Ειδικά Θέματα Βάσεων Δεδομένων

Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται μια εισαγωγή στην πολλαπλού-επιπέδου αρχιτεκτονική των βάσεων δεδομένων όπου κάθε επίπεδο αντιπροσωπεύει ένα επίπεδο αφαίρεσης, εξηγώντας το εσωτερικό –εννοιολογικό  και εξωτερικό επίπεδο. Παρουσιάζονται επίσης τα συστατικά μέρη ενός συστήματος διαχείρισης βάσης δεδομένων (DBMS).

Στο κεφάλαιο αυτό αναλύουμε τα εννοιολογικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται κατά τον σχεδιασμό των βάσεων δεδομένων και ειδικότερα το μοντέλο οντοτήτων – συσχετίσεων (Entity-relationship model), το εκτεταμένο μοντέλο οντοτήτων-συσχετίσεων (EER model) και το αντικειμενοστραφές (Object-oriented model).

Επίσης θα αναλυθεί η χρήση των λογικών μοντέλων κατά την υλοποίηση των βάσεων δεδομένων και ειδικότερο το σχεσιακό μοντέλο( Relational Model).

Στο κεφάλαιο αυτό θα οριστούν οι συναρτησιακές εξαρτήσεις (τετριμμένες και μη) στις σχεσιακές βάσεις δεδομένων, καθώς και οι κανόνες συναγωγής ή αξιώματα του Amstrong. Η θεωρία της κανονικοποίησης αποτελεί σημαντική ενότητα για την δημιουργία συμπαγών και ακέραιων βάσεων για αυτό θα αναλυθούν όλες οι κανονικές μορφές (1ΚΜ,2ΚΜ, 3ΚΜ, BC-KM, 4ΚΜ, 5ΚΜ, ΚΜ ΠΟ)

Στο κεφάλαιο θα γίνει αναφορά στην γλώσσα SQL και συγκεκριμένα στα εμφωλευμένα ερωτήματα, περιορισμούς ακεραιότητας, στη δημιουργία όψεων, στις συνενώσεις συνόλων και τέλος στις παραγόμενες σχέσεις.

Η ενότητα αυτή αποτελεί ίσως την κυριότερη ενότητα αυτού του συνόλου διαλέξεων. θα γίνει αναφορά στις επεκτάσεις  της γλώσσας SQL και συγκεκριμένα στις εντολές προγραμματισμού που της δίνουν ευελιξία στο αναπτύσσονται σύνθετα προγράμματα. Οι εντολές IF, WHILE, FOR μέσα με μπλοκ εντολών και με συνδυασμό τοπικών και γενικευμένων μεταβλητών μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε Αποθηκευμένες διαδικασίες, σε συναρτήσεις οριζόμενες από τον χρήστη αλλά και σε σκανδάλες που ενεργοποιούνται με οποιαδήποτε αλλαγή γίνει σε στοχευόμενους πίνακες.

Στο κεφάλαιο αυτό περιγράφονται οι συναλλαγές, δηλαδή η εκτέλεση ενός ή περισσοτέρων προγραμμάτων που προσπελαύνουν ή τροποποιούν το περιεχόμενο της βάσης δεδομένων. Εξηγούνται οι ιδιότητες ACID μιας συναλλαγής καθώς και τις πράξεις στα χρονοπρογράμματα. Παρουσιάζονται τα είδη των αποτυχιών καθώς και τρόπους ανάκαμψης ενός ΣΔΒΔ από πιθανή αστοχία συστήματος ή μέσων .

Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται τα προβλήματα που προκύπτουν από ταυτόχρονη εκτέλεση συναλλαγών καθώς και τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ταυτόχρονης εκτέλεσης συναλλαγών που βασίζονται στην έννοια του κλειδώματος των δεδομένων. Τέλος παρουσιάζονται τα προβλήματα αδιεξόδου καθώς και οι υπάρχουσες λύσεις. 

Σε αυτήν την ενότητα γίνεται αναφορά στην ασφάλεια και στην προστασία των δεδομένων από την γνωστοποίηση την αλλοίωση ή την καταστροφή τους από μη εξουσιοδοτημένα άτομα. Επίσης παρουσιάζονται πολιτικές και μηχανισμοί ασφαλείας καθώς και η υλοποίηση τους με εντολές SQL δίνοντας δικαιώματα, προνόμια ή ρόλους ασφαλείας στους χρήστες. 

Σε αυτήν την ενότητα θα γίνει ανάλυση της κρυπτογράφησης των δεδομένων η οποία ορίζεται ως η αποθήκευση ή η μετάδοση των εμπιστευτικών δεδομένων σε κωδικοποιημένη μορφή. Τέλος παρουσιάζονται οι μηχανισμοί κρυπτογράφησης, υποκατάστασης μετάθεσης, δημόσιου κλειδιού και γίνεται εξοικείωση με τις ψηφιακές υπογραφές.

Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται παραδείγματα ανάπτυξης σχεσιακής βάσης και σύνδεσή της μέσω ODBC drivers με εφαρμογές που θα αναπτυχθούν με οπτικό προγραμματισμό. 

Στην ενότητα αυτή γίνεται εισαγωγή στα συστήματα διαχείρισης βάσης δεδομένων βασισμένα στα αντικείμενο-σχεσιακά και αντικειμενοστραφή μοντέλα. 

Στην ενότητα αυτή δίνεται μεγάλη σημασία στο να κατανοηθούν τα είδη των ευρετηρίων, τα δέντρα αναζήτησης, τα Β-δέντρα και τα ευρετήρια κατακερματισμού.

Στην ενότητα αυτή γίνεται μία γενική εισαγωγή στις έννοιες των χωρικών και πολυμεσικών βάσεων δεδομένων που αποτελούν έναν τομέα σύγχρονο με μεγάλο ενδιαφέρον και προοπτική.

Ο σκοπός της ενότητας αυτής είναι καταρχήν η εισαγωγή στην XML και μέσα από μια ιστορική αναδρομή να παρουσιαστεί η ανάγκη που οδήγησε στον ορισμό της. Παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και οι καινοτομίες που παρέχει.

• Ο ορισμός της δομή της XML με τα απαραίτητα στοιχεία σχήματα (DTD) XML μπορούν να την κάνουν εργαλείο χρήσιμο για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ ομοίων ή και διαφορετικών RDBMS
• Ο ορισμός της δομή της JSON με τα απαραίτητα στοιχεία 

Ο όρος εξόρυξη δεδομένων αναφέρεται στην διαδικασία ανάλυσης μεγάλων βάσεων δεδομένων για εύρεση χρήσιμων μοτίβων. Σχετίζεται με την ανακάλυψη της γνώσης σε βάσεις δεδομένων. Στην ενότητα αυτή γίνεται μια αναφορά σε βασικές τεχνικές εξόρυξης δεδομένων όπως συσταδοποίηση,  κατηγοριοποίηση, δέντρα αποφάσεων και κανόνες συσχέτισης. Παρουσιάζονται στον σπουδαστή νέα επιστημονικά πεδία ερευνητικής και επαγγελματικής  δράσης και γίνεται επεξήγηση αντιπροσωπευτικών αλγορίθμων.