Databáze

Databáze slouží ke strukturovanému ukládání informací a mají dnes široké použití. Nejrozšířenějším typem databází jsou relační databáze, ve kterých se data ukládají v podobě navzájem propojených tabulek.

Pro práci s databázemi se používají dotazovací jazyky (query languages). Tyto jazyky obvykle umožňují nejen databáze vytvářet a modifikovat, ale především v nich vyhledávat informace. Velmi často se používá jazyk SQL.

• Základy SQL – tvorba tabulek, vkládání a aktualizování záznamů, jednoduché vyhledávání
• Select – příkaz pro vyhledání informací v databázi

Databáze slouží ke strukturovanému ukládání informací. Jako uživatelé se s ní běžně nesetkáme, existuje však na pozadí mnoha webových stránek a služeb, které využíváme. Typickou databázi si můžeme představit jako několik popropojovaných tabulek s pojmenovanými sloupci, takzvanými atributy, kde řádky jsou jednotlivé záznamy.

Vlastnosti databází

Databáze umožňují data snadno vyhledávat, přidávat a měnit. Typicky umožňují zabezpečit požadované vlastnosti dat vkládaných do databáze; například jednotlivým sloupcům bývají přiřazeny datové typy, tedy informace, zda se jedná například o číslo nebo řetězec omezené délky.

Práce s databázemi

Pro vytváření a práci s databází se v praxi obvykle používá databázový software, například MySQL nebo Microsoft Access, se kterým se pracuje pomocí speciálního dotazovacího jazyka SQL. Pomocí příkazů SQL lze data vyhledávat, přidávat, měnit i mazat.

Často je potřeba provést více než jednu operaci na databázi, například odečíst peníze z jednoho účtu a přičíst je na jiný. Případu, kdy je nezbytné, aby se buďto provedly všechny změny anebo žádná, říkáme transakce.

Pro snadné vyhledávání a rozšiřování dat se používají různé databázové architektury.

Relační databáze

Nejrozšířenějším typem jsou relační databáze. Data se zde ukládají v tabulkách. Jednotlivé záznamy jsou uloženy v řádcích tabulky a každý záznam odpovídá jedné entitě (například konkrétní osobě, věci apod.). Sloupce tabulky odpovídají atributům, tedy jednotlivým vlastnostem záznamů (například věk osob, cena zboží apod.). V hlavičce tabulky najdeme názvy jednotlivých atributů a někdy i jejich datové typy, tedy omezení na hodnoty, které je možné do daného pole ukládat. Příkladem datového typu je int, který značí celé číslo, nebo char[20], který značí textový řetězec z maximálně 20 znaků.

Klíče

Vyhledávání v tabulce nám zjednodušují superklíče a kandidátní klíče — skupiny atributů, které jednoznačně identifikují a odlišují každý záznam v tabulce. Kandidátní klíče jsou superklíče, které by odebráním jednoho atributu ztratily schopnost identifikovat nějaký záznam od ostatních. Z kandidátních klíčů se pro každou tabulku vybírá jeden primární klíč. Jedna relační databáze se obvykle skládá z většího množství tabulek, které mezi sebou můžeme propojovat pomocí primárních klíčů a vyhledávat tak odpovědi na složitější dotazy o našich datech. Primární klíč jedné tabulky použitý v jiné tabulce se v jejím kontextu nazývá cizí klíč.

Další typy databází

Vedle relačních databází se používají také NoSQL databáze, které mohou ukládat i nestrukturovaná data.

Příklady použití příkazů jazyka SQL

CREATE TABLE fish(name varchar(80), age int)

Vytvoří tabulku s názvem fish a atributy name typu varchar(80) a age typu int.

DROP TABLE fish

Odstraní celou tabulku fish.

INSERT INTO fish VALUES ('Julie', 1, 'neonka červená')

Přidá do tabulky fish nový záznam o rybě Julii.

DELETE FROM fish WHERE name = 'Alice'

Odstraní záznam o rybě jménem Alice. Pomocí WHERE můžeme definovat různé podmínky výběru záznamů.

UPDATE fish SET age = 0

Nastaví věk všech ryb na 0. Přidáním WHERE můžeme omezit záznamy, které upravíme.

SELECT name FROM fish WHERE age = 7

Zobrazí jména všech ryb, kterým je 7 let.

Všechny příkazy kromě SELECT nějakým způsobem modifikují tabulky, SELECT obsah databáze nijak nemění a pouze vrací informace v podobě tabulky. SQL příkazy se dají nejen řetězit, ale i kombinovat do sebe; například je možné volat SQL příkaz na tabulce vrácené příkazem SELECT.

SELECT je jeden z nejpoužívanějších příkazů jazyka SQL. Používá se pro čtení informací z databáze bez toho, aby byla změněna. Často jsou potřeba složitější operace než jen výpis všech informací z jedné tabulky.

SELECT * FROM product

Zobrazí celý obsah tabulky s názvem product.

SELECT name, species_name FROM fish

Zobrazí jména a druhy všech ryb v tabulce fish.

SELECT name FROM fish WHERE age = 7

Zobrazí jména všech ryb, kterým je 7 let. Porovnávat za WHERE se dá například i na nerovnost, menší/větší, nebo na existenci podřetězce.

SELECT name FROM fish WHERE age = 7 AND species_name = 'závojnatka čínská'

Zobrazí jména všech závojnatek čínských, kterým je 7 let. Kromě logické spojky AND se dá v rámci omezení použít i například spojka OR.

SELECT * FROM person, buying WHERE person.person_id = buying.person_id

Pro každého člověka z tabulky person vypíše všechny jeho objednávky z tabulky buying a k nim do řádku doplní všechny jeho informace z tabulky person. SQL příkazy se dají nejen řetězit, ale i kombinovat do sebe; například je možné volat SQL příkaz (SELECT nebo jiný) na tabulce vrácené příkazem SELECT. Tento výsledek lze opět řetězit, a tak dále.

Entitně-vztahové modely (diagramy) pomáhají znázorňovat a zpřehledňovat vztahy a vlastnosti mezi objekty. Používají je například databázoví architekti, aby naplánovali, jak bude vypadat jejich databáze. Diagramy jsou ale poměrně jednoduché, takže si s nimi můžeme pohrát i my.

V entitně-vztahovém modelu se vyskytují tři typy prvků:

• Entity představují objekty. Mohou existovat samostatně, nezávisle na ostatních objektech, a mají vlastnosti (atributy). V diagramu se zakreslují do obdélníků.
• Vztahy (relace) propojují entity. Zakreslují se jako diamanty, které jsou spojené čarou s danými entitami.
• Atributy (vlastnosti) patří jednotlivým entitám. Typicky nemají smysl bez entity, které patří – nemohou existovat samostatně. Znázorňují se jako elipsy spojené s danou entitou.

Jednoduchý diagram může vypadat například takto:

Vztahy mohou mít různé četnosti. Četnosti vyjadřují, s kolika entitami může být každá strana v daném vztahu. Uvažme zmíněný příklad sociální sítě. Jeden uživatel může zveřejnit více příspěvků. Ale každý příspěvek je zveřejněn pouze jedním uživatelem. Proto je četnost vztahu „zveřejňuje“ 1 uživatel – více příspěvků. Naproti tomu, pokud bychom mluvili o vztahu „uživateli se líbí příspěvek“, byla by četnost více uživatelů – více příspěvků. To proto, že jednomu uživateli se může líbit více příspěvků, a jeden příspěvek může být „olajkován“ více uživateli.

Kromě entitně-vztahových modelů můžeme vztahy mezi objekty znázorňovat například i pomocí grafů. Pro znázornění postupného běhu programu se naopak používají vývojové diagramy.