εγγραφές ξεχωρίζουν μεταξύ τους με τη χρήση ενός από τα πεδία τους. Το πεδίο αυτό ονομάζεται κλειδί (key) της εγγραφής. Κάθε εγγραφή του αρχείου πρέπει να έχει δικό της ξεχωριστό κλειδί. Για το λόγο αυτό, πολλές φορές, μία εγγραφή μπορεί να έχει παραπάνω από ένα κλειδιά. Τα κλειδιά στις περιπτώσεις αυτές διακρίνονται στο πρωτεύον κλειδί (primary key), στο δευτερεύον κλειδί (secondary key) κλπ. Για παράδειγμα ας πάρουμε ένα αρχείο μαθητών, για κάθε μαθητή έχουμε μία εγγραφή που έχει την παρακάτω δομή: Περιγραφή Μήκoς 1 Αριθμός μητρώου 5 2 Επώνυμο 30 3 Όνομα 20 4 Πατρώνυμο 20 5 Διεύθυνση κατοικίας 40 6 Τηλέφωνο 15 7 Λοιπά στοιχεία 50 Μήκος εγγραφής 180 Το πεδίο "αριθμός μητρώου" είναι πρωτεύον κλειδί και προσδιορίζει μόνο μία εγγραφή, ένα μαθητή. Το πεδίο "επώνυμο" μπορεί να θεωρηθεί ως το δευτερεύον κλειδί. Μια φυσική εγγραφή (physical record ή block) αποτελείται από περισσότερες από μία λογικές εγγραφές οποίες αποθηκεύονται σε έναν ή περισσότερους τομείς (sectors) του δίσκου. 1

Α Ρ Χ Ε Ι Ο λογική εγγραφή... λογική εγγραφή πεδίο-1 πεδίο-2... πεδίο-ν πεδίο-1 πεδίο-2... πεδίο-ν Σχήμα Ιεραρχική δομή αρχείου. Προσπέλαση (access) είναι η αναφορά σ' ένα αρχείο με σκοπό την ενημέρωση, τη διαγραφή ή την προσθήκη μιας εγγραφής ή, απλά, την αναζήτηση πληροφοριών από μία εγγραφή. Η προσπέλαση σ' ένα αρχείο μπορεί να είναι διαδοχική (sequential) ή άμεση (direct). Τα βασικά επιθυμητά χαρακτηριστικά των αρχείων, όπου αποθηκεύονται μεγάλες ποσότητες δεδομένων, είναι γρήγορη προσπέλαση για ανάκτηση δεδομένων, εύκολη ενημέρωση και οικονομία στο χώρο αποθήκευσης των δεδομένων. Κάθε οργάνωση είναι κατάλληλη για ορισμένους τύπους προσπέλασης, ώστε ο συνδυασμός οργάνωσης-προσπέλασης να προσφέρει την πιο αποτελεσματική εκμετάλλευση του αρχείου. Η οργάνωση και η προσπέλαση μπορεί να αξιολογηθεί με βάση το χρόνο που απαιτείται για: Την αποθήκευση μιας εγγραφής. Την προσπέλαση σε μία τυχαία εγγραφή. Την προσπέλαση στην επόμενη εγγραφή του αρχείου. Τη διαγραφή μιας εγγραφής. Την αλλαγή του περιεχομένου μιας εγγραφής. Την ανάγνωση ολόκληρου του αρχείου. Την αναδιοργάνωση του αρχείου. ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗ Διαδοχική Άμεση ΟΡΓΑΝΩΣΗ Διαδοχική (Sequential) Κ Α Διαδοχική με Ευρετήρια Κ Δ Άμεση Δ Κ Σχήμα Μέθοδοι προσπέλασης για διάφορες οργανώσεις. (Δ=δυνατή Κ=καλή Α=αδύνατη) Ο χρόνος που απαιτείται για την προσπέλαση σε μία εγγραφή του αρχείου εξαρτάται από την εφαρμογή η οποία χρησιμοποιεί το αρχείο. Για παράδειγμα, για να γίνει ανάληψη από την Τράπεζα, η προσπέλαση στο λογαριασμό πρέπει να είναι άμεση. Αυτό σημαίνει ότι και η οργάνωση πρέπει να είναι άμεση ή τουλάχιστον διαδοχική με ευρετήριο. Ακόμη, η επεξεργασία θα πρέπει να είναι επεξεργασία κίνησης (transaction processing). Η ίδια Τράπεζα για να στείλει το μηνιαίο εκκαθαριστικό σημείωμα στους πελάτες, με τις κινήσεις (αναλήψεις καταθέσεις) που έκαναν μέσα στο μήνα, μπορεί να έχει προσπέλαση διαδοχικά σε όλους τους λογαριασμούς. Αυτό σημαίνει ότι η οργάνωση μπορεί να είναι και αυτή διαδοχική. Το είδος της οργάνωσης του αρχείου προσδιορίζεται από την απαιτούμενη προσπέλαση. Εντούτοις, για να έχουμε προσπέλαση στα αρχεία πρέπει να γίνει πρώτα η οργάνωσή τους. 2

Οργάνωση Αρχείων Κάθε αρχείο έχει μία συγκεκριμένη οργάνωση και μπορεί να έχει μία αρχική εγγραφή (header) ή μία εγγραφή ευρετηρίου (directory record). Η εγγραφή αυτή περιλαμβάνει πληροφορίες για τη θέση και τη μορφή των εγγραφών, που αποτελούν το αρχείο. Τυπικά δεδομένα των εγγραφών αυτών είναι το όνομα του αρχείου, ο ιδιοκτήτης, πού αρχίζει και πού τελειώνει το αρχείο, ο χώρος που έχει παραχωρηθεί και τέλος, ο χώρος που έχει πραγματικά χρησιμοποιηθεί από τις εγγραφές του αρχείου. Το σύνολο εγγραφών ευρετηρίου για διάφορα αρχεία αποτελεί ένα αρχείο ευρετηρίου, το οποίο διαχειρίζεται το Λειτουργικό Σύστημα. Ο αριθμός των τρόπων οργάνωσης αρχείων είναι μεγάλος. Οι τρεις βασικοί τρόποι οργάνωσης, στους οποίους βασίζονται όλοι οι άλλοι, είναι: Η διαδοχική (sequential) οργάνωση. Η διαδοχική με ευρετήριο (index sequential) οργάνωση. Η άμεση (direct) ή τυχαία (random) οργάνωση. Υπάρχουν τρεις μέθοδοι αποθήκευσης αρχείων στο δίσκο. Η οργάνωση των αρχείων ασχολείται με την τοποθέτηση των εγγραφών στα αρχεία με τρόπο που να μπορεί να βρεθούν εύκολα, όταν αναζητηθούν. Η φυσική οργάνωση των δεδομένων στα μαγνητικά μέσα μπορεί να ορισθεί ως η σχέση μεταξύ των τιμών των πεδίων κλειδιών (key fields) διαδοχικών εγγραφών και των θέσεων, που έχουν οι εγγραφές αυτές στα μέσα αποθήκευσης. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι οργάνωσης αρχείων. Για καθένα από αυτούς υπάρχουν οι κατάλληλες μέθοδοι προσπέλασης (βλέπε σχήμα 5-2). Οι μονάδες δίσκου είναι άμεσης προσπέλασης (direct access) και έχουν τα παρακάτω χαρακτηριστικά Οι κεφαλές ανάγνωσης-εγγραφής επιτρέπουν ταχεία προσπέλαση στα δεδομένα. Κάθε φυσική εγγραφή (Block) είναι προσπελάσιμη απ' ευθείας με το υλικό (hardware). Η σταθερή ταχύτητα περιστροφής είναι ακριβής, ώστε να επιτρέπει μεμονωμένα blocks να γράφονται στη θέση των παλαιών. Στις μονάδες άμεσης προσπέλασης η οργάνωση μπορεί να είναι: διαδοχική, διαδοχική με ευρετήριο ή άμεση. Διαδοχική οργάνωση Στη διαδοχική (sequential) οργάνωση οι εγγραφές του αρχείου έχουν μία ορισμένη διάταξη, σύμφωνα με τα περιεχόμενα κάποιου, που χαρακτηρίζεται ως κλειδί της εγγραφής. Για παράδειγμα, σ' ένα αρχείο μαθητών με διαδοχική οργάνωση, οι εγγραφές έχουν διάταξη αύξουσα σύμφωνα με το περιεχόμενο του κλειδιού κωδικός. Η εγγραφή με κωδικό 85001 προηγείται της 85501 και αυτή της 86001 κλπ. Εάν για κλειδί ληφθεί το επίθετο, τότε η εγγραφή που αρχίζει από Α προηγείται αυτής που αρχίζει από Β κλπ. Διάταξη μπορεί να υπάρχει σ' ένα διαδοχικό αρχείο και ως προς περισσότερα κλειδιά. Για παράδειγμα, το αρχείο των μαθητών μπορεί να έχει διάταξη κατά τάξη και τμήμα (πρωτεύον κλειδί) και μέσα στο τμήμα αλφαβητικά κατά τα ονομαστικά στοιχεία (δευτερεύον κλειδί). Όλες οι περιφερειακές μονάδες σειριακής και άμεσης προσπέλασης υποστηρίζουν τη διαδοχική οργάνωση αρχείων. Οι λειτουργίες που εκτελούνται σ' ένα διαδοχικό αρχείο μπορεί να διαφέρουν λίγο μεταξύ τους ανάλογα με το μέσο που χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, ένα διαδοχικό αρχείο σε ταινία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για είσοδο (Input) - ανάγνωση ή για έξοδο (Output) - εγγραφή, αλλά όχι και για τα δύο. 'Ένα διαδοχικό αρχείο σε δίσκο μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για είσοδο ή μόνο για έξοδο ή για ενημέρωση που σημαίνει είσοδο και έξοδο, δηλαδή ανάγνωση και εγγραφή στο ίδιο αρχείο. Τα διαδοχικά αρχεία είναι πολύ συνηθισμένα σε εφαρμογές μαζικής επεξεργασίας. Το κύριο αρχείο που ενημερώνεται περιοδικά με τις μεταβολές, που συγκεντρώνονται σ' ένα αρχείο κινήσεων, είναι μια από τις βασικές διαδικασίες στην επεξεργασία δεδομένων. Όταν οι διαδικασίες επαναλαμβάνονται περιοδικά, όπως σε εφαρμογές εκκαθάρισης λογαριασμών, μισθοδοσίας κλπ., η διαδοχική επεξεργασία είναι η πιο αποτελεσματική. 3

Κωδικός Είδους Ποσότητα Τιμή Μονάδος 10 120 300 20 30 120 30 100 1000 45 45 100 50 100 3000 120 30 120 200 40 400 201 30 400 300 120 500 350 130 200 400 120 500 Η διαδοχική οργάνωση παρουσιάζει πλεονεκτήματα: Σχήμα Διαδοχική οργάνωση. Είναι κατάλληλη για εφαρμογές, με ενημέρωση μεγάλου αριθμού εγγραφών. Παρέχει οικονομία στο κόστος επεξεργασίας, όταν ο όγκος των κινήσεων είναι μεγάλος. Ο σχεδιασμός των διαδοχικών αρχείων είναι απλός. Έχει όμως και μειονεκτήματα: Πρέπει να γίνει επεξεργασία στο κύριο αρχείο και δημιουργία ενός νέου κύριου αρχείου, ακόμη και όταν πρόκειται για επεξεργασία μικρού αριθμού εγγραφών. Οι κινήσεις πρέπει να ταξινομηθούν κατά τη σειρά των εγγραφών του κύριου αρχείου και αυτό απαιτεί χρόνο και κόστος. Διαδοχική οργάνωση με ευρετήριο Η διαδοχική με ευρετήριο (index sequential) οργάνωση αρχείων είναι η μέθοδος που χρησιμοποιείται περισσότερο. 'Όπως φαίνεται από το όνομα, πρόκειται για διαδοχικά αρχεία, που διαθέτουν ευρετήριο. Η οργάνωση αυτή προσπαθεί να ξεπεράσει την έλλειψη της άμεσης προσπέλασης, που παρουσιάζει η διαδοχική οργάνωση, χωρίς όμως να χάσει και τα πλεονεκτήματα των διαδοχικών αρχείων. Τα νέα χαρακτηριστικά της οργάνωσης αυτής είναι τα παρακάτω: Ένα ευρετήριο (index) του αρχείου. Μία περιοχή υπερχείλισης (overflow). Ευρετήριο Το ευρετήριο (index) είναι ένα αρχείο με εγγραφές, μία για κάθε εγγραφή δεδομένων. Κάθε εγγραφή του ευρετηρίου περιέχει την τιμή του κλειδιού κάθε εγγραφής και ένα δείκτη (pointer) που επιτρέπει άμεση προσπέλαση σ' αυτή την εγγραφή. Αυτό βέβαια προϋποθέτει ότι τα εξωτερικά μέσα, όπου είναι αποθηκευμένο το αρχείο, υποστηρίζουν τέτοιου είδους προσπέλαση. Τέτοια μέσα είναι οι δίσκοι και οι δισκέτες. Το ευρετήριο είναι ταξινομημένο (sorted) σύμφωνα με το χαρακτηριστικό κλειδί του αρχείου, για να γίνονται εύκολα οι αναζητήσεις, και είναι ανάλογο με το ευρετήριο ενός βιβλίου, που σχετίζει λέξεις και φράσεις με αριθμούς σελίδων. Στα ευρετήρια υπάρχουν διάφορες βελτιώσεις. Μία από αυτές είναι η δυνατότητα να κρατάμε μόνο την πρώτη λογική εγγραφή κάθε φυσικής εγγραφής. 'Έτσι δημιουργείται το ευρετήριο των φυσικών εγγραφών, με αριθμό εγγραφών = (αριθμό εγγραφών αρχείου) / (συντελεστή ομαδοποίησης). Για παράδειγμα, αν το αρχείο έχει n=1000 εγγραφές και συντελεστή ομαδοποίησης (blocking factor) b=10, το ευρετήριο θα έχει n/b=1000/10=100 εγγραφές. Τα πλεονεκτήματα των ευρετηρίων αυτών είναι το μικρότερο πλήθος εγγραφών και η γρήγορη προσπέλαση στις φυσικές εγγραφές. Οι μεμονωμένες εγγραφές μπορεί να προσπελασθούν εύκολα με αναζήτηση μέσα στις φυσικές εγγραφές. Έτσι οι λογικές εγγραφές του ευρετηρίου αποτελούν σημεία αναφοράς για τις φυσικές εγγραφές του αρχείου. Σε μία τέτοια οργάνωση δεν είναι δυνατό να προσδιοριστεί αν μία συγκεκριμένη εγγραφή βρίσκεται μέσα στο αρχείο. Πρέπει να εξεταστεί αν βρίσκεται μέσα στην αντίστοιχη φυσική εγγραφή. Αν νέες εγγραφές προστίθενται στο τέλος του αρχείου, είναι πιο εύχρηστο να κρατηθεί το κλειδί της τελευταίας, αντί της πρώτης, λογικής εγγραφής. Τα τελευταία φαίνονται στο σχήμα 4

Δ/νση φυσικής εγγραφής Κλειδιά λογικών εγγραφών ως περιεχόμενα της φυσικής εγγραφής Κλειδί λογικής εγγραφής Δ/νση φυσικής εγγραφής 0 0200 0202 0215 0240 0250 0250 0 1 0361 0385 0720 0800 0810 0810 1 2 0840 0842 0000 0905 0910 0910 2 3 0920 0930 0940 0950 0960 0960 3 4 Σχήμα Διαδοχικό αρχείο με ευρετήριο. Για παράδειγμα, από το ευρετήριο λαμβάνεται η λογική εγγραφή 0842 θα βρίσκεται στη φυσική εγγραφή 2, όπου ύστερα από αναζήτηση στη φυσική εγγραφή στη διεύθυνση 2 εντοπίζεται η 0842 ως η δεύτερη λογική εγγραφή. Η λογική εγγραφή 0935 εύκολα διαπιστώνεται ότι έπρεπε να βρίσκεται στη φυσική εγγραφή στη διεύθυνση 3 όπου, ύστερα από αναζήτηση, φαίνεται ότι δεν υπάρχει. Υπάρχουν διάφορες τεχνικές ευρετηρίων. Περιγράφεται η απλούστερη, που συνδέεται άμεσα με την φυσική οργάνωση του δίσκου. Ονομάζεται ευρετήριο κυλίνδρου-επιφάνειας-τομέα. Για κάθε αρχείο του δίσκου υπάρχει ένα ευρετήριο κυλίνδρου, που συνδέει κάθε κύλινδρο, με τη μεγαλύτερη τιμή κλειδιού που υπάρχει στον κύλινδρο αυτό. Αφού βρεθεί ο κύλινδρος, χρησιμοποιείται το ευρετήριο επιφανειών που αυτός περιέχει. Το ευρετήριο επιφανειών συνδέει κάθε επιφάνεια κυλίνδρου με τη μεγαλύτερη τιμή κλειδιού, που υπάρχει στην επιφάνεια. Αφού βρεθεί η επιφάνεια, χρησιμοποιείται το ευρετήριο τομέων που αυτή περιέχει. Το ευρετήριο τομέα συνδέει κάθε τομέα της επιφανείας με τη μεγαλύτερη τιμή κλειδιού που υπάρχει στον τομέα. Ο ζητούμενος τομέας αντιγράφεται τότε από το δίσκο και εντοπίζεται η ζητούμενη λογική εγγραφή. Ευρετήριο Ευρετήριο Ευρετήριο κυλίνδρων Επιφανειών τομέων Κύλινδρος Μέγιστο Κλειδί Επιφάνεια Μέγιστο Κλειδί Τομέας Μέγιστο κλειδί 1 85396 1 86177 1 86179 2 85785 2 86124 2 86186 3 86171 3 86194 55 86027 4 86223 4 86200 56 86421 5 86229 5 86207 57 86803 6 86318 6 86214 7 86368 7 86219 128 86999 8 86421 8 86223 Σχήμα Ευρετήριο κυλίνδρου - επιφανείας - τομέα. Το σχήμα περιέχει ένα μέρος του ευρετηρίου από ένα αρχείο μαθητών, με κλειδιά από 85000 μέχρι και 86999. Ας υποτεθεί ότι ζητείται ο μαθητής με κωδικό 86192. Από το ευρετήριο κυλίνδρων διαπιστώνεται ότι η εγγραφή βρίσκεται στον κύλινδρο 56. Από το ευρετήριο του κυλίνδρου 56 φαίνεται ότι η εγγραφή βρίσκεται στην επιφάνεια 4. Από το ευρετήριο της επιφάνειας φαίνεται ότι η εγγραφή βρίσκεται στον τομέα 3. Ο τομέας 3 αντιγράφεται από το δίσκο και εντοπίζεται η ζητούμενη εγγραφή. Είναι φανερό ότι για την προσπέλαση σε μία εγγραφή υπάρχουν τέσσερις προσπελάσεις, μία για καθένα από τα τρία ευρετήρια και μία στον τομέα που υπάρχει η ζητούμενη εγγραφή. 'Ένα από τα πλεονεκτήματα των διαδοχικών αρχείων με ευρετήρια είναι ότι μπορεί να διαθέσουν κενά στους κυλίνδρους, τις επιφάνειες και τους τομείς, για την εισαγωγή νέων εγγραφών. Αυτό επιτρέπει στο αρχείο να μεγαλώνει χωρίς την υποχρέωση της συχνής αντιγραφής για την αναδιοργάνωση. Υπερχείλιση Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των διαφόρων μεθόδων οργάνωσης διαδοχικών αρχείων με ευρετήρια βρίσκεται στον τρόπο εισαγωγής νέων εγγραφών. Είναι σπατάλη να υπάρχει ελεύθερος χώρος για κάθε πιθανή εγγραφή, αλλά δεν είναι δυνατόν να ξαναγραφτεί το αρχείο για κάθε νέα εγγραφή. Το πρόβλημα αυτό είναι γνωστό ως υπερχείλιση (overflow). Κάποιος χώρος αφήνεται πάντα ελεύθερος, με σκοπό οι νέες εγγραφές να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πλησιέστερα στην σωστή τους θέση. Ελεύθερος χώρο για υπερχείλιση μπορεί να κρατηθεί: Αφήνοντας ένα μέρος σε κάθε φυσική εγγραφή κενό. 5

Αφήνοντας μία ή περισσότερες φυσικές εγγραφές κενές σε κάθε επιφάνεια κυλίνδρου. Αφήνοντας μία ή περισσότερες επιφάνειες κενές σε κάθε κύλινδρο. Αφήνοντας κενούς ένα ή περισσότερους κυλίνδρους του αρχείου. Αναδιοργάνωση Οποιαδήποτε μέθοδος και αν ακολουθηθεί για τη διαχείριση των εγγραφών υπερχείλισης, από τη στιγμή που εμφανίζονται εγγραφές υπερχείλισης η επεξεργασία γίνεται πολυπλοκότερη. 'Όσο περισσότερες είναι οι εγγραφές υπερχείλισης, τόσο βραδύτερη θα είναι η επεξεργασία. Αν η περιοχή υπερχείλισης γεμίσει και επιχειρηθεί νέα εισαγωγή, η επεξεργασία θα σταματήσει. Μεγάλη προσοχή απαιτείται για τον όγκο και τον τύπο του ελεύθερου χώρου του διαδοχικού αρχείου με ευρετήριο. Αλλά και αν ακόμη επιτευχθεί το καλύτερο, θα έρθει η στιγμή που η αναδιοργάνωση (reorganization) του αρχείου θα είναι απαραίτητη. Η αναδιοργάνωση επιτυγχάνεται με την αντιγραφή, διαβάζοντας διαδοχικά, του παλαιού αρχείου σ' ένα άλλο νέο διαδοχικό αρχείο με ευρετήριο. Στη συνέχεια, το νέο αρχείο μεταφέρεται στη θέση του παλαιού. Κατά την αντιγραφή παραλείπονται οι εγγραφές που έχουν διαγραφεί, οι εγγραφές της περιοχής υπερχείλισης μπαίνουν στην κύρια περιοχή και αντιγράφονται όλες οι παλιές και νέες εγγραφές. Άμεση οργάνωση αρχείων Η άμεση (direct) οργάνωση επιχειρεί να εκμεταλλευτεί τις δυνατότητες που προσφέρει ο δίσκος ή άλλες παρόμοιες μονάδες, που έχουν άμεση προσπέλαση σε κάθε φυσική εγγραφή της οποίας η διεύθυνση είναι γνωστή. Στα αρχεία αυτά οι εγγραφές αποθηκεύονται τυχαία στο δίσκο γι' αυτό, πολλές φορές, λέγονται και τυχαία (random) αρχεία. Το κλειδί κάθε φυσικής εγγραφής μετατρέπεται, τυχαία, με κάποιο αλγόριθμο σε φυσική διεύθυνση, δηλαδή κύλινδρο, ίχνος και τομέα. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως παραγωγή διευθύνσεων. Μερικές φορές η άμεση οργάνωση επιτρέπει την προσπέλαση σε μία λογική εγγραφή με βάση τη σχετική (relative) θέση της στο αρχείο (π.χ. 10η, 5η εγγραφή), που μετατρέπεται σε φυσική διεύθυνση. Τα αρχεία αυτά ορίζονται ως σχετικά (relative) αρχεία. Αν είναι ταξινομημένα ως προς κάποιο κλειδί υπάρχει δυνατότητα και διαδοχικής προσπέλασης. Οι εγγραφές των άμεσων αρχείων, γενικά, δεν συνδέονται με την προηγούμενη και την επόμενη εγγραφή, όπως συμβαίνει στα διαδοχικά αρχεία με ευρετήρια, που και αυτά διαθέτουν άμεση προσπέλαση εγγραφής. Τα κλειδιά των εγγραφών μπορεί να είναι σε σειρά, χωρίς κενά ή με λίγα κενά μεταξύ τους και τότε είναι δυνατόν να μετατραπεί κάθε κλειδί σε διεύθυνση. Τα αρχεία αυτά, από τη φύση των εγγραφών τους, έχουν άμεση σχέση κλειδιούδιεύθυνσης (self indexed) και είναι κι αυτά από τα άμεσα αρχεία, που διαθέτουν και διαδοχική προσπέλαση. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται κάποιος αλγόριθμος τυχαίας μετατροπής των κλειδιών σε διευθύνσεις, ο οποίος πολλές φορές αναφέρεται σαν hashing αλγόριθμος. Το πρόβλημα που εμφανίζεται με την αλγοριθμική επίλυση είναι όταν δύο ή και περισσότερα διαφορετικά κλειδιά παράγουν την ίδια διεύθυνση (συνώνυμα). Η προσπάθεια που φαίνεται λογική είναι να έχουμε όσο το δυνατόν λιγότερα συνώνυμα. Τα άμεσα αρχεία είναι αρχεία με γρήγορη προσπέλαση εγγραφών, που εντοπίζονται άμεσα από τη διεύθυνση που μας δίνει ο αλγόριθμος μετατροπής, χωρίς να απαιτείται αναφορά σε ευρετήριο, όπως συμβαίνει στα διαδοχικά αρχεία με ευρετήριο. Στα άμεσα αρχεία όμως, γενικά, δεν υπάρχει η δυνατότητα για διαδοχική προσπέλαση. Επεξεργασία Αρχείων Τύποι αρχείων Οι περισσότερο συνηθισμένοι τύποι αρχείων είναι τα Κύρια Αρχεία (Master Files) και τα Αρχεία Κινήσεων (Transaction Files). Κύρια αρχεία 6

Τα κύρια αρχεία περιέχουν πληροφορίες σε εγγραφές οι οποίες ενημερώνονται περιοδικά ώστε να περιλαμβάνουν τις αλλαγές των δεδομένων. Εγγραφές μπορεί να διαγραφούν από το κύριο αρχείο ή να προστεθούν σ' αυτό. Οι εγγραφές μπορεί να μεταβληθούν ύστερα από αλλαγή ή προσθήκη μεμονωμένων πεδίων. Το αρχείο όμως εξακολουθεί να αποτελεί μία ενότητα μέσα στο Πληροφοριακό Σύστημα. Ένα τέτοιο αρχείο είναι δυναμικό αρχείο. Αρχεία κινήσεων Η ενημέρωση, εκτός από το κύριο αρχείο, απαιτεί και ένα δεύτερο αρχείο με τις μεταβολές ή κινήσεις (transactions) των δεδομένων. Το αρχείο αυτό είναι γνωστό ως αρχείο κινήσεων. Οι εγγραφές του αρχείου κινήσεων είναι μεταβολές που αναφέρονται σ' ένα κύριο αρχείο. Τα αρχεία αυτά διατηρούνται για λόγους ασφάλειας για κάποια χρονική περίοδο. Χρησιμοποιούνται κατά την ενημέρωση του κύριου αρχείου αλλά και για την άντληση πληροφοριών σχετικά με τις κινήσεις των εγγραφών του κύριου αρχείου. Μέθοδοι επεξεργασίας Οι περισσότερο συνηθισμένες μέθοδοι επεξεργασίας είναι η μαζική επεξεργασία (batch processing) ή επεξεργασία κατά ομάδες και η επεξεργασία κινήσεων (transaction processing). Μαζική επεξεργασία Οι κινήσεις (μεταβολές, διαγραφές, εισαγωγές) συγκεντρώνονται και επεξεργάζονται κατά μεγάλες ομάδες σε χρόνο που ο υπολογιστής δεν έχει φόρτο εργασιών. Στο είδος αυτό της επεξεργασίας ο χρήστης δεν έχει διαλογική επικοινωνία με τον υπολογιστή. Για παράδειγμα το αρχείο των μαθητών περιέχει στοιχεία όπως διευθύνσεις, τηλέφωνα, επάγγελμα γονέων, βαθμούς τριμήνων κλπ. Το αρχείο κινήσεων περιλαμβάνει εγγραφές με όλες τις μεταβολές που έχουν σχέση με διευθύνσεις, τηλέφωνα, βαθμούς κλπ., διαγραφές για μαθητές που φεύγουν και εισαγωγές νέων μαθητών. Τα δύο αρχεία, κύριο (master) και κινήσεων (transaction), έχουν την ίδια ταξινόμηση, π.χ. κατά κωδικό, και είναι διαδοχικά. Η επεξεργασία γίνεται περιοδικά ανά εβδομάδα ή ανά μήνα κλπ. ανάλογα με το είδος των κινήσεων και τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Το αποτέλεσμα της επεξεργασίας είναι ένα νέο κύριο (new master) αρχείο, διαδοχικό, με ίδια ταξινόμηση με τα δύo προηγούμενα. Επεξεργασία κινήσεων Κατά την επεξεργασία αυτή ο χρήστης έχει διαλογική επικοινωνία με τον υπολογιστή. Με την πιστωτική κάρτα του η προσπέλαση στον τραπεζικό του λογαριασμό είναι άμεση. Μπορεί να δει το υπόλοιπο, τις τελευταίες κινήσεις, να ζητήσει ή να καταθέσει χρήματα και όλα αυτά μέσα σε μία φιλική διαλογική επικοινωνία. Στο είδος αυτό γίνεται άμεσα η επεξεργασία της κίνησης (transaction processing). Οι κινήσεις επεξεργάζονται τυχαία με τη σειρά που έρχονται. Η επεξεργασία αυτή είναι επεξεργασία πραγματικού χρόνου (real time) και τα αποτελέσματα είναι άμεσα εκμεταλλεύσιμα. Άλλη περίπτωση επεξεργασίας κινήσεων είναι η παρακολούθηση της κίνησης τραπεζικών λογαριασμών από υπαλλήλους στην Τράπεζα με τα τερματικά τους, που είναι συνδεδεμένο με τον κεντρικό υπολογιστή Διαδικασίες εκμετάλλευσης αρχείων Στην επεξεργασία αρχείων για να δημιουργηθεί, να χρησιμοποιηθεί και να ενημερωθεί ένα αρχείο, περιοδικά ή συνέχεια, ανάλογα με την εφαρμογή, ακολουθούνται ορισμένες τυποποιημένες μέθοδοι. Οι μέθοδοι αυτές έχει επικρατήσει να λέγονται διαδικασίες για την εκμετάλλευση του αρχείου. Οι διαδικασίες αυτές είναι: Εισαγωγή νέων εγγραφών Είναι φανερό ότι, αφού δημιουργηθεί ένα αρχείο, για να είναι χρήσιμο πρέπει να μπορεί να δεχθεί νέες εγγραφές, να είναι δυναμικό και όχι στατικό. Για παράδειγμα, στο αρχείο των μαθητών ενός Σχολείου πρέπει να υπάρχει η δυνατότητα προσθήκης εγγραφών για νέους μαθητές. Η διαδικασία αυτή, που είναι μία από τις αναπόσπαστες διαδικασίες για την εκμετάλλευση του αρχείου, ονομάζεται εισαγωγή (insertion) εγγραφών. Η μέθοδος που ακολουθείται εξαρτάται από την οργάνωση του αρχείου. Διαγραφή εγγραφών 7

Όσα αναφέρονται στην προηγούμενη παράγραφο ισχύουν και για τη διαγραφή των εγγραφών. Σ' ένα αρχείο πρέπει να μπορούν όχι μόνο να προστεθούν νέες εγγραφές, αλλά και να διαγραφούν παλιές. Για παράδειγμα, από το αρχείο των μαθητών πρέπει να είναι δυνατή η διαγραφή μαθητών που σταμάτησαν τη φοίτηση ή που άλλαξαν Σχολείο. Η διαδικασία αυτή χαρακτηρίζεται διαγραφή (deletion) εγγραφών και είναι και αυτή μία από τις αναπόσπαστες διαδικασίες εκμετάλλευσης αρχείου. Και πάλι η μέθοδος διαγραφής εξαρτάται από τον τρόπο οργάνωσης του αρχείου. Μεταβολή εγγραφών Τα αρχεία χρειάζονται ενημέρωση, ώστε τα δεδομένα που περιέχουν να δίνουν την τελευταία κατάσταση, με συχνότητα ενημέρωσης ανάλογα με τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Πρέπει να υπάρχει η δυνατότητα μεταβολής του περιεχομένου μεμονωμένων πεδίων σε μία εγγραφή, όπως, για παράδειγμα, η αλλαγή διεύθυνσης ή τηλεφώνου ενός μαθητή ή η προσθήκη πεδίων που δεν υπήρχαν αρχικά, όπως η βαθμολογία σ' ένα νέο μάθημα κλπ. Η διαδικασία για τις αλλαγές των εγγραφών χαρακτηρίζεται ως μεταβολή (modification) εγγραφών και μπορεί να γίνει συνδυασμένα με την εισαγωγή και τη διαγραφή εγγραφών ή ανεξάρτητα, ανάλογα με τις ανάγκες. Η μέθοδος που θα πρέπει να ακολουθηθεί για τη μεταβολή των εγγραφών εξαρτάται από την οργάνωση του αρχείου. Αναζήτηση εγγραφών Η προσπέλαση σ' ένα αρχείο γίνεται όχι μόνο για να μεταβληθούν ορισμένα στοιχεία των εγγραφών, αλλά και για να αντληθούν πληροφορίες για το περιεχόμενο μιας ή περισσοτέρων εγγραφών. Για παράδειγμα, πρέπει να υπάρχουν δυνατότητες αναζήτησης εγγραφών για στοιχεία όπως η διεύθυνση, η βαθμολογία ενός μαθητή στο αρχείο των μαθητών, ή πόσα χρήματα χρωστάει και πόσα έχει πληρώσει ένας πελάτης, σ' ένα αρχείο πελατών. Η διαδικασία αυτή χαρακτηρίζεται ως αναζήτηση (retrieval) εγγραφών και είναι και αυτή πολύ απαραίτητη για την εκμετάλλευση του αρχείου. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι αναζήτησης εγγραφών, που είναι στενά συνδεδεμένες με τον τρόπο οργάνωσης του αρχείου. Λειτουργίες επεξεργασίας αρχείων Στο τμήμα αυτό αναφέρονται μερικές από τις πιο συνηθισμένες λειτουργίες της επεξεργασίας αρχείων. Τέτοιες λειτουργίες είναι έλεγχος (validation) πριν αποθηκευτούν τα δεδομένα, ταξινόμηση (sorting), που μπορεί να γίνει στην κύρια ή στη βοηθητική μνήμη, ενοποίηση (merging), αναζήτηση (searching) και ενημέρωση (updating) αρχείων. Έλεγχος Αποτελείται από διαδικασίες ελέγχου των δεδομένων εισόδου. Οι διαδικασίες αυτές είναι από τα πιο βασικά και χρονοβόρα βήματα σ' ένα σύστημα επεξεργασίας δεδομένων. Οι απλούστεροι έλεγχοι είναι τύπου και διαστήματος. Οι έλεγχοι τύπου προσδιορίζουν αν τα δεδομένα είναι αυτά που αναμένονται (αλφαβητικά ή αριθμητικά) και οι έλεγχοι διαστήματος αν τα αριθμητικά δεδομένα βρίσκονται σε παραδεκτά διαστήματα. Διάφορα σύνολα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για έλεγχο των δεδομένων εισόδου. Αν η είσοδος των δεδομένων γίνεται κατά ομάδες, δεδομένα από κάθε ομάδα μπορεί να προστεθούν και να γίνει είσοδος και του αθροίσματος (batch total). Το σύνολο των δεδομένων αυτών ξαναϋπολογίζεται από το πρόγραμμα και γίνεται σύγκριση των δύο αθροισμάτων. Αν δεν είναι ίσα, υπάρχει λάθος. Η ίδια αρχή εφαρμόζεται για το άθροισμα δεδομένων (hash total), που αποτελούν πεδία της ίδιας εγγραφής. Αριθμητικά δεδομένα, που πρέπει να είναι εξαιρετικής ακρίβειας, όπως για παράδειγμα ο κωδικός, ελέγχονται με το ψηφίο ελέγχου (check digit). H τιμή του ψηφίου ελέγχου προσδιορίζεται από τα ψηφία του αριθμού και ελέγχεται κατά διαστήματα, μήπως έχει γίνει κάποιο λάθος κατά τη μεταφορά του δεδομένου. Tαξινόμηση Η ταξινόμηση (sorting) είναι μία από τις συνηθισμένες τεχνικές επεξεργασίας αρχείων. Μερικές γλώσσες προγραμματισμού, για παράδειγμα η COBOL, έχουν μία εντολή για την ταξινόμηση αρχείου. Μεγάλες προσπάθειες έχουν γίνει για αποτελεσματικές μεθόδους ταξινόμησης, γιατί διαφορετικά μπορεί να είναι εξαιρετικά χρονοβόρα διαδικασία. 'Ένα σύνολο δεδομένων μπορεί να ταξινομηθεί, όταν όλα είναι μέσα στην κύρια μνήμη. Αν το σύνολο έχει πάρα πολλά στοιχεία, ταξινομείται κατά τμήματα στη διαθέσιμη κύρια μνήμη. Συνταξινόμηση 8

Συνταξινόμηση είναι η διαδικασία της συνένωσης δύο ταξινομημένων αρχείων, σε ένα νέο ενοποιημένο ταξινομημένο αρχείο Η διαδικασία αυτή είναι απλή και δεν απαιτεί όλα τα δεδομένα να είναι στην κύρια μνήμη του υπολογιστή. Μία εγγραφή για κάθε αρχείο εισόδου είναι αρκετή. Τα ταξινομημένα αρχεία θα ενοποιηθούν σ' ένα νέο αρχείο. Αναζήτηση Αναζήτηση (searching) είναι η διαδικασία για τον εντοπισμό μιας εγγραφής σ' ένα αρχείο. Αν το αρχείο διαθέτει ευρετήριο, τότε ο εντοπισμός γίνεται μέσω αυτού. Αν το αρχείο είναι αλγοριθμικό, τότε η διαδικασία που χρησιμοποιήθηκε για την αποθήκευση χρησιμοποιείται και για τον εντοπισμό της εγγραφής, διαφορετικά χρησιμοποιείται κάποια άλλη τεχνική αναζήτησης. Οι περισσότερο συνηθισμένες είναι η διαδοχική αναζήτηση (sequential search) και η δυαδική αναζήτηση (binary search). Η διαδοχική αναζήτηση είναι εξέταση κάθε εγγραφής του αρχείου, μέχρι να βρεθεί η ζητούμενη. Χρησιμοποιείται μόνο για αρχεία με μικρό αριθμό εγγραφών. Κατά μέσο όρο πρέπει να εξεταστούν οι μισές από τις εγγραφές του αρχείου, πριν εντοπιστεί η ζητούμενη. Διαδοχική Επεξεργασία Η διαδοχική (sequential) επεξεργασία γίνεται κατά σειρά κλειδιών των εγγραφών. Για να εντοπιστεί μία συγκεκριμένη εγγραφή, πρέπει να βρεθεί η εγγραφή που έχει ίδιο κλειδί με τη ζητούμενη. Για να ελαττωθεί ο χρόνος αναζήτησης, συγκεντρώνονται οι μεταβολές κατά ομάδες σ' ένα διαδοχικό αρχείο και γίνεται μαζική επεξεργασία, που εκτελείται σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση το αρχείο κινήσεων ταξινομείται, ώστε τα κλειδιά να έχουν την ίδια σειρά με το κύριο αρχείο. Η ενημέρωση του αρχείου γίνεται στη δεύτερη φάση. Άμεση Επεξεργασία για Διαδοχικά Αρχεία με Ευρετήρια Τα διαδοχικά αρχεία με ευρετήρια προσφέρονται: Για διαδοχική επεξεργασία η οποία είναι ίδια με την επεξεργασία των διαδοχικών αρχείων. Για άμεση επεξεργασία με την οποία μπορεί να γίνει προσπέλαση της εγγραφής απ' ευθείας χωρίς να χρειαστεί να διαβαστούν οι προηγούμενες εγγραφές. Αν το σύστημα δεν έχει ενσωματωμένες τις διαδικασίες της οργάνωσης και της εκμετάλλευσης των διαδοχικών αρχείων με ευρετήρια, τότε, πρέπει να γραφούν αρκετά πολύπλοκες ρουτίνες, που είναι απαραίτητες για τη διαχείρισή τους. Άμεση επεξεργασία για άμεσα αρχεία Η επεξεργασία αυτή εξαρτάται από τον τρόπο μετατροπής των κλειδιών των εγγραφών σε διευθύνσεις. Υπάρχουν διάφοροι αλγόριθμοι μετατροπής. Η επεξεργασία των άμεσων αρχείων γίνεται κυρίως άμεσα. Το κλειδί της προς επεξεργασία εγγραφής μετατρέπεται σε διεύθυνση και ανάλογα με το είδος της μεταβολής γίνεται εισαγωγή, διαγραφή, ενημέρωση ή αναζήτηση εγγραφής στη διεύθυνση αυτή ή σε κάποια άλλη, αν παρουσιαστεί συνώνυμο. Βέβαια η άλλη διεύθυνση προσδιορίζεται από τη μέθοδο διαχείρισης υπερχειλίσεων που έχει υιοθετηθεί. Ασφάλεια Δεδομένων Τα αρχεία που χρησιμοποιούνται από τα περισσότερα Πληροφοριακά Συστήματα είναι πρωταρχικής σημασίας για τον οργανισμό ή την εταιρεία. Κάθε απώλεια ή αλλοίωση των δεδομένων μπορεί να οδηγήσει σε καθυστερήσεις, απώλεια κερδών ή, ακόμη και στα δικαστήρια την υπεύθυνη εταιρεία. Για τους λόγους αυτούς τα αρχεία πρέπει να προφυλάσσονται από βλάβη του υπολογιστή, λάθη του προγράμματος και ανθρώπινα λάθη, τυχαία ή σκόπιμα. Τα αρχεία πρέπει να αντιγράφονται περιοδικά σε άλλο δίσκο ή μαγνητική ταινία. Είναι κοινή πρακτική να διατηρούνται δύο προηγούμενες εκδόσεις του αρχείου, μαζί με τις μεταβολές που χρησιμοποιήθηκαν για την ενημέρωσή τους. Η αρχή είναι γνωστή ως παππούς-πατέρας-γιός, όπου κάθε γενιά αντιστοιχεί σε μία έκδοση του αρχείου. 'Όλες οι κινήσεις που χρησιμοποιήθηκαν για την ενημέρωση του αρχείου μεταξύ διαδοχικών αποτυπώσεων φυλάσσονται κι έτσι είναι δυνατόν να δημιουργηθεί, αν χρειαστεί, κάποια νέα έκδοση του αρχείου. Είναι σκόπιμο να διατηρείται βιβλίο για τα αρχεία και να καταγράφονται με ημερομηνίες όλες οι επεξεργασίες που έχουν γίνει.. Αυστηρά μέτρα απαιτούν τη διατήρηση περισσότερων από ένα αντιγράφων αρχείων και όχι στο ίδιο μέρος, για εξασφάλιση από πυρκαγιά ή άλλες καταστροφές. Επιπλέον για λόγους ασφάλειας η είσοδος στο χώρο του υπολογιστή πρέπει 9

να επιτρέπεται μόνο σε άτομα υπεύθυνα για το χειρισμό ή τη συντήρησή του ή σε άλλα εξουσιοδοτημένα από τη διεύθυνση του Μηχανογραφικού Κέντρου. ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Εισαγωγή Συνήθως στους διάφορους Οργανισμούς ή επιχειρήσεις παρατηρείται το φαινόμενο να υπάρχουν, στα διαφορετικά τμήματα, ξεχωριστά αρχεία δεδομένων. Για παράδειγμα, τα αρχεία με λογιστικά δεδομένα χρησιμοποιούνται για οικονομικούς λογαριασμούς. Τα αρχεία με δεδομένα αγορών χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των πωλήσεων και, τέλος, τα δεδομένα παραγωγής για τον προγραμματισμό της ή για τον έλεγχο των αποθεμάτων. Συχνά τα αρχεία περιέχουν επαναλήψεις δεδομένων που είναι σχετικά με τους πελάτες, τους υπαλλήλους και τα προϊόντα. Σε αντίθεση με τα προηγούμενα, η χρησιμοποίηση Βάσεων Δεδομένων (Databases) εξασφαλίζει ένα γενικό τρόπο αποθήκευσης των δεδομένων. Τα δεδομένα είναι ολοκληρωμένα (integrated) και καταμερισμένα (shared) έτσι ώστε, αφενός μεν τα πλεονάζοντα (redundant) δεδομένα να αποθηκεύονται όσο το δυνατόν λιγότερες φορές, αφετέρου δε να είναι προσπελάσιμα, από διάφορους χρήστες, για ποικίλες εφαρμογές. Βασικά πλεονεκτήματα από την οργάνωση των δεδομένων της Βάσης με τον τρόπο αυτό είναι ότι μειώνεται ο χώρος αποθήκευσης στο δίσκο καθώς ο χρόνος για ενημέρωση των δεδομένων. Με τη Βάση Δεδομένων δεν αποφεύγεται μόνο η επανάληψη των δεδομένων αλλά γίνεται και πιο αποτελεσματική η αξιοποίησή τους. Συγχρόνως αυξάνει ο βαθμός ανεξαρτησίας τους. Έτσι, για την ενημέρωση ενός δεδομένο αρκεί μία μόνο αλλαγή. Δεν υπάρχει ανάγκη πολλών ενημερώσεων, όπως όταν το ίδιο δεδομένο βρίσκεται σε διαφορετικά αρχεία. Η ενοποίηση μάλιστα των δεδομένων προσφέρει ευελιξία γιατί επιτρέπει στα αποτελέσματα της ενημέρωσης να είναι προσπελάσιμα από όλους τους χρήστες και τις εφαρμογές του Οργανισμού ή της Επιχείρησης συγχρόνως. Η γενική ιδέα της Βάσης Δεδομένων φαίνεται στο σχήμα. ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΒΑΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΕΛΑΤΩΝ ΠΕΛΑΤΕΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΩΝ ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΕΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΑΠΟΘΗΚΗΣ ΑΠΟΘΗΚΗ Σχήμα Η γενική ιδέα της Βάσης Δεδομένων. 10

Ένας συνοπτικός ορισμός της Βάσης Δεδομένων μπορεί να είναι: Μία Βάση Δεδομένων είναι μία οργανωμένη συλλογή από συσχετιζόμενα δεδομένα που χρησιμοποιούνται από όλες τις εφαρμογές του Οργανισμού ή της Επιχείρησης. Πρότυπα Βάσεων Δεδομένων Η Βάση Δεδομένων οργανώνει τα δεδομένα σύμφωνα με κάποιο πρότυπο που χαρακτηρίζει τη δομή της. Οι περισσότερο γνωστές δομές των Βάσεων Δεδομένων είναι: Η ιεραρχική (Hierarchical) Η δικτυωτή (Network) Η σχεσιακή (Relational) Κάθε δομή έχει διαφορετικό τρόπο οργάνωσης και χρήσης των δεδομένων. Οι ιεραρχικές και δικτυωτές δομές χρησιμοποιούνται κυρίως σε μεγάλους και σε μεσαίου μεγέθους υπολογιστές. Η σχεσιακή δομή, που είναι και η νεότερη, είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί σε κάθε τύπο υπολογιστή. Η σχεσιακή δομή έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την ιεραρχική και τη δικτυωτή, όπως: Η σχεσιακή δομή παρέχει διαφάνεια και σαφήνεια. Διευκολύνει το χρήστη στην κατανόηση και στην υλοποίηση. Είναι εύκολη η μετατροπή κάθε άλλης δομής σε σχεσιακή. Είναι εύκολη η αναπαραγωγή και υλοποίηση νέων σχέσεων για ειδικές εφαρμογές. Η αναζήτηση δεδομένων είναι πολύ ταχύτερη από κάποια άλλη δομή που απαιτεί μία σειρά από δείκτες. Η σχεσιακή δομή μπορεί να τροποποιηθεί πολύ ευκολότερα από την ιεραρχική ή τη δικτυωτή και αυτό προσδίνει ευελιξία στο σύστημα. Σχεσιακή δομή Η σχεσιακή (relational) δομή εμφανίζει τα δεδομένα σε μορφή πίνακα με συσχετιζόμενες γραμμές και στήλες. Κάθε πίνακας, που ονομάζεται και σχέση, παρουσιάζει τη συσχέτιση που υπάρχει μεταξύ δύο ή περισσοτέρων δεδομένων. Στο σχήμα 5-7 παρουσιάζεται ένα απλό σχεσιακό μοντέλο μαθητών με τρεις σχέσεις. Κάθε στήλη του πίνακα παριστάνει ένα διαφορετικό πεδίο. Τα δεδομένα σε ένα πεδίο μπορεί να διαφέρουν όμως κάθε πεδίο περιλαμβάνει δεδομένα του ίδιου τύπου π.χ. Σχολείο μαθητή, τάξη, κλπ.. Κάθε γραμμή αποτελείται από μία σειρά χαρακτηριστικών μιας οντότητας (δηλ. μιας έννοιας, ενός πράγματος, ενός προσώπου) και αποτελεί μία εγγραφή. Κάθε εγγραφή αποτελείται από καθορισμένο αριθμό πεδίων. Τα πεδία κάθε εγγραφής είναι συσχετισμένα, π.χ. ο κωδικός, το ονοματεπώνυμο και οι βαθμοί ενός μαθητή. Ο κύριος σκοπός του σχεσιακού προτύπου είναι να παρουσιάσει τις διάφορες σχέσεις των χαρακτηριστικών κάθε μαθητή. Το πρώτο πεδίο της σειράς, δηλαδή ο κωδικός του μαθητή, χρησιμοποιείται ως πρωτεύον κλειδί για αναφορά στη σχέση. Κάθε σειρά της σχέσης είναι ταξινομημένη ως προς το πρωτεύον κλειδί. Η τιμή του πρωτεύοντος κλειδιού πρέπει να είναι μοναδική στη σχέση ενώ οι τιμές των άλλων πεδίων μπορεί να επαναλαμβάνονται μεταξύ των σειρών (π.χ. μαθητές του ίδιου Σχολείου, ιδίου βαθμού στο ίδιο μάθημα κλπ.). Το πιο σημαντικό είναι η σύνδεση των σχέσεων της Βάσης Δεδομένων. Η σύνδεση αυτή επιτρέπει στους χρήστες να πάρουν πληροφορίες με συνδυασμό διαφόρων σχέσεων. Αυτό θα ήταν δυσκολότερο, και πολλές φορές αδύνατο, εάν κάθε σχέση ήταν ανεξάρτητο αρχείο και δεν ανήκε σε μία Βάση Δεδομένων. Στο απλό παράδειγμα που ακολουθεί οι τρεις σχέσεις δεν συνδέονται με το πεδίο αριθμός μητρώου. Έτσι εύκολα θα βρίσκονται οι βαθμοί και η τάξη του μαθητή ΙΩΑΝΝΙΔΗ ΠΕΤΡΟΥ, με συνδυασμό των σχέσεων. Στην πραγματικότητα μια Βάση Δεδομένων συνδέει περισσότερες και πολύπλοκες σχέσεις και επομένως παρέχει δυνατότητες για αποτελεσματική εκμετάλλευση και πληροφόρηση. 11

ΜΑΘΗΤΕΣ Aριθμός Ονοματεπώνυμο ΒΑΘ 1 ΒΑΘ 2 ΒΑΘ 3 ΒΑΘ 4 μητρώου μαθητή 16721 ΙΩΑΝΝΙΔΗΣ ΠΕΤΡΟΣ 14 10 18 10 23461 ΠΑΤΡΙΝΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ 15 20 10 18 33234 ΕΥΓΕΝΙΟΥ ΜΑΡΙΑ 18 18 20 18 ΜΑΘΗΤΕΣ_ ΣΧΟΛΕΙΟ ΜΑΘΗΤΕΣ_ΤΑΞΗ Aριθμός Λύκειο Aριθμός Τάξη Μητρώου μητρώου 16721 1 ΠΕΙΡΑΙΑ 16721 Β 23461 2 ΘΕΣ/ΝΙΚΗΣ 23461 Γ 33234 25 ΑΘΗΝΑΣ 33234 Α Σχήμα 5-7 Σχεσιακή δομή με τρεις σχέσεις. Οργάνωση Δεδομένων Τα δεδομένα μιας Βάσης οργανώνονται για τη αποθήκευση και την αξιοποίησή τους από διάφορες εφαρμογές στους δίσκους. Η φυσική οργάνωση αναφέρεται στον τρόπο αποθήκευσης και προσπέλασης στα δεδομένα αυτά. Το έργο αυτό αναλαμβάνει ο Υπεύθυνος Διαχείρισης της Βάσης Δεδομένων (Data Base Administrator). Λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς όπως επανάληψη δεδομένων, χρόνο και περιορισμούς στο χώρο αποθήκευσης, ο Διαχειριστής της Βάσης προσπαθεί να εφαρμόσει το λογικό σχεδιασμό μέσα στις φυσικές εγγραφές και στα αρχεία που αποθηκεύονται στη Βάση Δεδομένων. Η λογική οργάνωση αναφέρεται στον τρόπο απεικόνισης των δεδομένων στα προγράμματα εφαρμογών ή τους μεμονωμένους χρήστες. Ο λογικός σχεδιασμός είναι έργο του αναλυτή συστημάτων ή του αναλυτή εφαρμογών. Οι λογικές εγγραφές πρέπει να σχεδιάζονται ανεξάρτητα από τον τρόπο αποθήκευσης στα φυσικά μέσα. Βασικές Έννοιες στις Βάσεις Δεδομένων Δύο θεμελιώδεις έννοιες των Βάσεων Δεδομένων αναφέρονται στα πρότυπα δεδομένων και στην ανεξαρτησία δεδομένων. Πρότυπα Δεδομένων Η λογική δομή των δεδομένων μπορεί να είναι διαφορετική από τον τρόπο που αυτά έχουν παρασταθεί στο φυσικό μέσο αποθήκευσης. Δηλαδή, ενώ η Βάση Δεδομένων περιέχει όλο το σύνολο των δεδομένων, κάθε μεμονωμένος χρήστης έχει τη δυνατότητα να λαμβάνει τα δεδομένα εκείνα που χρειάζεται σε κάθε περίπτωση. Αυτό εξασφαλίζεται με το πρότυπο δεδομένων. Ένα τέτοιο πρότυπο είναι μία λογική δομή όπως αυτή εμφανίζεται σε κάποιο ιδιαίτερο επίπεδο της Βάσης Δεδομένων. Κάθε χρήστης έχει το δικό του πρότυπο δεδομένων το οποίο μπορεί να παίρνει δεδομένα από πολλά φυσικά αρχεία. Για παράδειγμα, αυτό που ένας χρήστης βλέπει ως λογική μονάδα δεδομένων μπορεί να περιέχει δεδομένα από το αρχείο προσωπικού και από το αρχείο μισθοδοσίας. Μία λογική μονάδα για ένα χρήστη μπορεί να περιλαμβάνει μόνο το όνομα και τη διεύθυνση του υπαλλήλου. Μία άλλη λογική μονάδα μπορεί να περιλαμβάνει μόνο τον κωδικό του υπαλλήλου και τον κωδικό της δουλειάς. Αντίστροφα ένα φυσικό αρχείο μπορεί να περιέχει μέρη από διάφορες λογικές μονάδες δεδομένων. Το πρότυπο δεδομένων για την εφαρμογή ελέγχου αποθεμάτων μπορεί να είναι ένα σύνολο εγγραφών που καθεμιά περιλαμβάνει τον κωδικό του είδους, την περιγραφή του είδους και τον προμηθευτή. Σε κάθε μία από τις εγγραφές αυτές αντιστοιχεί ένα σύνολο από εγγραφές κινήσεων. Κάθε εγγραφή κίνησης περιλαμβάνει τον κωδικό του είδους, μία ημερομηνία και την ποσότητα αγοράς (από τον προμηθευτή) ή πώλησης (σε πελάτες) Α ή Π αντίστοιχα. Αυτό το πρότυπο δεδομένων φαίνεται στο σχήμα. 12

Ε Γ Γ Ρ Α Φ Ε Σ Ε Ι Δ Ο Υ Σ Κωδικός Είδους ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΙΔΟΥΣ ΠΡΟΜΗΘΕΥΤΗΣ Α1-12345Ν ΑΝΤΛΙΑ ΝΕΡΟΥ Α.Β. ΑΠΟΣΤΟΛΟΥ Β2-24680Κ ΚΑΡΤΕΡ Ε.Α. ΠΕΤΡΙΔΗΣ ΛΟΙΠΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Κ Ι Ν Η Σ Ε Ι Σ Ε Ι Δ Ω Ν Κωδικός Είδους Ημερομηνία ΠΟΣΟΤΗΤΑ Α(αγορά) Π(πώληση) Α1-12345Ν 15/3/98 120 Α Α1-12345Ν 25/3/98 15 A Α1-12345Ν 3/4/98 35 Π Β2-24680Κ 20/3/98 50 Π Β2-24680Κ 25/3/98 30 Π............ Σχήμα Πρότυπο ελέγχου αποθεμάτων. Το πρότυπο δεδομένων για την εγγραφή λογαριασμοί πελατών μπορεί να περιλαμβάνει ένα σύνολο από εγγραφές πελατών που καθεμιά περιλαμβάνει τον κωδικό του πελάτη και διάφορα προσωπικά στοιχεία (Επωνυμία, δ/νση, τηλέφωνο κλπ.). Σε καθεμιά από τις εγγραφές αυτές αντιστοιχεί ένα σύνολο από εγγραφές κινήσεων. Κάθε κίνηση περιέχει μία ημερομηνία, ένα κωδικό είδους, ποσότητα και τιμή. Αυτό το μοντέλο δεδομένων φαίνεται στο σχήμα 5-9. Ε Γ Γ Ρ Α Φ Ε Σ Π Ε Λ Α Τ Ω Ν ΚΩΔΙΚΟΣ ΚΥΡΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΡΙΘΜΟΣ Επωνυμία Διεύθυνση Π-4678931 ΘΕΟΔΩΡΟΥ Κ. ΠΕΙΡΑΙΩΣ 34 ΑΘΗΝΑ 113 62... Π-9456211 ΣΥΡΟΣ Ι. ΚΗΦΙΣΟΥ 450 ΑΙΓΑΛΕΩ 143 43... Π-8321222 ΓΕΩΡΓΙΟΥ Ζ. ΟΜΗΡΟΥ 120 ΠΕΙΡΑΙΑΣ 181 43 Κ Ι Ν Η Σ Ε Ι Σ Π Ε Λ Α Τ Ω Ν Κωδικός Ημερομηνία Κωδικός Ποσότητα ΤΙΜΗ πελάτη Είδους Π-4678931 12/2/98 Α1-12345Ν 1 1200 Π-4678931 14/3/98 B2-23680Κ 100 520 Π-4678931 25/4/98 C2-11234Ν 5 4300............... Π-9456211 20/2/90 C3-21131M 2 7000 Σχήμα Πρότυπο λογαριασμών πελατών. Ανεξαρτησία Δεδομένων Η Βάση Δεδομένων είναι μία "δεξαμενή δεδομένων" που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία του Οργανισμού ή της Επιχείρησης. Σπάνια τα δεδομένα αυτά παραμένουν αμετάβλητα. Τα δεδομένα μεταβάλλονται και επομένως ενημερώνονται συνεχώς. Ακόμη νέα δεδομένα προστίθενται και έτσι ο συνολικός όγκος τους συνεχώς αυξάνεται. Τέλος προκύπτουν νέες απαιτήσεις δομής αποθήκευσης και μεθόδων προσπέλασης δεδομένων. Για τους λόγους αυτούς είναι απαραίτητο τα προγράμματα εφαρμογών να είναι ανεξάρτητα από τη φυσική οργάνωση των δεδομένων. Το αντίθετο θα απαιτούσε διορθώσεις σ' όλα τα προγράμματα εφαρμογών, με αποτέλεσμα να έχουμε καθυστερήσεις λάθη και να αυξάνεται το κόστος επεξεργασίας. 13

Για να αποφευχθούν τα προβλήματα αυτά, το κεντρικό πρότυπο της Βάσης Δεδομένων και όλα τα πρότυπα δεδομένων των χρηστών που προέρχονται από αυτό είναι ανεξάρτητα από το μέσο αποθήκευσης των δεδομένων. 'Ένα μέρος του λογισμικού της Βάσης Δεδομένων ασχολείται με το μετασχηματισμό του κεντρικού προτύπου στη φυσική του αναπαράσταση. Συστήματα Βάσεων Δεδομένων Το Σύστημα Βάσης Δεδομένων αποτελείται από τα αποθηκευμένα δεδομένα (Βάση Δεδομένων), τα διάφορα πρότυπα δεδομένων, το ειδικό λογισμικό, γνωστό ως Σύστημα Διοίκησης Βάσης Δεδομένων (Data Base Management System) και το προσωπικού υποστήριξης. Η δομή ενός τέτοιου συστήματος φαίνεται στο σχήμα. Οι χρήστες ενός συστήματος Βάσης Δεδομένων χρησιμοποιούν τις διάφορες εφαρμογές που κάθε μία διαχειρίζεται τα δεδομένα κατά διαφορετικό τρόπο. Κάθε πρόγραμμα μιας εφαρμογής μπορεί να είναι γραμμένο σε διαφορετική γλώσσα και να "βλέπει" ένα ξεχωριστό μοντέλο δεδομένων. 'Όπως φαίνεται στο σχήμα είναι δυνατό περισσότερες από μία εφαρμογές να έχουν το ίδιο μοντέλο δεδομένων. Το Σύστημα Διοίκησης Βάσης Δεδομένων (ΣΔΒΔ) είναι το βασικό λογισμικό υποστήριξης της Βάσης Δεδομένων. Είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία, την προσπέλαση και την ενημέρωση της Βάσης Δεδομένων. Μεταξύ των εργασιών που εκτελεί περιλαμβάνονται απεικονίσεις δεδομένων από ένα πρότυπο σε άλλο ή στο κεντρικό πρότυπο της Βάσης Δεδομένων. Ακόμη περιλαμβάνονται και έλεγχοι ασφαλείας. Ο Διαχειριστής του Συστήματος Βάσης Δεδομένων είναι υπεύθυνος για το περιεχόμενο της Βάσης και για τη δομή των διαφόρων προτύπων δεδομένων. Αποφασίζει για το είδος τους, τον τρόπο αποθήκευσης και προσπέλασής τους. Καθορίζει και ελέγχει τα δικαιώματα εισόδου κάθε χρήστη (π.χ. μόνο ανάγνωση ή ανάγνωση και εγγραφή κλπ.). Επιμελείται για τα αντίγραφα ασφαλείας (back up), των δεδομένων και την επανόρθωση (recovery) από βλάβες. Μέσα στις αρμοδιότητές του είναι η δημιουργία και συντήρηση ενός λεξικού δεδομένων (data dictionary) που είναι ένα ευρετήριο των ονομάτων των δεδομένων που βρίσκονται αποθηκευμένα στη Βάση Δεδομένων. Με τη χρήση του λεξικού αποφεύγεται να δοθεί το ίδιο όνομα σε δύο διαφορετικά δεδομένα. χρήστης χρήστης χρήστης χρήστης Πρότυπα δεδομένων χρήστη μοντέλο δεδομένων χρήστη μοντέλο δεδομένων χρήστη ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΒΑΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ (ΣΔΒΔ) ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Σχήμα Σύστημα Βάσης Δεδομένων. 14

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα των Βάσεων Δεδομένων Η Βάση Δεδομένων παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα: Επεξεργασίας των δεδομένων κατά ένα ολοκληρωμένο και ενιαίο τρόπο. Προσπέλασης στα δεδομένα από διάφορους χρήστες και εφαρμογές. Εύκολης ενημέρωσης και αποφυγής επανάληψης των δεδομένων. Ευελιξίας στην αξιοποίηση της πληροφορίας αφού τα δεδομένα είναι συγκεντρωμένα και προσπελάσιμα από τους χρήστες. Οι Βάσεις Δεδομένων παρουσιάζουν όμως και μειονεκτήματα όπως: Δαπανηρή προμήθεια, οργάνωση και η συντήρηση. Το λογισμικό είναι συνήθως πολύπλοκο και απαιτείται εκπαίδευση του προσωπικού για να το χρησιμοποιεί αποτελεσματικά. Απαιτήσεις σε υλικό, όπως πρόσθετη μνήμη, πρόσθετες περιφερειακές μονάδες και, πολλές φορές, ανάγκη προμήθειας νέου ισχυρότερου υπολογιστή. Επίσης απαιτεί στελέχωση με εξειδικευμένο προσωπικό. Σήμερα βέβαια υπάρχει και η δυνατότητα αγοράς φθηνών μικροϋπολογιστών που υποστηρίζουν και κάποιο πακέτο Βάσης Δεδομένων που είναι σχετικά φθηνό και με πολλές δυνατότητες. Κίνδυνος πρόσβασης από μη εξουσιοδοτημένα άτομα. Επειδή όλα τα δεδομένα είναι συγκεντρωμένα, κάποια αθέλητη ή σκόπιμη βλάβη στα δεδομένα της Βάσης έχει σοβαρές συνέπειες. Υπερβολική ή μη ελεγχόμενη πληροφόρηση. Πολλές φορές λόγω της ευκολίας στη συγκέντρωση και στη συντήρηση των δεδομένων συλλέγονται και δεδομένα που δεν είναι απαραίτητα.. Εφαρμογή Η εφαρμογή αυτή αφορά στη δημιουργία μιας Βάσης Δεδομένων για μία δανειστική Βιβλιοθήκη. Τα βιβλία ταξινομούνται κατά θεματικές ενότητες. Ένα Βιβλίο έχει έναν ή περισσότερους συγγραφείς. Οι δανειζόμενοι αποτελούν μέλη της Βιβλιοθήκης και μπορούν να δανειστούν ένα η περισσότερα βιβλία την ίδια ή διαφορετική ημέρα. Ερωτήσεις προς τη Βάση Δεδομένων περιλαμβάνουν: Ποια βιβλία του συγγραφέα Χ υπάρχουν στη Βιβλιοθήκη; Ποιος είναι ο συγγραφέας του βιβλίου Α; Ποιος έχει δανειστεί το βιβλίο Β; κλπ. Για το σχεδιασμό μιας Βάσης Δεδομένων για τη εφαρμογή αυτή πρέπει να ορισθούν οι πίνακες της Βάσης. Η δημιουργία κάθε πίνακα περιλαμβάνει τον ορισμό και το χαρακτηρισμό των πεδίων και τον ορισμό του πρωτεύοντος κλειδιού όπου αυτό είναι αναγκαίο. Διακρίνουμε τους παρακάτω πίνακες. Βιβλίων. Στον πίνακα αυτό καταχωρούνται βασικά στοιχεία του βιβλίου Θεματικών ενοτήτων. Στον πίνακα αυτών καταχωρούνται οι θεματικές ενότητες των βιβλίων της Βιβλιοθήκης Ονομάτων συγγραφέων. Στον πίνακα αυτόν καταχωρούνται τα ονόματα των συγγραφέων. Συγγραφέων-βιβλίων. Ο πίνακας αυτός συσχετίζει συγγραφέα με βιβλίο μέσω κωδικού συγγραφέα και κωδικού βιβλίου. Μελών. Στον πίνακα αυτό καταχωρούνται τα βασικά στοιχεία των μελών της Βιβλιοθήκης τα οποία έχουν δικαίωμα δανεισμού βιβλίου. Κινήσεων. Ο πίνακας αυτός συσχετίζει τον δανειζόμενο με το βιβλίο που δανείστηκε μέσω κωδικού μέλους και του κωδικού βιβλίου. Σχεδιασμός της Δομής της Βάσης Για τη δημιουργία της Βάσης πρέπει πρώτα να επιλεγούν τα απαραίτητα πεδία Όταν φορτωθεί πρόγραμμα της Βάσης Δεδομένων και ζητηθεί η δημιουργία δομής των πινάκων θα πρέπει να δοθούν διάφορες πληροφορίες για τα παρακάτω. 15

Ονόματα πεδίων Τύπο πεδίων Εύρος πεδίων Πεδία κλειδιά Τα ονόματα των τύπων των δεδομένων που θα χρησιμοποιηθούν είναι τα Ονόματα πεδίων. Κάθε πεδίο δεδομένων πρέπει να έχει ένα ξεχωριστό όνομα. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι είναι: Πεδία χαρακτήρων, τα οποία περιέχουν δεδομένα όπως ονόματα, διευθύνσεις, αριθμούς τηλεφώνων κλπ. Αριθμητικά πεδία, τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε υπολογισμούς, όπως βαθμοί, σειρά ή άλλα κλπ. Στα αριθμητικά δεδομένα συνήθως δηλώνεται και ο αριθμός των δεκαδικών ψηφίων που περιέχουν. Πεδία ημερομηνίας, τα οποία περιλαμβάνουν συνήθως οκτώ χαρακτήρες, π.χ. 12/01/98. Λογικά πεδία τα οποία δέχονται ένα μόνο χαρακτήρα για να δηλωθεί εάν αληθεύει (Ν ή Σ) ή όχι (Ο ή Λ) μία συνθήκη. Το Εύρος των Πεδίων δηλώνει το μέγιστο αριθμό χαρακτήρων ή ψηφίων που θα περιέχει το πεδίο συμπεριλαμβανομένης και της υποδιαστολής. Τα πρωτεύοντα κλειδιά προσδιορίζουν μονοσήμαντα μία εγγραφή, π.χ. ο κωδικό του βιβλίου Η δομή του πινάκων της Βάσης ορίζεται στους παρακάτω πίνακες Πίνακας βιβλίων με πρωτεύον κλειδί τον κωδικό βιβλίου A/A Όνομα Τύπος Εύρος 1 Κωδικός βιβλίου Χ 10 2 Τίτλος βιβλίου Χ 50 3 Κωδικός θέματος Α 4 4 Ημερομηνία αγοράς Η 5 Ένδειξη δανεισμού ή μή Λ Πίνακας θεματικών ενοτήτων με πρωτεύον κλειδί τον κωδικό θέματος A/A Όνομα Τύπος Εύρος 1 Κωδικός θέματος Α 4 2 Περιγραφή Χ 30 Πίνακας Ονομάτων συγγραφέων με πρωτεύον κλειδί τον κωδικό συγγραφέας A/A Όνομα Τύπος Εύρος 1 Κωδικός συγγραφέα Α 4 2 Όνομα συγγραφέα Χ 30 Πίνακας συγγραφέων -βιβλίων (δεν έχει πρωτεύον κλειδί) A/A Όνομα Τύπος Εύρος 1 Κωδικός συγγραφέα Α 4 2 Κωδικός Βιβλίου Χ 10 16

Πίνακας μελών με πρωτεύον κλειδί τον κωδικό μέλους A/A Όνομα Τύπος Εύρος 1 Κωδικός μέλους Α 6 2 Ονοματεπώνυμο Χ 50 3 Όνομα πατέρα Α 15 4 Ημερομηνία γέννησης Η 5 Αριθμός ταυτότητας Χ 10 6 Διεύθυνση κατοικίας Χ 30 7 Πόλη Χ 20 8 Ταχ. Κώδικας Α 5 9 Τηλέφωνο Χ 10 10 Ημερομηνία εγγραφής Η Πίνακας κινήσεων (δεν έχει πρωτεύον κλειδί) A/A Όνομα Τύπος Εύρος 1 Κωδικός μέλους Α 6 2 Κωδικός βιβλίου Χ 10 3 Ημερομηνία δανεισμού Η 4 Ημερομηνία επιστροφής Η Χ= χαρακτήρες, Α=αριθμητικό, Λ=λογικό, Η=ημερομηνίας Σε περιβάλλον ACCESS μετά τη δημιουργία των πινάκων η βασική οθόνη της ACCESS θα έχει την παρακάτω μορφή: Εικόνα. Η Βάση Δεδομένων της Βιβλιοθήκη σε περιβάλλον ACCESS. Στη συνέχεια θα πρέπει να οριστούν οι συσχετίσεις ή σχέσεις (relationships) μεταξύ των πινάκων. Η διασύνδεση των πινάκων με τις σχέσεις σε περιβάλλον της ACCESS φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. 17

Εικόνα Η η διασύνδεση των πινάκων της Βάσης Δεδομένων της Βιβλιοθήκη σε περιβάλλον ACCESS. Εισαγωγή των δεδομένων στο αρχείο Κατά την πληκτρολόγηση των δεδομένων η οθόνη παρουσιάζει τα πεδία σε κάποια κατάλληλη μορφή για την εισαγωγή των δεδομένων. Ο χρήστης όμως μπορεί να δημιουργήσει δικές του μορφές (φόρμες) εισαγωγής των εγγραφών. Μία μορφή εισαγωγής δεδομένων φαίνεται στο σχήμα. Για να εισαχθούν τα δεδομένα πληκτρολογούνται οι αντίστοιχες τιμές στις θέσεις που αντιστοιχούν στα ονόματα δεδομένων όπως φαίνεται παρακάτω. Σχήμα Οθόνη εισαγωγής στοιχείων για τα μέλη. 18

Αφού συμπληρωθούν τα δεδομένα για τη μία εγγραφή, το πρόγραμμα εισαγωγής της Βάσης Δεδομένων εμφανίζει μια δεύτερη κενή οθόνης εισαγωγής για να πληκτρολογηθούν τα δεδομένα της δεύτερης εγγραφής και η διαδικασία συνεχίζεται μέχρι να δηλωθεί το τέλος δεδομένων. Άλλες δυνατότητες Κατάλογος των εγγραφών. Μπορούν να εμφανίζονται στην οθόνη ή να τυπώνονται στον εκτυπωτή καταστάσεις με τις εγγραφές της Βάσης. Κατάλογος επιλεγμένων πεδίων. Ο χρήστης μπορεί να εμφανίσει στην οθόνη ή να τυπώσει στον εκτυπωτή ένα κατάλογο από επιλεγμένα πεδία, όπως για παράδειγμα τους τίτλους των βιβλίων ενός συγκεκριμένου συγγραφέα. Ερωτήσεις. Μπορούν να υποβληθούν ερωτήσεις για τις εγγραφές του αρχείου. Για παράδειγμα ο χρήστης μπορεί να ζητήσει μία κατάσταση με τα βιβλία που δανείστηκαν μία συγκεκριμένη ημερομηνία και ποιος τα δανείστηκε. Προσθήκη νέων εγγραφών. Νέες εγγραφές μπορούν εύκολα να προστεθούν στη Βάση. Διόρθωση εγγραφών. Εύκολη διόρθωση ενημέρωση ή διαγραφή εγγραφών της Βάσης. 19