Что такое субд кратко

Обновлено: 06.07.2024

Представление об организации баз данных и системах управления базами данных.

План:

1. Основные понятия о базах данных.

2. СУБД Microsoft Access.

Основные понятия о базах данных и СУБД

Информационная система (ИС) – это система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объемов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.

База данных – это ИС, которая хранится в электронном виде.

База данных (БД) – организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.

БД служат для хранения и поиска большого объёма информации. Примеры баз данных: записная книжка, словари, справочники, энциклопедии и т.д.

Классификация баз данных:

1. По характеру хранимой информации :

- Фактографические – содержат краткие сведения об описываемых объектах, представленных в строго определённом формате (картотеки, н-р: БД книжного фонда библиотеки, БД кадрового состава учреждения),

- Документальные – содержат документы (информацию) самого разного типа: текстового, графического, звукового, мультимедийного (архивы, н-р: справочники, словари, БД законодательных актов в области уголовного права и др.)

2. По способу хранения данных :

- Централизованные (хранятся на одном компьютере),

- Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).

3. По структуре организации данных :

Свойства реляционной модели данных:

- каждый элемент таблицы – один элемент данных;

- все поля таблицы являются однородными, т.е. имеют один тип;

- одинаковые записи в таблице отсутствуют;

- порядок записей в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, типом данных.

Узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической модели данных:

- несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;

- иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчинено никакой другой вершине;

- каждый узел имеет своё имя (идентификатор);

- существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые представляют собой потомков папки Рабочий стол, будучи между собой близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер – предок по отношению к папкам третьего уровня, папкам дисков (Диск 3,5(А:), С:, D:, E:, F:) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.).

Сетевой называется БД, в которой к вертикальным иерархическим связям добавляются горизонтальные связи. Любой объект может быть главным и подчинённым.

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую базу данных.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:

- создание структуры БД;

- заполнение БД информацией;

- изменение (редактирование) структуры и содержания БД;

- поиск информации в БД;

- проверка целостности БД.

Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.

Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox.

Таким образом, необходимо различать собственно базы данных (БД) – упорядоченные наборы данных, и системы управления базами данных (СУБД) – программы, управляющие хранением и обработкой данных. Например, приложение Access, входящее в офисный пакет программ Microsoft Office, является СУБД, позволяющей пользователю создавать и обрабатывать табличные базы данных.

Принципы построения систем управления баз данных следуют из требований, которым должна удовлетворять организация баз данных:

- Производительность и готовность. Запросы от пользователя базой данных удовлетворяются с такой скоростью, которая требуется для использования данных. Пользователь быстро получает данные всякий раз, когда они ему необходимы.

- Минимальные затраты. Низкая стоимость хранения и использования данных, минимизация затрат на внесение изменений.

- Простота и легкость использования. Пользователи могут легко узнать и понять, какие данные имеются в их распоряжении. Доступ к данным должен быть простым, исключающим возможные ошибки со стороны пользователя.

- Простота внесения изменений. База данных может увеличиваться и изменяться без нарушения имеющихся способов использования данных.

- Возможность поиска. Пользователь базы данных может обращаться с самыми различными запросами по поводу хранимых в ней данных. Для реализации этого служит так называемый язык запросов.

- Целостность. Современные базы данных могут содержать данные, используемые многими пользователями. Очень важно, чтобы в процессе работы элементы данных и связи между ними не нарушались. Кроме того, аппаратные ошибки и различного рода случайные сбои не должны приводить к необратимым потерям данных. Значит, система управления данными должна содержать механизм восстановления данных.

- Безопасность и секретность. Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это права, от неавторизированной модификации (изменения) данных или их разрушения. Секретность определяется как право отдельных лиц или организаций решать, когда, как какое количество информации может быть передано другим лицам или организациям.

Далее на примере одной из самых распространенных систем управления базами данных – Microsoft Access входит в состав популярного пакета Microsoft Office – мы познакомимся с основными типами данных, способами создания баз данных и с приемами работы с базами данных.

Представление об организации баз данных и системах управления базами данных.

План:

1. Основные понятия о базах данных.

2. СУБД Microsoft Access.

Основные понятия о базах данных и СУБД

База данных – это ИС, которая хранится в электронном виде.

Классификация баз данных:

1. По характеру хранимой информации :

2. По способу хранения данных :

- Централизованные (хранятся на одном компьютере),

- Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).

3. По структуре организации данных :

Свойства реляционной модели данных:

- каждый элемент таблицы – один элемент данных;

- все поля таблицы являются однородными, т.е. имеют один тип;

- одинаковые записи в таблице отсутствуют;

Узел – информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической модели данных:

- несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;

- иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчинено никакой другой вершине;

- каждый узел имеет своё имя (идентификатор);

- существует только один путь от корневой записи к более частной записи данных.

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощью СУБД:

- создание структуры БД;

- заполнение БД информацией;

- изменение (редактирование) структуры и содержания БД;

- поиск информации в БД;

- проверка целостности БД.

Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox.

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.

СУБД - система управления базами данных

Представим, что в ваше распоряжение попала какая-либо база данных. Она содержит очень полезные, для вас или кого-то ещё, сведения. Однако вы ничего не сможете с ней сделать!
Можно попытаться открыть её текстовым редактором и извлечь часть данных. Но это будет лишь набор данных в непонятном для вас порядке. Ещё меньше пользы вы получите из БД, если она будет зашифрована. Отсюда возникает вопрос - с помощью чего была создана структура базы данных, и как потом с ней работать?

Оказывается, с одной стороны всё значительно проще, а с другой стороны - гораздо сложнее, чем вы себе представляете. Поясню, что для работы с определенным типом и моделью базы данных используется та или иная программа. В информатике их называют системой управления базами данных.

Дадим определение системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) представляет собой комплекс языковых и программных средств, которые обеспечивают управление созданием и использованием баз данных.

Современная СУБД состоит из:

ядра - части программ СУБД, отвечающих за управление данными в памяти и журнализацию
Процессора языка базы данных, обеспечивающего оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных, и создание БД
Подсистемы поддержки времени исполнения, интерпретирующую программы манипуляции данными, которые создают интерфейс пользователя СУБД
Сервисных программ (внешних утилит), которые обеспечивают прочие возможности по обслуживанию информационных систем.

Так как через СУБД осуществляют все процессы, применимые к базам данных, следовательно, лучше будет выделить только её основные возможности.

Основными функциями СУБД являются

Управление данными, хранящимися во внешней памяти
Управление данными, загруженными в оперативную память с использованием дискового кэша
Журнализация событий и изменений, резервное копирование и восстановление БД после сбоев
поддержка языков обращения с БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Кстати, по этой теме вы можете скачать презентацию в PowerPoint.

Классификации СУБД

Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать СУБД.

СУБД по модели данных бывают:

Иерархические СУБД
Сетевые СУБД
Реляционные СУБД
Объектно-ориентированные СУБД
Объектно-реляционные СУБД

В настоящее время в серьезных проекта используются 2 последних типа.

СУБД по степени распределённости

Локальные (СУБД размещается только на одном компьютере)
Распределённые (части СУБД могут размещаться на 2-х и более компьютерах).

По способу доступа к БД

В них файлы с данными расположены централизованно на специальном файл-сервере. СУБД же должны быть расположены на каждом клиенте (рабочей станции). Доступ СУБД к данным производится посредством локальной сети. Поддержка синхронизации чтений и обновлений осуществляется за счет временных блокировок затребованных файлов.

Плюсом этой архитектуры можно назвать низкую нагрузку на файловый сервер.

К минусам же: высокая загрузка трафиком локальной сети; сложность или невозможность централизованного управления; нельзя обеспечить такие важные характеристики как надёжность, доступность и безопасность. Файл-серверные СУБД используют в локальных приложениях; в системах с малой интенсивностью обработки данных и небольшими пиковыми нагрузками на базу данных.

Сейчас её при создании крупной информационной системы не используют.

Примеры файл-серверных СУБД:

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

Клиент-серверная СУБД расположена на сервере вместе с базой данных и осуществляет доступ к БД исключительно в монопольном режиме. Все запросы на обработку данных клиентских приложений и станций обрабатываются централизованно.

Недостатком такого типа СУБД можно назвать повышенные требования к серверу.

Достоинствами: более низкую загрузку локальной сети; преимущества централизованного управления; поддержку высокой надёжности, доступности и безопасности.

Примеры клиент-серверных СУБД:

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

Это вид СУБД, который может выступать лишь в качестве составной части определенного программного комплекса, без необходимости процедуры отдельной установки. Такой вид СУБД может быть использован для локального хранения данных своего приложения и не рассчитан на коллективное использование в компьютерной сети. Физически же это зачастую реализуется в виде подключаемой библиотеки. Со стороны приложения доступ к данным происходит посредством SQL-запросов либо через специальный программный интерфейс.

Примеры встраиваемых СУБД:

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

Для рассмотрения лишь части основных возможностей и внутреннего устройства любой СУБД требуется один или несколько отдельных учебных курсов.

Список литературы по теме:

© 2013-2020 Информатика. Полезные материалы по информационным технологиям. Использование материалов без активной ссылки на сайт запрещено! Публикация в печати только с письменного разрешения администрации.

Что такое СУБД

Итак, давайте сразу начнем с расшифровки, что же такое СУБД.

СУБД – это система управления базами данных.

Иными словами, СУБД относится к сфере компьютерных баз данных.

Однако, чтобы понять, чем по своей сути является СУБД и для чего нужна эта система, необходимо начать с рассмотрения понятия базы данных.

Что такое база данных

Обычно под базой данных принято понимать любой набор информации, который хранится определенным образом, и этой информацией можно воспользоваться.

Однако если говорить о компьютерных базах данных, то здесь, конечно же, речь идет о так называемых реляционных базах данных.

Реляционная база данных – это упорядоченная информация, связанная между собой определёнными отношениями.

Логически такая база данных представлена в виде таблиц, в которых и хранится вся эта информация.

Физически база данных представляет собой, конечно же, обычные файлы, созданные в специальном формате.

И здесь возникает вопрос, если база данных — это файлы, созданные в специальном формате, то как создать такие файлы и редактировать их?

Для этого, как Вы понимаете, нужен специальный инструмент, т.е. программа, которая могла бы создавать базы данных и управлять ими, иными словами, работать с файлами базы данных.

Такой программой как раз и выступает СУБД, т.е. система управления базами данных.

Какие бывают СУБД

На самом деле СУБД — это некая разновидность программ, иными словами, существует достаточно много различных СУБД, как платных, так и бесплатных.

Что такое SQL

Каждая СУБД хранит файлы базы данных по-своему, т.е. в своем собственном формате, однако для того чтобы нам с Вами было легче управлять данными в базе данных был разработан специальный язык, который является стандартом и он позволяет нам, независимо от того в какой СУБД создана база данных, манипулировать данными в этой базе данных. Этот язык назвали SQL.

SQL (Structured Query Language) — язык структурированных запросов, с помощью него пишутся специальные запросы к базе данных с целью получения данных из базы данных или для манипулирования этими данными.

Язык SQL – как было уже отмечено, это стандарт, он реализован во всех реляционных базах данных, таким образом, если Вы знаете язык SQL, то Вы можете работать с данными в любой системе управления базами данных.

Однако у каждой СУБД, конечно же, есть расширение этого стандарта, для того чтобы, например, полноценно программировать, получать системную информацию, упрощать SQL запросы и инструкции.

Поэтому, если Вам нужно будет разрабатывать какую-нибудь бизнес логику в базе данных, писать сложные аналитические запросы на выборку, или обычные запросы, но в более упрощенном варианте, то Вам обязательно стоит учитывать, в какой СУБД Вы будете работать, для того чтобы изучить расширение языка SQL конкретно этой СУБД, так как и синтаксис, и возможности этих расширений, конечно же, отличаются.

Среди всех СУБД по функциональности и популярности можно выделить следующие системы.

Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server – это система управления базами данных от компании Microsoft. Она очень популярна в корпоративном секторе, особенно в крупных компаниях.

Microsoft SQL Server – это очень функциональная СУБД, и она, конечно же, распространяется платно. Однако у SQL Server есть редакция Express, которую можно использовать абсолютно бесплатно, например, для обучения или для разработки приложений, которые будут обрабатывать данные на небольших серверах (размером до 10 ГБ).

В Microsoft SQL Server для программирования в базах данных используется расширение языка SQL – Тransact-SQL, сокращенно T-SQL.

Oracle Database

Oracle Database – это система управления базами данных от компании Oracle. Это еще одна очень функциональная СУБД, которая также популярна среди крупных компаний. Возможности Oracle Database и Microsoft SQL Server сопоставимы, поэтому они являются серьезными конкурентами друг другу, и стоимость их полнофункциональных версий очень высокая.

В Oracle Database используется язык PL/SQL (Procedural Language / Structured Query Language) — это процедурное расширение языка SQL, разработанное компанией Oracle.

MySQL

MySQL – это система управления базами данных также от компании Oracle, но только она распространяется бесплатно. MySQL получила очень широкую популярность в интернете, так как именно на MySQL работают чуть ли не все web-сайты, иными словами, большинство сайтов в интернете используют эту СУБД как средство хранения данных.

PostgreSQL

PostgreSQL – эта система управления базами данных также является бесплатной, и она очень популярна и функциональна.

В PostgreSQL используется язык PL/pgSQL – это процедурное расширение языка SQL.

Выводы

В заключение давайте подведем итог.

СУБД (система управления базами данных) – это разновидность программ, с помощью которых создаются и управляются базы данных.

На сегодня это все, удачи Вам, пока!

Читайте также: