データベース工学
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データベースとは
データモデル
関係データベースとＳＱＬ
物理データベース編成とインデクス
トランザクション処理 と リカバリ
問合せ処理と最適化
データマイニング＆ＷＥＢマイニング
Ｗｅｂ情報検索
データウエアハウス・ＯＬＡＰ
講義の予定（２００６）
http://www.tkl.iis.u-tokyo.ac.jp:8080/Lecture/material/DB01.pdf
休講
第1回
第2回
第3回
未定
第５回
休講
第７回
第８回
第９回
第１０回
休講
第１１回
第１２回
第１３回
第１４日
４月１１日
４月１８日
４月２５日
５月 ２日
５月 ９日
５月１６日
５月２３日
５月３０日 Ｙａｈｏｏ講演
６月 ６日
６月１３日
６月２０日
６月２７日
７月 ４日
７月 １１日
７月 １８日
７月 ２５日（休み？）
Google 講演
Yahoo Japan講演
１．データベースとは？
• データベースは至る所で利用されている
– ビジネスＤＢ，製造業、銀行・証券、航空・鉄道、
特許、図書館、医療カルテ、法律、ＣＲＭ、ゲノム
• データベースとは？
– 関連するデータの集まり
– A collection of related data
データベースの種々の側面
• Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ
– 定型レコード vs. ＯＯ（ＣＡＤ，ＣＡＭ，蛋白）
• Ｖｏｌｕｍｅ
– Ｇ，Ｔ，Ｐ，Ｅ，．．
• Ｍｅｄｉａ
– テキスト、画像、図形、音声、動画 etc.
• Ｍｏｂｉｌｉｔｙ
• Centralized vs. Distributed
• Homogeneous vs. Heterogeneous
– Federated DB, Multi-Database
• General Purpose vs. Special Purpose
• Main Memory Database
– MM, Secondary Storage, Tertiary Storage
Data Base Management System
(DBMS)
データベースを作成
し、維持する為の
プログラム群
USER
Application Program
DBMS
Query Processor
Access Method
Meta Data
Data Base System
Database
How different from File System?
• File System
– ＡＰ毎のファイル（ＡＰ内にデータ定義）
– 冗長性
• 記憶効率の低下
• Inconsistency
• Database System
– データの一元管理
– 多数のユーザによる共用
データベースシステムの特徴
• データ独立
• ３層スキーマ（Ｖｉｅｗ支援）
• Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ支援
Data Independence(データ独立）
• Program-Data Independence
– External Scheme & Conceptual Scheme
• Logical/Physical Data Independence
– Conceptual Scheme & Internal Scheme
• Program-Operation Independence
– O-O
３層スキーマ
• External Scheme（外部スキーマ）
– Ｖｉｅｗ支援
• Conceptual Scheme（概念スキーマ）
• Internal Scheme(内部スキーマ）
３層スキーマ
External View
External View
Conceptual Scheme
Internal Scheme
External View
Transaction 管理
• ＡＣＩＤ
–
–
–
–
Atomicity
Consistency
Isolation
Durability
• データ共有時における一貫性の維持
Merits and Demerits
• Merits
– Reduced Application Development Time
No care for Concurrency Control, Access Method
Recovery, Integrity Checking
– Flexibility by Shared View ← Data Independence
• Demerits
– Needs more power
DBA
DDL
Casual
Programmer
ＡＰ
Query
preprocessor
Dictionary
DDLcompiler Catalog
Query Compiler
DML
Host Lang.
DMLcompilerCompiler
Compiled Transaction
Concurrency Cont
Backup/Recovery
Access Methods
Run Time
Processor
DB
2. データモデル
• Data Model is a set of concepts that can be
used to describe the structure of database
– Data type, relationship, constraint
• High Level Data Model
– Entity Relationship Model
• Entity: 実体（real world object, concept)
– Eg. Employee, Project
• Attribute:entitityを記述する属性
• Relationship:entity間の関係
• Representational Data Model
–
–
–
–
–
Relational Model
Network Model
Hierarchical Model
OO Model
OR Model
Scheme and Instance
• Scheme
– Student[name, id, address, phone#]
• Instance
– [鈴木大地、0011, 神奈川県横浜市、0903223333]
• Database State = set of instances
ＥＲ－model
• Entity-Relationship Model
– Popular conceptual data model
– Database design tool で広く利用