1. Система управління базами даних
2. Історія
3. склад СУБД
4. Основні функції СУБД
5. Управління даними
6. Управління буферами оперативної пам'яті
7. управління транзакціями
8. Класифікація СУБД
9. За ступенем розподіленості
10. За способом доступу до БД
11. За характером запису
12. ієрархічні
13. Мережеві
14. Об'єктно-орієнтовані
15. Об'єктно-реляційні
16. реляційні

Матеріал з Національної бібліотеки ім. Н. Е. Баумана
Остання зміна цієї сторінки: 2:10, 5 лютого 2019.

DBMS (Database Management System) - система управління базами даних "СУБД" представляє собою організовану сукупність програмних і лінгвістичних даних, які включають в себе схеми, таблиці, запити, звіти, перегляди та інше. По суті DBMS - це програма, яка дозволяє взаємодіяти з базами даних як абстрактним об'єктом (без необхідності писати запити).

Система управління базами даних

Система управління базами даних (СКБД) являє собою комп'ютерне програмне забезпечення, яке взаємодіє з користувачем, іншими додатками, а також відповідає за обробку запитів до бази даних, збирає і аналізує їх. СУБД призначена для визначення, створення, вибірки, відновлення й адміністрування баз даних Добре відома СУБД включає MySQL , PostgreSQL , MongoDB , MariaDB , Microsoft SQL Server , Oracle, Sybase, SAP HANA , MemSQL і IBM DB2. База даних, як правило, не стерпні між різними СУБД, але різних СУБД можуть взаємодіяти за допомогою стандартів, таких як SQL і ODBC або JDBC для однієї програми для роботи з більш ніж однієї СУБД Системи управління базами даних часто класифікуються в залежності від моделі бази даних, які вони підтримують, найпопулярніші систем баз даних з 1980-х років представлені на мові SQL. Але може бути написана як на традиційних мовах програмування (С / C ++, Cobol і ін.), Так і на спеціалізованих мовах баз даних. . [Джерело 1]

Історія

Історія розвитку СУБД налічує більше 30 років. У 1968 році була введена в експлуатацію перша промислова СУБД - система IMS фірми IBM. (Information Management System). Незважаючи на те, що IMS є найпершою з усіх комерційних СУБД, вона до цих пір залишається основною ієрархічної СУБД, що використовується на більшості великих мейнфреймів. 1-й етап розвитку СУБД пов'язаний з організацією БД на великих машинах типу IBM360 / 370. БД зберігалися у зовнішній пам'яті центральної ЕОМ. Програми доступу до БД писалися на різних мовах. Інтерактивний доступ забезпечувався за допомогою консольних терміналів, які не володіли власними обчислювальними ресурсами, і служили тільки пристроями вводу-виводу для центральної ЕОМ. На другому етапі - з появою ПК почали розвиватися настільні СУБД з монопольним доступом. Більшість СУБД мали зручний призначений для користувача інтерфейс. У них був передбачений інтерактивний режим роботи з БД, як для опису БД, так і для проектування запитів. Багато СУБД мали розвинений і зручний інструментарій для розробки готових додатків без програмування. Наявність монопольного режиму роботи, фактично, призвело до виродження функцій адміністрування БД, і в зв'язку з цим в них були відсутні інструментальні засоби адміністрування БД. Третій етап розвитку СУБД пов'язаний з широким розвитком локальних мереж . Робота на ізольованому комп'ютері з невеликою БД в даний час стає нехарактерною для більшості додатків. Комп'ютери об'єднуються в мережі і необхідність розподілу додатків, що працюють з єдиною БД абсолютно очевидна. БД при цьому стає доступна одночасно багатьом користувачам. Тому важливою є проблема узгодженості даних, що зберігаються і обробляються в різних місцях, але логічно один з одним пов'язаних. Виникають завдання, пов'язані з паралельною обробкою транзакцій - послідовності операцій над БД, що переводять її з одного несуперечливого стану в інше несуперечливе стан. Успішне вирішення цих завдань призводить до появи розподілених БД і баз даних з розподіленою обробкою, що дозволяють організувати паралельну обробку інформації і підтримку цілісності БД.

склад СУБД

СУБД являє собою оболонку, за допомогою якої при організації структури таблиць і заповнення їх даними виходить та чи інша база даних. У зв'язку з цим корисно поговорити про систему програмно-технічних, організаційних і "людських" складових (рис. 2.5). Програмні засоби включають систему управління, що забезпечує введення-виведення, обробку та зберігання інформації, створення, модифікацію і тестування БД. . [Джерело 2]

Малюнок 1 - склад СУБД.

Базовими внутрішніми мовами програмування є язики четвертого покоління. В якості базових мов можуть використовуватися C, C ++, Object Pascal . Мова C ++ дозволяє будувати програми на мові Visual Basic з широким спектром можливостей, більш близькому і зрозумілому навіть користувачеві-непрофесіоналові, і на Непроцедурного (декларативному) мовою структурованих запитів SQL. Слід зазначити, що історично для системи управління базою даних склалися три мови: 1. мова опису даних (МОД), званий також мовою опису схем, - для побудови структури ( "шапки") таблиць БД; 2. мову маніпулювання даними (ЯМД) - для заповнення БД даними і операцій оновлення (запис, видалення, модифікація); 3. мова запитів - мова пошуку наборів величин в файлі відповідно до заданої сукупністю критеріїв пошуку і видачі витребуваних даних без зміни вмісту файлів і БД (мова перетворення критеріїв в систему команд). В даний час функції всіх трьох мов виконує мова SQL, що відноситься до класу мов, які базуються на обчисленні кортежів (кортеж найчастіше є одиницею інформації), мови СУБД FoxPro , Visual Basic for Application (СУБД Access) і т.д.

Основні функції СУБД

- управління даними у зовнішній пам'яті (на дисках); - керування даними в оперативній пам'яті з використанням дискового кешу; - журнализация змін, резервне копіювання і відновлення бази даних після збоїв; - підтримка мов БД (мова визначення даних, мова маніпулювання даними). Зазвичай сучасна СУБД містить наступні компоненти:

- ядро, яке відповідає за управління даними у зовнішній і оперативної пам'яті і журнализацию, - процесор мови бази даних, що забезпечує оптимізацію запитів на вилучення та зміну даних і створення, як правило, машинно-незалежного виконуваного внутрішнього коду, - підсистему підтримки часу виконання, яка інтерпретує програми маніпуляції даними, що створюють користувальницький інтерфейс із СУБД - а також сервісні програми (зовнішні утиліти), що забезпечують ряд додаткових можливостей по обслуговуванню інформаційної системи. [Джерело 3]

Управління даними

В першу чергу, в функції СУБД входить обробка інформації у зовнішній пам'яті, і дана функція являє собою забезпечення основних структур ВП, які потрібні не тільки для зберігання інформації, безпосередньо включеною в базу даних, але і для виконання різних службових завдань, таких як отримання прискореного доступу до будь-яких файлів в різних випадках. У певних модифікаціях активно застосовуються можливості різних файлових систем, в той час як інші передбачають проведення робіт навіть на рівні пристроїв зовнішньої пам'яті.

Управління буферами оперативної пам'яті

У переважній більшості випадків функції СУБД прийнято використовувати в досить об'ємних базах даних, і цей розмір як мінімум часто набагато більше доступного обсягу ОЗУ . Звичайно, якщо в разі звернення до кожного елементу даних буде здійснюватися обмін із зовнішньою пам'яттю, швидкість останньої буде відповідати швидкості самої системи, тому практично єдиним варіантом реального її збільшення є буферизація інформації в ОЗУ. При цьому навіть якщо ОС здійснює загальносистемну буферизацию, наприклад з UNIX , Цього не буде достатньо для того, щоб забезпечувати у СУБД призначення і основні функції, так як вона має в своєму розпорядженні набагато більший обсяг даних про корисні властивості буферизації кожної конкретної частини використовуваної бази даних. За рахунок цього розвинені системи підтримують власний комплект буферів, а також унікальну дисципліну їх заміни.

управління транзакціями

Транзакція є послідовністю операцій з використовуваної базою даних, які система управління розглядає як єдиного цілого. Якщо транзакція повністю успішно виконується, системою фіксуються зміни, які були нею зроблені, у зовнішній пам'яті або ніякі із зазначених змін не будуть відображатися на стані БД. Дана операція потрібна для того, щоб забезпечити підтримку логічної цілісності використовуваної БД. Варто відзначити, що підтримка правильного ходу механізму транзакцій є обов'язковою умовою навіть при застосуванні одного користувача СУБД, призначення і функції яких значно відрізняються від інших типів систем.

Класифікація СУБД

За характером використання

СУБД бувають:

• Персональні (сукупність мовних і програмних засобів, потрібних для створення і управління базами даних - VISUAL FOXPRO, ACCESS).
• Розраховані на багато користувачів (використовує різні операційні системи і включають в себе сервер бази даних і клієнтську частину) - ORACLE, INFORMIX.

За ступенем розподіленості

СУБД бувають:

• Локальні СУБД (всі частини локальної СУБД розміщуються на одному комп'ютері)
• Розподілені СУБД (частини СУБД можуть розміщуватися на двох і більше комп'ютерах).

За способом доступу до БД

СУБД бувають:

• Файл-серверні

У файл-серверних СУБД файли даних розташовуються централізовано на файл-серверні. СУБД розташовується на кожному клієнтському комп'ютері (робочої станції). Доступ СУБД до даних здійснюється через локальну мережу. Синхронізація читань і оновлень здійснюється за допомогою файлових блокувань. приклади: Microsoft Access , Paradox, dBase , Visual FoxPro .

• Клієнт-серверні

Клієнт-серверна СУБД розташовується на сервері разом з БД і здійснює доступ до БД безпосередньо, в монопольному режимі. Всі клієнтські запити на обробку даних обробляються клієнт-серверної СУБД централізовано. приклади: Oracle , Firebird , Interbase , IBM DB2 , Informix , MS SQL Server , Sybase Adaptive Server Enterprise , PostgreSQL , MySQL , Caché , Лінтера .

Вбудована СУБД - СУБД, яка може поставлятися як складова частина деякого програмного продукту, не вимагаючи процедури самостійної установки. Вбудована СУБД призначена для локального зберігання даних свого програми, але не розрахована на колективне використання в мережі. Фізично вбудована СУБД найчастіше реалізована у вигляді підключається бібліотеки. Доступ до даних з боку додатка може відбуватися через SQL або через спеціальні програмні інтерфейси. приклади: OpenEdge , SQLite , BerkeleyDB , Firebird Embedded , Microsoft SQL Server Compact, Лінтера .

За характером запису

СУБД діляться на два типи:

• СУБД з безпосереднім записом

СУБД, в яких всі змінені блоки даних негайно записуються на зовнішній пам'ять при надходженні сигналу підтвердження будь-якої транзакції. Така стратегія використовується тільки при високій ефективності зовнішньої пам'яті.

• СУБД з відкладеним записом

СУБД, в яких зміни акумулюються в буферах зовнішньої пам'яті до настання конкреного події.

ієрархічні

Використовується подання бази даних у вигляді дерева (ієрархічної) структури, що складається з об'єктів (даних) різних рівнів. Між об'єктами існують зв'язки, кожен об'єкт може включати в себе кілька об'єктів нижчого рівня. Такі об'єкти перебувають у відношенні предка до нащадка, при цьому можлива ситуація, коли об'єкт-предок не має нащадків або має їх кілька, тоді як у об'єкту-нащадка обов'язково тільки один предок. Об'єкти, що мають загального предка, називаються близнюками.

Мережеві

Мережеві бази даних подібні ієрархічним, за винятком того, що в них є покажчики в обох напрямках, які з'єднують споріднену інформацію.

Об'єктно-орієнтовані

Керують базами даних, в яких дані моделюються у вигляді об'єктів, їх атрибутів, методів і класів. Цей вид СУБД дозволяє працювати з об'єктами баз даних так само, як з об'єктами в програмуванні в об'єктно-орієнтованих мовах програмування.

Об'єктно-реляційні

Цей тип СУБД дозволяє через розширені структури баз даних і мова запитів скористатися наявними можливостями об'єктно-орієнтованого підходу: об'єкти, класи і успадкування.

реляційні

Система керування базами даних - СУБД, що управляє реляційними базами даних.

джерела