18.06.20г
Тема: Системы управления базами данных (СУБД). Возможности СУБД. Основные элементы БД.
Важная информация,комментарии для понимания.
Система управления базами данных (СУБД) —совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.
Примеры СУБД – Oracle, Microsoft Access, Paradox, Firebird, Sqlite, еще очень много.
Назначение СУБД:
1. Компактное хранение данных (без дублирования)
2. Оптимизация доступа к данным
3. Логическая целостность (согласованность данных)
4. Универсальный интерфейс (язык или протокол), позволяющий задавать структуру данных, изменять и извлекать их неизвестному заранее алгоритму.
Если уж вы доучились до ГОСов, то для вас тут комментировать нечего, все очевидно.
Классификация СУБД (нашел 6 видов классификаций):
1. По модели данных (в классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта:
1) аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных в базе данных;
2) аспект манипуляции: методы манипулирования данными;
3) аспект целостности: методы описания и поддержки целостности базы данных.
Аспект структуры определяет, что из себя логически представляет база данных, аспект манипуляции определяет способы перехода между состояниями базы данных (то есть способы модификации данных) и способы извлечения данных из базы данных, аспект целостности определяет средства описаний корректных состояний базы данных.):
a. Иерархические
(здесь и ниже внимательно смотрите, что именно я комментирую. СУБД Х типа построена на основе Х типа модели данных. Значит если я описываю модель данных, то это не прямое описание СУБД, а описание модели данных, с которой она работает;
Иерархическая модель данных — это модель данных, где 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).
Первые системы управления базами данных использовали иерархическую модель данных.)
b. Сетевые
(Разница между иерархической моделью данных и сетевой состоит в том, что в иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных у потомка может иметься любое число предков.
Сетевая БД состоит из набора экземпляров определенного типа записи и набора экземпляров определенного типа связей между этими записями.
Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка. Для данного типа связи L с типом записи предка P и типом записи потомка C должны выполняться следующие два условия:
каждый экземпляр типа записи P является предком только в одном экземпляре типа связи L;
каждый экземпляр типа записи C является потомком не более чем в одном экземпляре типа связи L)
c. Реляционные
(Реляционная модель данных включает следующие компоненты:
Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.
Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.
Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).
Кроме того, в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.)
d. Объектно-ориентированные
Объектно-ориентированная (объектная) СУБД — система управления базами данных, основанная на объектной модели данных.
Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира.
e. Объектно-реляционные
(Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) — реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, реализующие объектно-ориентированный подход: объекты, классы и наследование реализованы в структуре баз данных и языке запросов.
Объектно-реляционными СУБД являются, например, широко известные Oracle Database, Informix, DB2, PostgreSQL.)
2. По степени распределенности:
a. Локальные СУБД
(все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
b. Распределенные СУБД
(части СУБД на двух и более компьютерах)
3. По способу доступа к БД:
a. Файл-серверные
(универсальный интерфейс (язык или протокол), позволяющий задавать структуру данных, изменять и извлекать их неизвестному заранее алгоритму. 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.)
b. 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.)
c. 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.
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.)
4. По степени универсальности:
a. Специального назначения
(Ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей; пример – IMBASE для автоматизации проектных и конструкторских разработок)
b. Общего назначения
(не ориентированы на какую-либо… смотри выше)
5. По применению (эта классификация есть далеко не во всех источниках, она довольно условна, так что можно и не писать наверное):
a. Профессиональные
b. Персональные
6. По стратегии работы с внешней памятью (не факт, что это является классификацией, это скорее еще один способ деления, но как классификация он ни в одном источнике не указан, советую не расписывать данный пункт, но если вдруг спросят, к сведению принять)
a. СУБД с непосредственной записью
(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)
b. СУБД с отложенной записью
(СУБД, в которых изменения аккумулируются в буферах внешней памяти до наступления любого из следующих событий:
1.контрольной точки;
2.конец пространства во внешней памяти, отведенное под журнал - СУБД выполняет контрольную точку и начинает писать журнал сначала, затирая предыдущую информацию;
3.останов (не остановка, а именно «останов», опечатки тут нет) - СУБД ждёт, когда всё содержимое всех буферов внешней памяти будет перенесено во внешнюю память, после чего делает отметки, что останов базы данных выполнен корректно;
4.При нехватке оперативной памяти для буферов внешней памяти.
Такая стратегия позволяет избежать частого обмена с внешней памятью и значительно увеличить эффективность работы СУБД)
Основные функции СУБД (писал с лекций Платоновой):
1. Хранение, извлечение и обновление данных
2. Каталог, доступный конечным пользователям
3. Поддержка транзакций
4. Службы управления параллельной работой
5. Службы восстановления
6. Службы контроля доступа к данным
7. Поддержка обмена данными
8. Службы поддержки целостности данных
9. Службы поддержки независимости от данных
10. Вспомогательные службы
Ссылки на информацию:
http://www.bseu.by/it/tohod/lekcii5_3.htm
https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных (и ссылки с нее)
http://gos.translate23.ru/bd/102-naznachenie-subd-arkhitektura-i-osnovnye-komponenty-subd
Домашнее задание:
Задания
1. Составьте реляционную модель собственной записной книжки, в которой хранятся сведения о ваших друзьях и знакомых.
2. Составьте реляционную модель табеля успеваемости учеников вашего класса.
3. Создайте на листе бумаги базу данных, которая описывала бы административное устройство какого-либо предприятия или фирмы. Какую модель базы данных лучше применить в этом случае?
4. Создайте на листе бумаги базу данных, которая описывала бы любую административную структуру.