Какая программа является системой управления базами данных

СУБД (система управления базами данных) предст авляет собой набор программных и аппаратных средств, с помощью которых можно проектировать, настраивать и администрировать базы данных (БД). СУБД гарантирует сохранность, целостность, безопасность хранения данных и позволяет выдавать доступ к администрированию БД.

Решения СОРМ

Ключевые возможности

• взаимодействие с информацией, хранимой на внешних накопителях;
• работу с «горячими» данными, которые расположены в оперативной памяти или на SSD;
• логирование каждого этапа при работе с БД;
• поддержку большинства форматов БД.

Что входит в СУБД

СУБД состоит из:

• Ядра . Поддерживает отчетность, отвечает за управление данными в ОЗУ и на внешних накопителях.
• Процессора языка БД . Обрабатывает входящие команды пользователя или администратора. Оптимизирует запросы на создание и модифицирование данных.
• Подсистемы поддержки времени исполнения . Позволяет интерпретировать программные решения с текущими базами данных, а также создавать пользовательские интерфейсы взаимодействия (API) с СУБД.
• Вспомогательного ПО . Системные утилиты, которые предоставляют дополнительные функции по менеджменту и администрированию баз данных.

Типы СУБД

СУБД классифицируются на разные типы в зависимости от моделей используемых данных, способов предоставления доступа к БД, а также по уровню распределенности.

Что такое архитектура СУБД и БД? — простыми словами ► ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ

В зависимости от модели данных СУБД бывают:

• сетевыми;
• иерархическими;
• реляционными;
• объектно-реляционными;
• объектно-ориентированными.

Согласно методу предоставления доступа к БД СУБД подразделяются на:

• встраиваемые;
• «клиент-сервер»;
• «файл-сервер».

По уровню распределенности СУБД бывают:

• гео-распределенными (составные элементы единой СУБД разнесены по разным оборудованиям, которые могут быть географически расположены в разных местах);
• локальными (ПО установлено в одном ЦОДе).

Схемы взаимодействия СУБД с внешней памятью

Системы менеджмента БД могут работать с информацией на внешних носителях информации путем отложенной и непосредственной записи.

При отложенной записи изменения в БД записывают в буферах обмена на внешних накопителях, пока не наступит:

• Контрольная точка. Администратор заранее указывает ее параметры.
• Нехватка свободного пространства для записи на накопителе. В этом случае приходит ответ о нехватке свободного дискового пространства.
• Нехватка ОЗУ для обеспечения работы буферов. Появляется ошибка о переполнении буфера оперативной памяти и невозможности выполнения других операций.
• Остановка БД.

При непосредственной записи СУБД записывает любые изменения в базе данных на внешние носители в режиме реального времени. Процесс напоминает синхронную репликацию.

Источник: itglobal.com

Система управления базами данных

1.4. Системы управления базами данных

Итак, как уже не один раз упоминалось, СУБД — это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.

По степени универсальности различаются два класса СУБД — системы общего назначения и специализированные системы.

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной обстановке. СУБД общего назначения обладает средствами настройки на работу с конкретной БД в условиях конкретного применения.

В некоторых ситуациях СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемых проектных и эксплуатационных характеристик (производительность, занимаемый объем памяти и прочее). Тем не менее создание специализированных СУБД весьма трудоемкий процесс и для того, чтобы его реализовать, нужны очень веские основания.

В процессе реализации своих функций СУБД постоянно взаимодействует с базой данных и с другими прикладными программными продуктами пользователя, предназначенными для работы с данной БД и называемыми приложениями.

Для того чтобы СУБД успешно справлялась со своими задачами, она должна обладать определенными возможностями.

Можно дать следующую обобщенную характеристику возможностям современных СУБД.

1. СУБД включает язык определения данных, с помощью которого можно определить базу данных, ее структуру, типы данных, а также средства задания ограничений для хранимой информации. В многопользовательском варианте СУБД этот язык позволяет формировать представления как некоторое подмножество базы данных, с поддержкой которых пользователь может создавать свой взгляд на хранимые данные, обеспечивать дополнительный уровень безопасности данных и многое другое.
2. СУБД позволяет вставлять, удалять, обновлять и извлекать информацию из базы данных посредством языка управления данными.
3. Большинство СУБД могут работать на компьютерах с разной архитектурой и под разными операционными системами, причем на работу пользователя при доступе к данным практически тип платформы влияния не оказывает.
4. Многопользовательские СУБД имеют достаточно развитые средства администрирования БД.
5. СУБД предоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью:

• системы обеспечения безопасности, предотвращающей несанкционированный доступ к информации базы данных;
• системы поддержки целостности базы данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;
• системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базе данных;
• системы восстановления, позволяющей восстановить базу данных до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате аппаратного или программного обеспечения.

2. Архитектура субд

2.1. Трехуровневая архитектура базы данных

Одним из важнейших аспектов развития СУБД является идея отделения логической структуры БД и манипуляций данными, необходимыми пользователям, от физического представления, требуемого компьютерным оборудованием. Одна и та же БД в зависимости от точки зрения может иметь различные уровни описания. По числу уровней описания данных, поддерживаемых СУБД, различают одно-, двух- и трехуровневые системы. В настоящее время чаще всего поддерживается трехуровневая архитектура описания БД (рис. 2.1), с тремя уровнями абстракции, на которых можно рассматривать базу данных. Такая архитектура включает:

• внешний уровень, на котором пользователи воспринимают данные, где отдельные группы пользователей имеют свое представление (ПП) на базу данных;
• внутренний уровень, на котором СУБД и операционная система воспринимают данные;
• концептуальный уровень представления данных, предназначенный для отображения внешнего уровня на внутренний уровень, а также для обеспечения необходимой их независимости друг от друга; он связан с обобщенным представлением пользователей.

Рис. 2.1. Трехуровневая архитектура СУБД Описание структуры данных на любом уровне называется схемой. Существует три различных типа схем базы данных, которые определяются в соответствии с уровнями абстракции трехуровневой архитектуры. На самом высоком уровне имеется несколько внешних схем или подсхем, которые соответствуют разным представлениям данных. На концептуальном уровне описание базы данных называют концептуальной схемой, а на самом низком уровне абстракции — внутренней схемой. Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных. Суть этой независимости заключается в том, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую и физическую. Логическая независимость от данных означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему. Такие изменения концептуальной схемы, как добавление или удаление новых сущностей, атрибутов или связей, должны осуществляться без необходимости внесения изменений в уже существующие внешние схемы для других групп пользователей. Физическая независимость от данных означает защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему. Такие изменения внутренней схемы, как использование различных файловых систем или структур хранения, разных устройств хранения, модификация индексов или хеширование, должны осуществляться без необходимости внесения изменений в концептуальную или внешнюю схемы. Далее рассмотрим каждый из трех названных уровней. Внешний уровень — это пользовательский уровень. Пользователем может быть программист, или конечный пользователь, или администратор базы данных. Представление базы данных с точки зрения пользователей называется внешним представлением. Каждая группа пользователей выделяет в моделируемой предметной области, общей для всей организации, те сущности, атрибуты и связи, которые ей интересны. Эти частичные или переопределенные описания БД для отдельных групп пользователей или ориентированные на отдельные аспекты предметной области называют подсхемой.Концептуальный уровень является промежуточным уровнем в трехуровневой архитектуре и обеспечивает представление всей информации базы данных в абстрактной форме. Описание базы данных на этом уровне называется концептуальной схемой, которая является результатом концептуального проектирования. Концептуальное проектирование базы данных включает анализ информационных потребностей пользователей и определение нужных им элементов данных. Таким образом, концептуальная схема — это единое логическое описание всех элементов данных и отношений между ними, логическая структура всей базы данных. Для каждой базы данных имеется только одна концептуальная схема. Концептуальная схема должна содержать:

• сущности и их атрибуты;
• связи между сущностями;
• ограничения, накладываемые на данные;
• семантическую информацию о данных;
• обеспечение безопасности и поддержки целостности данных.

Внутренний уровень является третьим уровнем архитектуры БД. Внутреннее представление не связано с физическим уровнем, так как физический уровень хранения информации обладает значительной индивидуальностью для каждой системы. На нижнем уровне находится внутренняя схема, которая является полным описанием внутренней модели данных. Для каждой базы данных существует только одна внутренняя схема. Внутренняя схема описывает физическую реализацию базы данных и предназначена для достижения оптимальной производительности и обеспечения экономного использования дискового пространства. На внутреннем уровне хранится следующая информация:

• распределение дискового пространства для хранения данных и индексов;
• описание подробностей сохранения записей (с указанием реальных размеров сохраняемых элементов данных);
• сведения о размещении записей;
• сведения о сжатии данных и выбранных методах их шифрования.

СУБД отвечает за установление соответствия между всеми тремя типами схем разных уровней, а также за проверку их непротиворечивости. Ниже внутреннего уровня находится физический уровень, который контролируется операционной системой, но под руководством СУБД. Физический уровень учитывает, каким образом данные будут представлены в машине. Он обеспечивает физический взгляд на базу данных: дисководы, физические адреса, индексы, указатели и т. д. За этот уровень отвечают проектировщики физической базы данных, которые работают только с известными операционной системе элементами. Область их интересов: указатели, реализация последовательного распределения, способы хранения полей внутренних записей на диске. Однако функции СУБД и операционной системы на физическом уровне не вполне четко разделены и могут варьироваться от системы к системе.

Источник: studfile.net

Что такое СУБД?

Аббревиатура СУБД у многих на слуху, но мало кто не из сферы IT сможет ответить на вопрос, а что же такое СУБД? Начнем знакомство с не всем еще известным продуктом СУБД.

Можно ответить на этот вопрос просто, СУБД — это система управления базами данных. Если дать простое определение, то под СУБД понимается программное обеспечение, которое необходимо для создания, управления и хранения баз данных.

История появления СУБД

История СУБД довольно продолжительная, уже более 50 лет прошло с появления.

первой промышленной СУБД, которая появилась в фирме IBM — это система IMS.

Этапы развития СУБД

Условно можно выделить четыре шага или этапа развития СУБД:

1. Файлы и файловые системы;
2. Базы данных на больших ЭВМ;
3. Эпоха персональных компьютеров;
4. Распределенные базы данных, которые работают с огромным количеством данных. Наше время.

Первый этап становления СУБД относится к 70 годам ХХ века. Одним из основоположников технологий СУБД является Эдгар Кодд. Он разработал реляционную модель данных и применил к ней операции реляционной алгебры.

В 80-х годах начинается работа по стандартизации языка структурированных запросов SQL. Баз данных было много, каждый разработчик разрабатывал средства управления базами данных по-своему. Требовалось унифицировать работу с базами данных, чтобы можно было легко добиться их переносимости с одной СУБД на другую и реализовать возможность совместной работы.

В этот период начинают распространяться персональные компьютеры. Это тот этап, когда появляются привычные для нас СУБД.

Основные компании по разработке СУБД и их продукты

Можно выделить три компании которые лидируют в разработке СУБД.

1. Компания Oracle и ее СУБД Oracle Database
2. Компания Microsoft и ее продукты Microsoft SQL Server и Microsoft Access
3. Компания IBM и ее продукт DB2

Не забываем про то, что есть СУБД, которые разрабатываются всемирным сообществом, а это MySQL (права на нее принадлежат корпорации Oracle), MariaDB, PostgreSQL и др.

Российские СУБД и их история

Если говорить о российских СУБД, то тут можно вспомнить как раз СУБД, которую разрабатывает научно-производственное предприятие «Реляционные экспертные системы» (НПП «РЕЛЭКС») СУБД ЛИНТЕР . Обратимся к истории появления этой СУБД. Компания РЕЛЭКС разрабатывает СУБД с 1990 года. Но команда, которая создала компанию начинает разрабатывать СУБД еще в СССР в 80-х годах. В Воронеже работало специализированное конструкторско-технологическое бюро системного программного обеспечения (ВСКТБ «Системпрограмм»). Оно одно из первых в СССР приступило к разработке реляционных СУБД.

История СУБД в России или, если точнее говорить, в СССР начинается так же как и за рубежом в 70 -х годах. Появляются такие СУБД как, НАБОБ, ПАРМА, для компьютеров ЕС ЭВМ. Эти компьютеры, по сути, являются аналогами серии System/360 фирмы IBM. Это огромные машины, которые занимали целые комнаты.

СКТБ «Системпрограмм» разработала и выпустила в 1982 году СУБД БАРС. Это базовая система для создания и ведения в реальном масштабе времени локальных баз данных реляционного типа. А в 1984 году выпустили новую СУБД ИНТЕРЕАЛ, которая имела свойство мобильности (переносимости) с одной архитектуры на другую. В частности, это компьютеры семейства малых ЭВМ и те прототипы, которые мы знаем под названием компьютеров «Эльбрус».

Возможности использования СУБД

Предлагаем сейчас отстраниться от мира разработки СУБД и вспомнить о том, что, обычный человек напрямую не взаимодействует с СУБД. Ведь сама СУБД глубоко спрятана внутри программ, с которыми работают пользователи.

Например, все пользователи взаимодействуют с интернет-магазинами и веб-сайтами, но они не знают, как хранятся данные о товарах, заказах, посетителях и как они взаимосвязаны. А внутри данные хранятся в СУБД и это как раз чаще всего реляционные базы данных, где данные представлены в виде таблиц. Эти данные позволяют структурировать данные и устанавливать между ними взаимосвязи, чтобы данные быстрее извлекать из баз данных. То есть обычный пользователь не видит этой работы, но если СУБД качественная, то пользователь может наслаждаться быстродействием интернет-магазина или веб-сайта.

Если же мы обратимся к миру разработки, то здесь большие возможности современных СУБД позволяют разработчику эффективно работать, хранить, создавать базы данных для своего приложения.

Из чего состоит СУБД (компоненты)

Современная СУБД содержит ряд компонентов.

1. Это в первую очередь —- ядро, которое отвечает за управление данными как во внешней так и в оперативной памяти, а также за журнализацию.
2. Процессор языка базы данных, он обеспечивает оптимизацию запросов на извлечение, изменение данных и создание. Как правило, это машина независимого исполняемого внутреннего кода.
3. Есть подсистема поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции с данными и создает пользовательский интерфейс с СУБД.
4. Также есть большое количество внешних утилит, это сервисные программы, которые обеспечивают ряд дополнительных возможностей обслуживания систем.

Обычный пользователь не видит разделение данных компонентов, это все важно для разработчиков, ведь именно они взаимодействует с ними при создании и администрировании приложений.

Отрасли востребованных СУБД

Неверно привязывать использование СУБД к какой-либо отрасли. Нельзя говорить о том, что есть какие-то отраслевые СУБД, которые применяются в каких-то определенных отраслях. СУБД — это универсальный инструмент для работы с данными и может быть использован в любом приложении. Например, в системе бухгалтерского учета, которые тоже используются везде независимо от отрасли.

Но все же стоит упомянуть, что есть определенные СУБД, которые применяются для определенных технологических задач, например, для того, чтобы обеспечивать такие характеристики, как быструю загрузку данных в систему или качественное распределение и взаимодействие с этими данными. Но отраслевой четко выраженной принадлежности СУБД здесь нет. В данном случае СУБД — это инструмент разработки, который позволяет разработчику создавать свои приложения, которые могут относиться к какой-либо отрасли, а могут и не относиться.

Например, наша СУБД ЛИНТЕР используется в бортовых системах, в автоматизированных системах управления технологическими процессами, в системах специального назначения.

Надеемся, что наша статья была полезной.

Источник: dzen.ru