База данных – это информационная модель предметной области, совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Данные (файлы) хранятся во внешней памяти и используются в качестве входной информации для решения задач.
1. Классификация СУБД.
2. Функциональные возможности СУБД.
3. Модели описания баз данных.
- Классификация СУБД.
- Функциональные возможности СУБД.
- Модели описания баз данных.
База данных – это информационная модель предметной области, совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений. Данные (файлы) хранятся во внешней памяти и используются в качестве входной информации для решения задач.
СУБД — это программа, с помощью которой реализуется централизованное управление данными, хранимыми в базе, доступ к ним, поддержка их в актуальном состоянии.
1. Основные сведения о БД и СУБД. 1.2. Компоненты системы баз данных.
Системы управления базами данных можно классифицировать по способу установления связей между данными, характеру выполняемых ими функций, сфере применения, числу поддерживаемых моделей данных, характеру используемого языка общения с базой данных и другим параметрам.
Классификация СУБД:
- по выполняемым функциям СУБД подразделяются на операционные и информационные;
- по сфере применения СУБД подразделяются на универсальные и проблемно-ориентированные;
- по используемому языку общения СУБД подразделяются на замкнутые, имеющие собственные самостоятельные языки общения пользователей с базами данных, и открытые, в которых для общения с базой данных используется язык программирования, расширенный операторами языка манипулирования данными;
- по числу поддерживаемых уровней моделей данных СУБД подразделяются на одно-, двух-, трехуровневые системы;
- по способу установления связей между данными различают реляционные, иерархические и сетевые базы данных;
- по способу организации хранения данных и выполнения функций обработки базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.
Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают две основные архитектуры – файл-сервер или клиент-сервер.
Архитектура файл-сервер. Предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (главный сервер файлов), где хранится совместно используемая централизованная база данных. Все другие машины исполняют роль рабочих станций. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится их обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает.
Архитектура клиент-сервер. Эта модель взаимодействия компьютеров в сети для современных СУБД фактически стала стандартом. Каждый из подключенных к сети и составляющих эту архитектуру компьютеров играет свою роль: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, клиент имеет возможность пользоваться ими.
База данных. Система управления базами данных — Бочарникова С.А.
Помимо хранения централизованной базы данных сервер базы данных обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запроса SQL.
Сервер базы данных представляет собой СУБД, параллельно обрабатывающую запросы, поступившие со всех рабочих станций. Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они образуют систему распределенной обработки данных.
Характеристиками СУБД являются:
- производительность;
- обеспечение целостности данных на уровне баз данных;
- обеспечение безопасности данных;
- возможность работы в многопользовательских средах;
- возможность импорта и экспорта данных;
- обеспечение доступа к данным с помощью языка SQL;
- возможность составления запросов;
- наличие инструментальных средств разработки прикладных программ.
Производительность СУБД оценивается:
- временем выполнения запросов;
- скоростью поиска информации;
- временем импортирования баз данных из других форматов;
- скоростью выполнения операций (таких как обновление, вставка, удаление);
- временем генерации отчета и другими показателями.
Безопасность данных достигается:
- шифрованием прикладных программ;
- шифрованием данных;
- защитой данных паролем;
- ограничением доступа к базе данных (к таблице, к словарю и т.д.).
Обеспечение целостности данных подразумевает наличие средств, позволяющих удостовериться, что информация в базе данных всегда остается корректной и полной. Целостность данных должна обеспечиваться независимо от того, каким образом данные заносятся в память (в интерактивном режиме, посредством импорта или с помощью специальной программы). Используемые в настоящее время СУБД обладают средствами обеспечения целостности данных и надежной безопасности.
Система управления базами данных управляет данными во внешней памяти, обеспечивает надежное хранение данных и поддержку соответствующих языков базы данных. Важной функцией СУБД является функция управления буферами оперативной памяти. Обычно СУБД работают с базами данных больших размеров, часто превышающими размеры оперативной памяти ЭВМ. В развитых СУБД поддерживается свой набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной их замены.
Наибольшее распространение в настоящее время получили системы управления базами данных Microsoft Access и Oracle.
Этапами работы в СУБД являются:
- создание структуры базы данных, т.е. определение перечня полей, из которых состоит каждая запись таблицы, типов и размеров полей (числовой, текстовый, логический и т.д.), определение ключевых полей для обеспечения необходимых связей между данными и таблицами;
- ввод и редактирование данных в таблицах баз данных с помощью представляемой по умолчанию стандартной формы в виде таблицы и с помощью экранных форм, специально создаваемых пользователем;
- обработка данных, содержащихся в таблицах, на основе запросов и на основе программы;
- вывод информации из ЭВМ с использованием отчетов и без использования отчетов.
Реализуются названные этапы работы с помощью различных команд.
Централизованная база данных обеспечивает простоту управления, улучшенное использование данных на местах при выполнении дистанционных запросов, более высокую степень одновременности обработки, меньшие затраты на обработку.
Распределенная база данных предполагает хранение и выполнение функций управления данными в нескольких узлах и передачу данных между этими узлами в процессе выполнения запросов. В такой базе данных не только различные ее таблицы могут храниться на разных компьютерах, но и разные фрагменты одной таблицы. При этом для пользователя не имеет значения как организовано хранение данных, он работает с такой базой, как с централизованной.
Известны три типа моделей описания баз данных – иерархическая, сетевая и реляционная, основное различие между которыми состоит в характере описания взаимосвязей и взаимодействия между объектами и атрибутами базы данных.
Иерархическая модель предполагает использование для описания базы данных древовидных структур, состоящих из определенного числа уровней. «Дерево» представляет собой иерархию элементов, называемых узлами. Под элементами понимается список, совокупность, набор атрибутов, элементов, описывающих объекты.
В качестве примера простой иерархической структуры можно привести административную структуру высшего учебного заведения, элементами которой являются: «Университет – Факультет – Группа». На каждом уровне иерархии данной структуры могут быть использованы различные атрибуты. Например, атрибутами третьего уровня могут быть: специализация группы, численный состав, фамилия старосты группы и другие.
В данной модели имеется корневой узел или просто корень – «Университет», который находится на самом верхнем уровне иерархии, а потому не имеет узлов, стоящих выше его. Каждый узел модели имеет только один исходный, находящийся по отношению к нему на более высоком уровне, а на последующих уровнях классификации он может иметь один, два или большее количество узлов, либо не иметь их вообще.
- иерархия всегда начинается с корневой вершины (или главного узла);
- исходный узел, из которого строится дерево, называется корневым узлом или просто корнем, причем одно дерево может иметь только один корень;
- узел может содержать один или несколько атрибутов, описывающих находящийся в нем объект;
- порожденные узлы могут встраиваться в «дерево» как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном;
- доступ к порожденным узлам возможен только через исходный узел, поэтому существует только один путь доступа к каждому узлу.
Достоинством модели является простота ее построения, легкость понимания сути принципа иерархии, наличие промышленных СУБД, поддерживающих данную модель. Недостатком является сложность операций по включению в иерархию информации о новых объектах базы данных и удалению устаревшей информации.
Сетевая модель описывает элементарные данные и отношения между ними в виде ориентированной сети. Это такие отношения между объектами, когда каждый порожденный элемент имеет более одного исходного и может быть связан с любым другим элементом структуры. Например, в структуре управления учебным заведением порожденный элемент «Студент» может иметь не один, а два исходных элемента: «Студент – Учебная группа», и «Студент – Комната в общежитии».
Сетевые структуры могут быть многоуровневыми и иметь разную степень сложности. Схема, в которой присутствует хотя бы одна связь «многие ко многим» и которая требует для своей реализации использования сложных методов, является сложной схемой.
База данных, описываемая сетевой моделью, состоит из областей, каждая из которых состоит из записей, а последние, в свою очередь, состоят из полей. Недостатком сетевой модели является ее сложность, возможность потери независимости данных при реорганизации базы данных. При появлении новых пользователей, новых приложений и новых видов запросов происходит рост базы данных, что может привести к нарушению логического представления данных.
Реляционная модель имеет в своей основе понятие «отношения», и ее данные формируются в виде таблиц. Отношение – это двумерная таблица, имеющая сове название, в которой минимальным объектом действий, сохраняющим ее структуру, является строка таблицы (кортеж), состоящая из ячеек таблицы – полей.
Каждый столбец таблицы соответствует только одной компоненте этого отношения. С логической точки зрения реляционная база данных представляется множеством двумерных таблиц различного предметного наполнения.
В зависимости от содержания отношения реляционной базы данных бывают объективными и связными. Объективные отношения хранят данные о каком-либо одном объекте, экземпляре сущности. В них один из атрибутов однозначно определяет объект и называется ключом отношения или первичным атрибутом (для удобства он записывается в первом столбце таблицы).
Остальные атрибуты функционально зависят от этого ключа. В объективном отношении не может быть дублирующих объектов и в этом – основное ограничения реляционной базы данных. Связное отношение хранит ключи нескольких объектных отношений, по которым между ними устанавливаются связи.
Если набор атрибутов базы данных заранее не фиксирован, то возможны различные варианты их группировки, однако, независимо от выбранного способа, должны соблюдаться единые требования. В частности, если база данных содержит множество отношений, то они должны иметь минимальную избыточность представления информации; атрибуты, включаемые в базу данных, должны обеспечивать выполнение массовых расчетов; при добавлении в базу данных новых атрибутов перестройка наборов отношений должна быть минимальной.
К числу достоинств реляционной модели относятся: простота построения, доступность понимания, возможность эксплуатации базы данных без знания методов и способов ее построения, независимость данных, гибкость структуры и другие. Недостатками модели являются: низкая производительность по сравнению с иерархической и сетевой моделями, сложность программного обеспечения, избыточность.
Источник: www.myunivercity.ru
Понятие БД и СУБД, функции СУБД
СУБД (Система управления базами данных) — это комплект программных и лингвистических средств, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных (БД).
Определение 2
Информационная система (ИС) — это система, которая выполнена на основе компьютерного оборудования, предназначена для сохранения, поиска, обработки и трансляции больших информационных объёмов и имеет заданную конкретную область использования.
Определение 3
База данных (БД) – это систематизированный набор информационных данных, который предназначен для длительного сохранения в модулях внешней памяти компьютерного оборудования, а также его оперативного обновления и применения. Базы данных предназначены для хранения и поиска больших объёмов информации.
Сдай на права пока
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!
Классификация баз данных
Информационные базы данных могут быть классифицированы по типу сохраняемой информации на:
- Фактографические базы данных. Это информационные базы, содержащие краткий набор сведений об изучаемых объектах, отображаемых в заданном формате.
- Документальные базы данных. Это базы, содержащие документацию самых разных типов, то есть это может быть текст, графика, звуковые файлы, мультимедиа и так далее.
По методу хранения информации базы данных классифицируются следующим образом:
- Централизованные базы данных, то есть хранимые в одном компьютерном устройстве.
- Распределённые базы данных, то есть используемые в локальной или глобальной компьютерной сети.
По структурной организации данных информационные базы могут классифицироваться на:
- Табличные (реляционные) базы данных.
- Не табличные (не реляционные) базы данных, которые в свою очередь подразделяются на:.
- иерархические,
- сетевые.
Понятие «реляционный» (от латинского relatio, что означает отношение) обозначает, что данный метод информационного хранения базируется на взаимном отношении составляющих базу элементов. Реляционная база данных, по существу, является двумерной таблицей, каждая строка которой именуется записью. А столбцы таблицы являются полями, причём все поля имеют свои имена и тип данных. То есть, поле базы данных представляет собой табличный столбец, который содержит величины, имеющие определённые свойства.
«Понятие БД и СУБД, функции СУБД»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Базы данных, сформированные на основе реляционной модели, обладают следующими свойствами:
- Любой табличный компонент является одним компонентом данных.
- Все табличные поля обладают одним и тем же типом, то есть являются однородными.
- В таблице не может быть одинаковых записей.
- Допускается произвольный порядок табличных записей, и он может быть охарактеризован числом полей и типом данных.
Под «иерархической» понимается база данных, в которой информационные данные упорядочены по такому принципу, что один компонент назначается главным, а все другие являются подчинёнными. При иерархической модели базы данных упорядочивание записей выполняется в определённой последовательности, подобно ступеням лестницы, а информационный поиск может быть осуществлён путём последовательного «спуска» по ступеням. Такой тип модели может характеризоваться такими параметрами, как уровень, узел, связи. Принцип действия этой модели заключается в том, что определённый комплект узлов более низкого уровня объединяются с помощью связи с одним из узлов более высокого уровня.
Замечание 1
Узел является информационной моделью компонента, который расположен на данном иерархическом уровне.
Иерархическая модель данных обладает следующими свойствами:
- Ряд узлов низшего уровня соединяется лишь с одним из узлов высшего уровня.
- Дерево иерархии обладает только одной вершиной и не подчиняется никаким другим вершинам.
- Все узлы обладают своими идентификаторами (именами).
- Имеется лишь один путь по направлению от корневой записи к частным записям данных.
Рисунок 1. Виды моделей данных БД. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Каталог папок Windows считается иерархической базой, с которой возможно работать после запуска Проводника. Верхний уровень — это папка «Рабочий стол». Уровнем ниже, то есть на втором уровне, расположены папки «Мой компьютер», «Мои документы», «Сетевое окружение» и «Корзина», являющиеся потомками папки «Рабочий стол» и близнецами, по сути.
Сетевыми считаются базы данных, в которых к вертикальным связям иерархии прибавляются горизонтальные связи. Все объекты могут являться как главными, так и подчинёнными. Всемирная глобальная компьютерная сеть Интернет практически может считаться сетевой базой данных. При помощи гиперссылок огромное количество документов может быть связано между собой в единую распределённую сетевую информационную базу данных.
Система управления базами данных
Программное обеспечение, которое предназначено для обработки информационных баз данных, является системой управления базами данных (СУБД). Такие системы применяются для упорядоченного сохранения и работы с большими информационными объёмами. Системы управления базами данных призваны обеспечить поиск, хранение, коррекцию информации, выработку ответов на поступающие запросы. СУБД должна обеспечивать сохранность и конфиденциальность данных, а также трансляцию данных и реализацию связи с другими программными продуктами.
Главными операциями, которые пользователи могут осуществить при помощи СУБД, являются следующие:
- Формирование структурной организации базы данных.
- Занесение информации в базу данных.
- Коррекция структурной организации и содержимого базы данных.
- Выполнение информационного поиска в базе данных.
- Осуществление сортировки данных в базе.
- Организация защиты базы данных.
- Выполнение операции проверки сохранности базы данных.
Сегодняшние СУБД позволяют добавлять в базы данных помимо текстовой и графической информации также и звуковые и видео данные. Современный интерфейс и встроенные инструментальные функции СУБД дают возможность формировать новые базы данных просто при помощи имеющихся средств без использования дополнительного программирования. СУБД позволяют обеспечить наличие правильной, полной и непротиворечивой информации, а также удобную работу с ней.
Источник: spravochnick.ru
Базы данных и СУБД
Для корректной работы сайта кроме файлов с кодом страниц потребуются и базы данных. Взаимодействие с БД происходит при помощи систем управления базами данных (СУБД). Рассмотрим более детально основные понятия системы, виды и отличия.
Как работают базы данных
В базе данных могут храниться самые разнообразные сведения: личные данные пользователей, списки клиентов, заказы, даты и пр. Например, у владельца интернет-магазина база данных сайта будет содержать отчеты, прайс-листы, каталог, статистику, данные о покупателях и т. д. В БД можно быстро занести любую информацию и также быстро ее извлечь при необходимости.
Довольно большое значение имеет взаимосвязь сведений в базе данных: коррекция одной строчки может вызвать существенные изменения других полей. Работать с информацией таким способом легче и быстрее, чем если бы изменения информации касались только одного пункта.
Система управления базами данных (СУБД)
СУБД — это удобное программное обеспечение для формирования баз данных и работы с ними. Его ключевая функция — это управление данными, которые содержатся во внешней и оперативной памяти. Система управления в обязательном порядке поддерживает языки баз, а также отвечает за процессы копирования и восстановления сведений в результате каких-либо сбоев.
Реляционные СУБД и SQL
Одними из самых востребованных СУБД являются реляционные и объектно-реляционные. Они представлены графически в виде таблицы, где каждый столбец («field») упорядочен и имеет конкретное уникальное название. Определенная последовательность строк («records») определяется очередностью ввода сведений в таблицу, при этом процесс обработки столбцов и строк может выполняться в любом порядке. Все таблицы с информацией связаны специальными отношениями, что позволяет работать со сведениями из разных таблиц, например, объединять их единым запросом.
Для управления реляционными СУБД используется язык программирования SQL. Аббревиатура расшифровывается как «Structured query language», что в русском переводе обозначает «Язык структурированных запросов».
Актуальные команды, используемые в SQL, подразделяются на:
- управляющие данными;
- манипулирующие сведениями;
- определяющие информацию.
ТОП-5 СУБД
Среди наиболее популярных для создания веб-проектов являются 5 систем управления базами данных.
MySQL
Самая распространенная система, которую используют многие компании (Wikipedia, Alibaba, Facebook, Twitter и пр.). MySQL является реляционной СУБД, относящаяся к свободному программному обеспечению: ее распространение регламентировано условиями GNU Public Licence. Данная система отличается удобством, быстротой и гибкостью, специалисты рекомендуют ее для использования в небольших или средних проектах.
Среди преимуществ MySQL можно выделить следующие:
- поддержка разнообразных типов таблиц — от известных, как MySAM и InnoDB, до редких и эксклюзивных, например, HEAP и MERGE;
- постоянное расширение поддерживаемых типов;
- оперативное выполнение всех команд — в настоящее время это самая быстрая СУБД из всех реализованных;
- возможность одновременной работы неограниченного числа пользователей, причем количество строк может составлять 50 миллионов;
- более простой принцип работы, чем с другими системами;
- доступность не только текстового, но и графического режима за счет приложения phpMyAdmin — чтобы использовать приложение в работе не обязательно знать SQL-команды, непосредственно администрировать базу данных можно сразу через браузер.
MySQL — оптимальный вариант для пользователей, которым нужна СУБД для небольшого или среднего проекта, она быстрая и удобная, какие-либо сложности с администрированием отсутствуют.
PostgreSQL
Система свободно распространяемая, относится к объектно-реляционному типу. Также как и MySQL, функционирование PostgreSQL базируется на языке SQL, но поддерживает SQL-2011. Такая СУБД не имеет лимита ни по максимально допустимому размеру базы данных, ни по количеству записей и индексов в таблице.
Среди ключевых преимуществ PostgreSQL выделяют:
- надежность транзакций и репликаций;
- легкая расширяемость;
- свободная возможность наследования;
- поддержка многих расширений и языков программирования;
- загрузка С-совместимых модулей;
- наличие качественной и подробной документации, содержащей ответы почти на все вопросы.
PostgreSQL мощнее, чем MySQL, ее зачастую сравнивают с такой системой управления, как Oracle. Все это дает возможность рассматривать PostgreSQL как одну из наиболее продвинутых СУБД на текущий момент.
Российская СУБД PostgreSQL PRO
Система управления базами данных
- Поддержка баз данных неограниченного размера
- Мощные и надёжные механизмы репликации и транзакций
- Переход на Postgresql, расчет сервера, установка, настройка
SQLite
Данную систему можно охарактеризовать как одну из самых компактных, она встраиваемая и относится к реляционному типу.
SQLite дает возможность хранить всю информацию в едином файле, а за счет своего небольшого объема отличается быстротой действий. Система по своей структуре имеет значимые отличия от MySQL и PostgreSQL: движок и интерфейс СУБД располагаются в одной библиотеке, что обеспечивает высокую скорость исполнения запросов. Описанные выше типы СУБД применяют парадигму «клиент-сервер», если текущее взаимодействие выполняется через сетевой портал.
Среди недостатков SQLite специалисты отмечают отсутствие системы пользователей и недоступность увеличения производительности.
Oracle
Этот тип СУБД является объектно-реляционным. Свое название система получила от фирмы Oracle, которая ее разработала. Также как и в CQL, здесь используется программное расширение PL/SQL и Java.
Система отличается стабильностью уже на протяжении нескольких десятков лет, поэтому она в приоритете среди компаний, для которых важны такие моменты, как надежный процесс восстановления после различных сбоев, отработанная процедура бэкапа, наличие возможности масштабирования и другого полезного функционала. Кроме этого СУБД обеспечивает высокую безопасность и эффективную защиту информации.
Среди минусов Oracle можно отметить довольно высокую стоимость приобретения и использования, что ограничивает ее внедрение в небольшие фирмы.
MongoDB
Главное предназначение этой системы — хранение иерархических структур данных, отсюда она получила название документоориентированной. MongoDB представляет собой хранилище документации без использования таблиц и схем, исходный код в системе открытый.
При применении идентификатора можно выполнять быстрые операции над конкретным объектом. Также СУБД хорошо функционирует при сложных взаимодействиях. В основном речь идет о быстродействии — иногда приложение, написанное на MongoDB, срабатывает гораздо быстрее, чем аналогичное приложение на SQL, поскольку MongoDB принадлежит к классу NoSQL и использует объектный язык запросов, который легче SQL.
Не смотря на это, язык имеет ряд ограничений, поэтому MongoDB рекомендуется применять в ситуациях, когда отсутствует необходимость в сложных и нетривиальных выборках.
Вывод
Выбор СУБД — один из ключевых моментов при создании собственного ресурса, который целесообразно делать с учетом задач и возможностей.
Оставьте заявку, и мы подскажем как провести аудит СУБД, подберем решение, поможем с установкой, настройкой, поддержкой. Расскажем про опыт перехода на PostgreSQL.
Хотите получать подобные статьи по четвергам?
Быть в курсе изменений в законодательстве?
Подпишитесь на рассылку
Нажатием кнопки я принимаю условия Оферты по использованию сайта и согласен с Политикой конфиденциальности
Источник: www.1cbit.ru