Совокупность программ обеспечивающих работу с базами данных это что

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.

Работа с базой данных в табличном процессоре Microsoft Excel

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

УРОК 13. Понятие базы данных. Система управления базами данных (10 класс)

5 Системы управления базами данных (субд)

Любая современная СУБД предоставляет эффективные средства для решения следующих задач:

1) создание базы данных, в которой собраны данные многих пользователей с целью удовлетворения их информационных потребностей;

2) быстрое извлечение из базы необходимых данных по запросам пользователей;

3) выполнение вычислений над данными;

4) создание экранных форм, обеспечивающих удобство работы с данными;

5) вывод данных из базы в отчетах;

6) разработка приложений (программ);

7) экспорт данных в другие базы и импорт данных из других баз данных;

8) публикация данных в сети Интернет.

СУБД обеспечивает также управление БД:

1) защиту данных от несанкционированного доступа и сбоев в работе компьютерной системы;

2) восстановление базы данных в случае ее повреждения;

3) поддержку целостности данных.

5.2 Классификация субд

СУБД классифицируют по ряду признаков. По степени универсальности различают СУБДобщегоиспециальногоназначения.

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на конкретную группу пользователей. Они реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторых моделях компьютеров в определенной операционной системе, и поставляется на рынок как коммерческий продукт. Они обладают средствами настройки на работу с определенной базой данных в условиях конкретного применения. Возможности таких СУБД позволяют развивать построенные на их основе автоматизированные информационные системы.

Однако в некоторых случаях СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемой производительности или удовлетворить заданные ограничения по объему памяти для хранения базы данных. Тогда разрабатывают специализированную СУБД для конкретного применения, например системаIMBASEиспользуется для автоматизации проектных и конструкторских разработок.

По типу поддерживаемой модели данныхСУБД делятся на:

5) объектно-ориентированные и т.д.

По режиму работы с БДСУБД делятся на:

1) однопользовательские, когда в каждый момент времени возможна работа только одного пользователя;

2) многопользовательские, предназначенные для одновременной обработки запросов нескольких пользователей и поддержки параллельного обращения к базе данных нескольких приложений.

5.3 Системы управления базами знаний

В середине 70-х гг. стали предприниматься попытки использования в БД механизмов представления знаний, разработанных в системах искусственного интеллекта. В результате появились системы управления базами знаний (СУБЗ).

База знаний–это один или несколько специальным образом организованных файлов, хранящих систематизированную совокупность понятий, правил и фактов, относящихся к некоторой предметной области. Содержимое баз знаний оформляется, связывается между собой и представляется таким образом, чтобы на его основе можно было с помощью специальных программ рассуждать и делать выводы, получая сведения, которые в явном виде могут не присутствовать в базах знаний.

Специалисты в области технологий баз данных считают мостом для перехода к базам знаний технологию активных баз данных.

Традиционные базы данных являются пассивными. Они играют организующую роль, направленную на обеспечение хранения данных. Вся логика, включая выборку и изменение данных, координируется вне базы данных.

База данных называется активной, если СУБД по отношению к ней выполняет не только те действия, которые явно указывает пользователь, но и дополнительные действия в соответствии с правилами, заложенными в саму базу данных. Активная база данных инициирует действия над данными и управление ими внутри базы в соответствии с предварительно установленными правилами, без необходимости получения каких-либо управляющих воздействий от приложений или от каких-либо других внешних источников. Активная база данных может быть охарактеризована как система, следующая активным правилам «событие – условие – действие». Смысл таких правил состоит в том, что заданное в правиле условие проверяется после наступления события. Если оно истинно, то выполняется заданное действие.

Активная БД состоит из пассивной БД и множества активных правил. Во многих современных СУБД имеются средства для их реализации.

Базы знаний являются основной содержательной частью интеллектуальных систем: информационных, обучающих, систем программирования, экспертных систем, где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов – специалистов в данной предметной области.

Источник: studfile.net

Системы управления базами данных

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Основные функции СУБД

• управление данными во внешней памяти (на дисках);
• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
• журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
• поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию,
• процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,
• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД
• а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификации СУБД

По модели данных

Иерархические

Используется представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами (в программировании применительно к структуре данных дерево устоялось название братья).

Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.

Примеры: Caché, Google App Engine Datastore API.

Сетевые

Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.

Реляционные

Практически все разработчики современных приложений, предусматривающих связь с системами баз данных, ориентируются на реляционные СУБД. По оценке Gartner в 2013 году рынок реляционных СУБД составлял 26 млрд долларов с годовым приростом около 9%, а к 2018 году рынок реляционных СУБД достигнет 40 млрд долларов. В настоящее время абсолютными лидерами рынка СУБД являются компании Oracle, IBM и Microsoft, с общей совокупной долей рынка около 90%, поставляя такие системы как Oracle Database, IBM DB2 и Microsoft SQL Server.

Объектно-ориентированные

Управляют базами данных, в которых данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

Этот вид СУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в объектно-ориентированных языках программирования. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.

Объектно-реляционные

Этот тип СУБД позволяет через расширенные структуры баз данных и язык запросов использовать возможности объектно-ориентированного подхода: бъекты, классы и наследование.

Зачастую все те СУБД, которые называются реляционными, являются, по факту, объектно-реляционными.

В данном курсе мы будем, в первую очередь, гооврить об этом виде СУБД.

Примеры: PostgreSQL, DB2, Oracle, Microsoft SQL Server.

По степени распределённости

• Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
• Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД

Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок.

Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком.

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

Клиент-серверные

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

Встраиваемые

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы (API).

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

Стратегии работы с внешней памятью

• СУБД с непосредственной записью — это СУБД, в которых все измененные блоки данных незамедлительно записываются во внешнюю память при поступлении сигнала подтверждения любой транзакции. Такая стратегия используется только при высокой эффективности внешней памяти.
• СУБД с отложенной записью — это СУБД, в которых изменения аккумулируются в буферах внешней памяти до наступления любого из следующих событий:

• контрольной точки;
• конец пространства во внешней памяти, отведенное под журнал. СУБД выполняет контрольную точку и начинает писать журнал сначала, затирая предыдущую информацию;
• останов. СУБД ждёт, когда всё содержимое всех буферов внешней памяти будет перенесено во внешнюю память, после чего делает отметки, что останов базы данных выполнен корректно;
• при нехватке оперативной памяти для буферов внешней памяти.

Такая стратегия позволяет избежать частого обмена с внешней памятью и значительно увеличить эффективность работы СУБД.

Источник: bugza.info

Системы управления базами данных

В этом подразделе приводится классификация СУБД, и рассматриваются основные их функции. В качестве основных классификационных признаков можно использовать следующие: вид программы, характер использования, модель данных. Названные признаки существенно влияют на целевой выбор СУБД и эффективность использования разрабатываемой информационной системы.

Система управления базами данных (СУБД) – это важнейший компонент АИС, основанной на базе данных. СУБД необходима для создания и поддержки базы данных информационной системы в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке – транслятор. Программные составляющие СУБД включают в себя ядро и сервисные средства (утилиты).

Ядро СУБД – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания БД, то есть универсальная часть, решающая стандартные задачи по информационному обслуживанию пользователей. Сервисные программы предоставляют пользователям ряд дополнительных возможностей и услуг, зависящих от описываемой предметной области и потребностей конкретного пользователя.

Классификация СУБД.

В общем случае под СУБД можно понимать любой программный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения и использования БД. Рассмотрим какие из имеющихся на рынке программ имеют отношение к БД и в какой мере они связаны с базами данных.

К СУБД относятся следующие основные виды программ:

— средства разработки программ работы с БД.

Полнофункциональные СУБД (ПФСУБД) представляют собой традиционные СУБД, которые сначала появились для больших машин, затем для мини-машин и для ПЭВМ. Из числа всех СУБД современные ПФСУБД являются наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям. К ПФСУБД относятся, например, такие пакеты как: Clarion Database Developer, DataBase, Dataplex, dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и Paradox R: BASE.

Обычно ПФСУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицировать структуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т. п. Для создания запросов и отчетов не обязательно программирование, а удобно пользоваться языком QBE (Query By Example — формулировки запросов по образцу, см. подраздел 3.8). Многие ПФСУБД включают средства программирования для профессиональных разработчиков.

Некоторые системы имеют в качестве вспомогательных и дополнительные средства проектирования схем БД или CASE-подсистемы. Для обеспечения доступа к другим БД или к данным SQL-серверов полнофункциональные СУБД имеют факультативные модули.

Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Эта группа БД в настоящее время менее многочисленна, но их количество постепенно растет. Серверы БД реализуют функции управления базами данных, запрашиваемые другими (клиентскими) программами обычно с помощью операторов SQL.

Примерами серверов БД являются следующие программы: NetWare SQL (Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server (Gupta), Intelligent Database (Ingress).

В роли клиентских программ для серверов БД в общем случае могут использоваться различные программы: ПФСУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и т. д. При этом элементы пары «клиент — сервер» могут принадлежать одному или разным производителям программного обеспечения.

В случае, когда клиентская и серверная части выполнены одной фирмой, естественно ожидать, что распределение функций между ними выполнено рационально. В остальных случаях обычно преследуется цель обеспечения доступа к данным «любой ценой». Примером такого соединения является случай, когда одна из полнофункциональных СУБД играет роль сервера, а вторая СУБД (другого производителя) — роль клиента. Так, для сервера БД SQL Server (Microsoft) в роли клиентских (фронтальных) программ могут выступать многие СУБД, такие как: dBASE IV, Biyth Software, Paradox, DataEase, Focus, 1-2-3, MDBS III, Revelation и другие.

Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для создания разновидностей следующих программ:

— серверов БД и их отдельных компонентов;

Программы первого и второго вида довольно малочисленны, так как предназначены, главным образом, для системных программистов. Пакетов третьего вида гораздо больше, но меньше, чем полнофункциональных СУБД.

К средствам разработки пользовательских приложений относятся системы программирования, например Clipper, разнообразные библиотеки программ для различных языков программирования, а также пакеты автоматизации разработок (в том числе систем типа клиент-сервер). В числе наиболее распространенных можно назвать следующие инструментальные системы: Delphi и Power Builder (Borland), Visual Basic (Microsoft), SILVERRUN (Computer Advisers Inc.), S-Designor (SDP и Powersoft) и ERwin (LogicWorks).

Кроме перечисленных средств, для управления данными и организации обслуживания БД используются различные дополнительные средства, к примеру, мониторы транзакций

По характеру использования СУБД делят на персональные и многопользовательские.
Персональные СУ БД обычно обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений, работающих с ними. Персональные СУБД или разработанные с их помощью приложения зачастую могут выступать в роли клиентской части многопользовательской СУБД. К персональным СУБД, например, относятся Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Access и др

Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть и, как правило, могут работать в неоднородной вычислительной среде (с разными типами ЭВМ и операционными системами). К многопользовательским СУБД относятся, например, СУБД Oracle и Informix.

По используемой модели данных СУБД (как и БД), разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и другие типы. Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных.

С точки зрения пользователя, СУБД реализует функции хранения, изменения (пополнения, редактирования и удаления) и обработки информации, а также разработки и получения различных выходных документов.

Для работы с хранящейся в базе данных информацией СУБД предоставляет программам и пользователям следующие два типа языков :

— язык описания данных — высокоуровневый непроцедурный язык декларативного типа, предназначенный для описания логической структуры данных;

— язык манипулирования данными — совокупность конструкций, обеспечивающих выполнение основных операций по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам.

Названные языки в различных СУБД могут иметь отличия. Наибольшее распространение получили два стандартизованных языка: QBE (Query By Example) — язык запросов по образцу и SQL (Structured Query Language) — структурированный язык запросов. QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными, SQL сочетает в себе свойства языков обоих типов — описания и манипулирования данными.

Перечисленные выше функции СУБД, в свою очередь, используют следующие основные функции более низкого уровня, которые назовем низкоуровневыми:

— управление данными во внешней памяти;

— управление буферами оперативной памяти;

— ведение журнала изменений в БД;

— обеспечение целостности и безопасности БД. Дадим краткую характеристику необходимости и особенностям реализации перечисленных функций в современных СУБД.

Реализация функции управления данными во внешней памяти в разных системах может различаться и на уровне управления ресурсами (используя файловые системы ОС или непосредственное управление устройствами ПЭВМ), и по логике самих алгоритмов управления данными. В основном методы и алгоритмы управления данными являются «внутренним делом» СУБД и прямого отношения к пользователю не имеют. Качество реализации этой функции наиболее сильно влияет на эффективность работы специфических ИС, например, с огромными БД, со сложными запросами, большим объемом обработки данных.

Необходимость буферизации данных и как следствие реализации функции управления буферами оперативной памяти обусловлено тем, что объем оперативной памяти меньше объема внешней памяти.

Буферы представляют собой области оперативной памяти, предназначенные для ускорения обмена между внешней и оперативной памятью. В буферах временно хранятся фрагменты БД, данные из которых предполагается использовать при обращении к СУБД или планируется записать в базу после обработки. Механизм транзакций используется в СУБД для поддержания целостности данных в базе.

Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения. Если по каким-либо причинам (сбои и отказы оборудования, ошибки в программном обеспечении, включая приложение) транзакция остается незавершенной, то она отменяется.

Говорят, что транзакции присущи три основных свойства:

— атомарность (выполняются все входящие в транзакцию операции или ни одна);

— сериализуемость (отсутствует взаимное влияние выполняемых в одно и то же время транзакций);

— долговечность (даже крах системы не приводит к утрате результатов зафиксированной транзакции).

Примером транзакции является операция перевода денег с одного счета на другой в банковской системе. Здесь необходим, по крайней мере, двухшаговый процесс. Сначала снимают деньги с одного счета, затем добавляют их к другому счету. Если хотя бы одно из действий не выполнится успешно, результат операции окажется неверным и будет нарушен баланс между счетами.

Контроль транзакций важен в однопользовательских и в многопользовательских СУБД, где транзакции могут быть запущены параллельно. В последнем случае говорят о сериализуемости транзакций. Под сериализацией параллельно выполняемых транзакций понимается составление такого плана их выполнения (сериального плана), при котором суммарный эффект реализации транзакций эквивалентен эффекту их последовательного выполнения.

При параллельном выполнении смеси транзакций возможно возникновение конфликтов (блокировок), разрешение которых является функцией СУБД. При обнаружении таких случаев обычно производится «откат» путем отмены изменений, произведенных одной или несколькими транзакциями.

Ведение журнала изменений в БД (журнализация изменений) выполняется СУБД для обеспечения надежности хранения данных в базе при наличии аппаратных сбоев и отказов, а также ошибок в программном обеспечении.

Журнал СУБД — это особая БД или часть основной БД, непосредственно недоступная пользователю к используемая для записи информации обо всех изменениях базы данных. В различных СУБД в журнал могут заноситься записи, соответствующие изменениям в СУБД на разных уровнях: от минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти до логической операции модификации БД (например, вставки записи, удаления столбца, изменения значения в поле) и даже транзакции.

Для эффективной реализации функции ведения журнала изменений в БД необходимо обеспечить повышенную надежность хранения и поддержания в рабочем состоянии самого журнала. Иногда для этого в системе хранят несколько копий журнала.

Обеспечение целостности БД составляет необходимое условие успешного функционирования БД, особенно для случая использования БД в сетях. Целостность БД, есть свойство базы данных, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация.

Поддержание целостности БД включает проверку целостности и ее восстановление в случае обнаружения противоречий в базе данных. Целостное состояние БД описывается с помощью ограничений целостности в виде условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные. Примером таких условий может служить ограничение диапазонов возможных значений атрибутов объектов, сведения о которых хранятся в БД, или отсутствие повторяющихся записей в таблицах реляционных БД.

Обеспечение безопасности достигается в СУБД шифрованием прикладных программ, данных, защиты паролем, поддержкой уровней доступа к базе данных и к отдельным ее элементам (таблицам, формам, отчетам и т. д.).

Источник: studopedia.ru

Система управления базами данных — (СУБД)

База данных является совокупностью сведений (о реальных объектах, процессах и событиях), которые относятся к некоторой теме или задаче. База организована с целью обеспечения удобного представления этой совокупности сведений.

Реляционная база данных – это множество таблиц, взаимосвязанных между собой, причем в каждой из них содержится информация об объектах определенного типа. В каждой строке таблицы содержатся данные об одном объекте (например, человеке, средстве передвижения), а в столбцах таблицы содержатся разные характеристики этих объектов, которые называются атрибутами (например, имена и адреса людей).

Строку таблицы называют записью. Все записи одинаковы по структуре — они состоят из полей, хранящих атрибуты определенного объекта. В каждом поле записи содержится одна характеристика объекта, имеющая строго определенный тип данных (например, текстовая строка или число). Все записи состоят из одних и тех же полей, различаются только значения атрибутов, хранящихся в них.

Решим твою учебную задачу всего за 30 минут
Попробовать прямо сейчас

При работе с данными используют специальные системы, которые называются системами управления базами данных (СУБД).

Определение 2

Система управления базами данных (СУБД) является совокупностью программных и лингвистических средств общего или специального назначения, которые обеспечивают управление созданием и использованием баз данных

К основным функциям СУБД относятся определение данных (описание структуры БД), их обработка и управление.

Перед тем, как занести данные в таблицу, необходимо определить ее структуру. Под этим подразумевается не только описания наименований и типов полей, но и ряд других характеристик (например, форматы, критерии проверки вводимых данных). Помимо описаний структур таблиц еще задают и связи между таблицами. Связи в реляционных БД определяют по совпадениям значений полей в разных таблицах. К примеру, клиенты и заказы, как правило, связаны отношением один-ко-многим, поскольку 1 записи таблицы со сведениями о клиентах могут соответствовать несколько записей таблицы заказов клиентов.

«Система управления базами данных — (СУБД)»
Готовые курсовые работы и рефераты
Консультации эксперта по предмету
Помощь в написании учебной работы

Рассмотрим отношение между преподавателями и их курсами лекций, отношение типа многие-ко-многим, поскольку 1 преподаватель может вести несколько курсов, в тоже время 1 курс могут вести несколько преподавателей.

И последний тип межтабличных связей — отношение один-к-одному. Этот тип отношений встречается намного реже. Может встречаться лишь в 2 случаях:

• Когда в записи присутствует большое количество полей, в этом случае данные об одном типе объектов делятся на 2 связанные таблицы;
• Когда необходимо установить дополнительные атрибуты для определенного количества записей в таблице, в этом случае создают отдельную таблицу для этих дополнительных атрибутов, связанную отношением один-к-одному с основной таблицей.

Например, если каждый студент должен сдать по одному реферату по предмету, то связь между студентом и темой реферата будет именно типа «один-к-одному».

Любая СУБД может выполнять 4 наиболее простые операции с данными:

• Добавление в таблицу одну или несколько записей;
• Удаление из таблицы одной или нескольких записей;
• Обновление значений некоторых полей в одной или нескольких записях;
• Нахождение одной или нескольких записей, соответствующих определенному условию.

Для выполнения указанных операций используют механизм запросов. Результат выполнения запросов бывает представлен отобранным по определенным критериям множеством записей или изменениями в таблицах. Запрос к базе формируется на специально созданном для этих целей языке, называемом языком структурированных запросов (SQL — Structured Query Language).

И еще одна функция СУБД — это управление данными, под которым, как правило, понимается защита данных от несанкционированного доступа, поддержка многопользовательского режима работы с данными и обеспечение целостности и согласованности данных.

При действующей защите от несанкционированного доступа каждый пользователь может видеть и изменять лишь те данные, которые ему позволено видеть или менять. Средства, которые обеспечивают многопользовательскую работу, не разрешают нескольким пользователям в одно время проводить изменения над одними и теми же данными. Средства, обеспечивающие целостность и согласованность данных, не позволяют проводить изменения, которые могут привести к несогласованности данных. К примеру, когда 2 таблицы между собой связаны отношением один-ко-многим, невозможно внести запись в таблицу на стороне многих (подчиненная таблица), если при этом в таблице на стороне главной таблицы отсутствует соответствующая запись.

Состав СУБД

Современная СУБД состоит из следующих компонентов:

• Ядра, отвечающего за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию;
• Процессора языка БД, обеспечивающего оптимизацию запросов по извлечению и изменению данных и создание машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;
• Подсистемы поддержки времени исполнения, интерпретирующей программы манипуляции данными пользовательского интерфейса СУБД;
• Сервисных программ (внешних утилитов), предназначенных для обеспечения ряда дополнительных возможностей обслуживания информационной системы.

Классификации СУБД

Различают классификации СУБД по:

1. Модели данных:
2. Иерархические;
3. Сетевые;
4. Реляционные;
5. Объектно-ориентированные;
6. Объектно-реляционные.
7. Степени распределенности:
8. Локальные (все части СУБД размещены на 1 компьютере);
9. Распределенные (возможно размещение частей СУБД на 2-х и более компьютерах).

По способу доступа к БД выделяют СУБД:

1. Файл-серверные. В данного типа СУБД файлы данных расположены централизованно на файл-сервере. СУБД находится на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным выполняется с помощью локальной сети. Чтения и обновления синхронизируются файловыми блокировками. Преимущество данной архитектуры заключается в низкой нагрузке на процессор файлового сервера. Недостатками являются:
2. Высокая загрузка локальной сети;
3. Затрудненное либо невозможное централизованное управление;
4. Затрудненное либо невозможное обеспечение высокой степени надежности, доступности и безопасности.

Используются, как правило, в локальных приложениях, применяющих функции управления БД, а также в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД. В настоящее время файл-серверную технологию считают устаревшей, а ее применение в крупных информационных системах — недостатком. Примерами систем данного типа являются Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.

• Потенциально более низкая загрузка локальной сети;
• Удобное централизованное управление;
• Удобное обеспечение высокой степени надежности, доступности и безопасности.

Примерами таких систем являются Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.

Стратегии работы с внешней памятью

СУБД с непосредственной записью — это системы, в которых все измененные блоки данных сразу же записываются во внешнюю память, как только поступит сигнал подтверждения любой транзакции. Такую стратегию используют лишь при высокой эффективности внешней памяти.

СУБД с отложенной записью — это система, в которой изменения аккумулируются в буфере внешней памяти до наступления любого из нижеприведенных событий:

• Контрольной точки;
• Конца пространства во внешней памяти, отведенного под журнал. Система выполняет контрольную точку и пишет журнал сначала, стирая прежнюю информацию;
• Останова — СУБД ожидает, чтобы все содержимое буферов внешней памяти было перенесено во внешнюю память, после этого делает отметки, что останов базы данных выполнен корректно;
• Нехватки оперативной памяти для буферов внешней памяти.

Используя данную стратегию можно избежать частого обмена с внешней памятью и значительно повысить эффективность работы СУБД.

Источник: spravochnick.ru