Kolejna możliwość to skorzystać z plików dyskowych. System plików Linuxa czy Macintosha to bardzo prosty rodzaj bazy danych. Dane przechowuje się na dysku w nazwanych kawałkach (plikach), nie posiadających żadnej wewnętrznej struktury.

Zalety to pozorna prostota zarządzania (cały mechanizm jest po prostu fragmentem systemu operacyjnego), wystarczy od czasu do czasu zachować kopię archiwalną dysku na CD.

Niestety są również wady. Co stanie się, gdy w trakcje wykonywania operacji na bazie danych nastąpi jakaś awaria (błąd dysku, zanik zasilania, niedozwolona operacja)?

Po naprawieniu zawartość plików zapewne będzie niespójna, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że system nie zawsze zapisuje zmiany w plikach na dysku w takiej kolejności, w jakiej je wprowadzaliśmy. Często stosuje się tzw. opóźniony zapis, ponieważ pozwala to zwiększyć wydajność systemu.

To jednak dopiero początek kłopotów. Przyjrzyjmy się bliżej poniższemu scenariuszowi.

Załóżmy, że tabelę Narciarze zapisaliśmy w osobnym pliku, każdy wiersz w osobnej linii, rozdzielając pola na przykład znakiem pionowej kreski.

Pierwszy kłopot to modyfikacje

• Jeśli próbujemy zmienić adres jednego z narciarzy, a nowy adres jest dłuższy niż stary, to zamażemy (być może częściowo) jego telefon.

• A jeżeli jest dużo dłuższy, to może i następny wiersz.

• Wniosek: trzeba zapamiętać całą resztę pliku i zapisać na nowo.

Jeśli natomiast nowy adres będzie krótszy niż stary, to z kolei powstanie ,,dziura” — fragment pliku nie zawierający żadnej użytecznej informacji.

Popatrzmy teraz na następującą sytuację. Co się stanie, gdy dwie osoby równocześnie spróbują wykonać taką operację modyfikacji?

• Każda z nich zapamięta dotychczasową ,,resztę” pliku, a następnie obie zaczną wpisywać nową wartość.

• Być może obie zmiany wykonają się poprawnie.

• A być może jedna z nich zostanie utracona.

• Najgorzej będzie, gdy wpisywane zmiany zostana przemieszane tak, że żadna z nich nie będzie poprawna.

Potrzebujemy więc jakiegoś mechanizmu synchronizacji. Najprościej byłoby użyć blokad:

• Ten kto pierwszy zaczął modyfikować rezerwuje cały plik tylko dla siebie.

• Pozostali muszą czekać aż skończy.

Jest to świetne rozwiązanie, gdy współbieżność jest niewielka (a najlepiej, gdy wcale jej nie ma ;-).

Słabo sprawdza się jednak w przypadku systemu rezerwacji biletów lotniczych, gdy kilkadziesiąt żądań napływa równocześnie.

Skorzystanie ze specjalizowanego systemu zarządzania bazami danych (ang. DBMS od Data Base Management System) ma w tej sytuacji szereg zalet.

• Abstrakcja od szczegółów fizycznej implementacji, niezależność programów od danych, zwłaszcza od sposobu ich przechowywania.

• Komunikacja na poziomie modelu danych — relacji, z użyciem specjalizowanego języka dostępu do danych: najczęściej SQL.

• Opis struktury bazy danych (schemat) także przechowywany w bazie jako tzw. relacje katalogowe stanowiące słownik bazy danych.

• Zawarte w katalogu informacje opisujące strukturę bazy danych nazywa się metadanymi

Typowe role związane z bazami danych to:

• Administratorzy baz danych (DataBase Administrators — DBA)

• Projektanci baz danych

• Użytkownicy

  • doraźni

  • zaawansowani

• Programiści

• Analitycy systemów (często nazywani administratorami danych).

Należy zalogować się do Linuxa na jakąś maszynę w laboratorium.

Chcąc pracować interakcyjnie logujemy się do Postgresa pisząc: psql -h labdb bd nasz-login psql to program do doraźnego dostępu i administrowania bazami danych w Postgresie używający SQL. nasz-login oznacza login w systemie Linux.

Zostaniemy poproszeni o hasło. Początkowe hasło jest proste i musi być zmienione jak najszybciej. Proszę nie używać swoich haseł z Linuxa, ponieważ w pewnych okolicznościach mogą być one widoczne (wprawdzie tylko dla administratorów, ale zawsze to już coś). Po wprowadzeniu poprawnego hasła powinniśmy zobaczyć prompt bd=>

W odpowiedzi na prompt wpisujemy ALTER USER nasz-login WITH PASSWORD 'nowe-hasło'; Każde polecenie SQL należy kończyć średnikiem.

Przypominam, że SQL nie rozróżnia (poza napisami) dużych i małych liter. Konwencjonalnie będę używał dużych liter do wyróżniania słów kluczowych SQL.

Oprócz instrukcji SQL możemy wpisywać polecenia psql. Polecenia psql rozpoczynają się lewym ukośnikiem (backslashem). Polecenie \q służy do kończenia pracy.

Inne przydatne polecenia dają dostęp do interakcyjnej pomocy. \h z nazwą instrukcji SQL (np. \h select lub \h create table) podaje krótki opis składni. Aby dostać listę poleceń psql, należy napisać \?.

Podczas pracy działa ,,historia” — poprzednie polecenia można przywoływać strzałkami pionowymi i edytować.

W psql można wykonywać dowolne instrukcje SQL. Można założyć tabelę używając instrukcji CREATE TABLE nazwa-tabeli ( lista-atrybutów-i-ich-typów ); Tekst instrukcji można wprowadzać w jednej lub kilku liniach (prompt w kolejnych zmieni się wtedy na bd), dopóki nie wpiszemy średnika kończącego instrukcję.

Przykład tworzenia tabeli: CREATE TABLE Zwierz ( waga int, imie char(10) );

Każda tabela powinna mieć zadeklarowany klucz główny: CREATE TABLE nazwa-tabeli ( ..., id typ PRIMARY KEY, ... );

Klucz główny może składać się z kilku kolumn: CREATE TABLE nazwa-tabeli ( atrybuty i ich typy, PRIMARY KEY (a,b,c) );

Po utworzeniu tabeli można wstawiać do niej wiersze. Najprościej robi się to instrukcją INSERT: INSERT INTO nazwa-tabeli VALUES(wartość, ...); Kolejność wartości powinna odpowiadać kolejności kolumn w deklaracji tabeli, np. aby wstawić wiersz (10, 'Kropka') do tabeli Zwierz piszemy INSERT INTO Zwierz VALUES(10, 'Kropka');

Wiersze tabeli można obejrzeć instrukcją: SELECT * FROM nazwa-tabeli; Program psql wyświetla wyszukane wiersze w postaci tabelki: SELECT * FROM test; waga | imie -------+------------ 10 | Kropka (1 row)

Tabelę usuwamy instrukcją DROP TABLE nazwa-tabeli; Czasami trzeba użyć modyfikatora CASCADE DROP TABLE test CASCADE;

Jeżeli chcemy zmienić definicję tabeli, przed wczytaniem zmienionej definicji należy usunąć tabelę.

Informacje o utworzonych tabelach są trzymane w słownikowych tabelach systemowych, przede wszystkim w tabeli pg_tables. Można wyszukać nazwy wszystkich swoich tabel podając zapytanie: SELECT tablename FROM pg_tables WHERE tableowner = nasz-login;

Listę kolumn tabeli można też obejrzeć używając polecenia psql: \d nazwa-tabeli

Zamiast wpisywać instrukcje SQL interakcyjnie można umieścić je w pliku i następnie załadować ten plik poleceniem \i nazwa-pliku na przykład bd=> \i foo.sql

PostgreSQL pozwala wczytywać i wypisywać dane z tabeli używając plików separowanych. Służy do tego instrukcja COPY: COPY tabela TO 'plik'; Domyślnym separatorem jest znak tabulacji, ale można to zmienić: COPY tabela FROM 'plik' USING DELIMITERS '|';

Ponieważ jednak w instrukcji COPY plik musi znajdować się w katalogu dostępnym dla procesów serwera bazy danych, zwykły użytkownik na ogół nie będzie mógł z niego skorzystać. Zamiast nazwy pliku można jednak podać stdin lub stdout, co spowoduje czytanie ze standardowego wejścia i pisanie na standardowe wyjście (w środowisku użytkownika) COPY tabela TO stdout; COPY tabela FROM stdin USING DELIMITERS '|'; Można wtedy przekierować wejście lub wyjście programu takiego jak psql, np. psql -h labdb bd >gatunki.txt bd=> COPY Gatunki TO stdout USING DELIMITERS '|'; bd=> \q