Главная / Мультимедиа / Системы управления базами данных ведущих производителей. Назначение компьютерных сетей и их разновидности

Системы управления базами данных ведущих производителей. Назначение компьютерных сетей и их разновидности

База данных (БД) - это совокупность специальным образом организованных данных хранимых в памяти вычислительной системы отображающих состояние объектов и их взаимосвязи в рассматриваемой предметной области.

Предметной областью называется часть реальной системы, представляющая интерес для определенного исследования. Различать полную предметную область (предприятие) и организационную единицу этой предметной области (отделы).

Основные термины.

Объект - термин, обозначающий факт, лицо, событие, предмет, о котором могут быть собраны данные (каждая таблица представляет один объект);

Реляционная БД - основной тип современных баз данных. Состоит из таблиц, между которыми могут существовать связи по ключевым значениям.

Таблица базы данных (table) - регулярная структура, которая состоит из однотипных строк (записей, records), разбитых на столбцы (поля, fields).

В теории реляционных баз данных синоним таблицы - отношение (relation), в котором строка называется кортежем, а столбец называется атрибутом.

В концептуальной модели реляционной БД аналогом таблицы является сущность (entity), с определенным набором свойств - атрибутов, способных принимать определенные значения (набор допустимых значений - домен).

Ключевой элемент таблицы (ключ, regularkey) - такое ее поле (простой ключ) или строковое выражение, образованное из значений нескольких полей (составной ключ), по которому можно определить значения других полей для одной или нескольких записей таблицы. На практике для использования ключей создаются индексы - служебная информация, содержащая упорядоченные сведения о ключевых значениях. В реляционной теории и концептуальной модели понятие "ключ" применяется для атрибутов отношения или сущности.

Первичный ключ (primarykey) - главный ключевой элемент, однозначно идентифицирующий строку в таблице. Могут также существовать альтернативный (candidatekey) и уникальный (uniquekey) ключи, служащие также для идентификации строк в таблице.

В реляционной теории первичный ключ - минимальный набор атрибутов, однозначно идентифицирующий кортеж в отношении.

В концептуальной модели первичный ключ - минимальный набор атрибутов сущности, однозначно идентифицирующий экземпляр сущности.

Связь (relation) - функциональная зависимость между объектами. В реляционных базах данных между таблицами устанавливаются связи по ключам, один из которых в главной (parent, родительской) таблице - первичный, второй - внешний ключ - во внешней (child, дочерней) таблице, как правило, первичным не является и образует связь "один ко многим" (1:N). В случае первичного внешнего ключа связь между таблицами имеет тип "один к одному" (1:1). Информация о связях сохраняется в базе данных.

Внешний ключ (foreignkey) - ключевой элемент подчиненной (внешней, дочерней)

Для работы с БД используются системы управления базами данных

СУБД - комплекс языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД несколькими пользователями. СУБД позволяет: создавать БД; вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из БД; предоставляет контролируемый доступ к базе данных.

Взаимосвязь основных терминов в области проектирования баз данных и работы с ними

SQL -- это стандартный язык доступа и управления базами данных (БД).

Язык структурированных запросов - это универсальный язык для создания, модификации и управления информацией, которая входит в состав реляционных баз данных.

Первоначально SQL был основным способом работы с данными. С помощью него пользователь мог выполнять следующие действия: создание новой таблицы в базе данных (БД); добавление новых записей в существующие таблицы; редактирование записей; полное удаление записей; выбор записи из разных таблиц, в соответствии с заданными условиями; изменение вида и структур одной или нескольких таблиц.

По мере своего развития, SQL сильно преобразился и обогатился новыми полезными функциями, в результате чего, все больше стал походить на настоящий язык программирования. На сегодняшний день, SQL - это единственный механизм, который способен связать прикладное программное обеспечение и базу данных. Вот, что такое SQL. SQL обладает несколькими видами запросов.

Стоит отметить, что любой запрос SQL подразумевает под собой или запрос данных из нужной базы, или обращение к базе с обязательным изменением в ней данных. В связи с этим принято выделять следующие виды запросов: создание или изменение в базе данных новых или уже существующих в ней объектов; получение данных; добавление новых данных в таблицу; удаление данных; обращение к системе управления базами данных (СУБД). Немного о преимуществах и недостатках данной системы работы с данными. Преимущества SQL Независимость от существующей в данной системе СУБД. Тексты SQL являются универсальными для многих СУБД.

Однако это правило распространяется на простые задачи, связанные с обработкой данных в таблицах. Наличие стандартов SQL способствует "стабилизации" языка. Декларативность. Это преимущество заключается в том, что при работе с данными, программист выбирает только ту информацию, которая должна быть изменена или модифицирована. То, каким образом это будет сделано, в автоматическом режиме решается на программном уровне самой СУБД. Недостатки SQL SQL не соответствует реляционной модели построения данных. В этом плане, SQL замещает язык Tutorial D, который является истинно реляционным.

Сложность SQL определяет его предназначение. Язык настолько сложен, что им может пользоваться только программист. Хотя изначально он задумывался как средство управления, с которым будет работать обычный пользователь.

На современном рынке средств разработки ИС достаточно много систем, в той или иной степени удовлетворяющих перечисленням требованиям. CASE-средства ERwin и BPwin, разработанные фирмой PLATINUM, входят в число лучших на сегодняшний день.

ERwin - средство разработка структуры базы данных (БД). ERwin сочетает графический интерфейс Windows, инструменты для построения ER-диаграмм, редакторы для создания логического и физического описания модели данных и прозрачную піддержку ведучих реляционных СУБД и настольных баз данных. С помощью ERwin можно создавать или проводить обратное проектирование (реинжиниринг) баз данных.

Возможны две точки зрения на информационную модель и, соответственно, два уровня модели. Первый - логический (точка зрения пользователя) - описывает данные, задействованные в бизнесе предприятия. Второй - физический - определяет представление информации в БД. ERwin объединяет их в единую диаграмму, имеющую несколько уровней представления.

C# (произносится «си шарп») -- объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 1998--2001 годахгруппой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET Framework и впоследствии был стандартизирован как ECMA-334 и ISO/IEC 23270.

C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеетстатическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов (в том числе операторов явного и неявного приведения типа), делегаты, атрибуты, события, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML.

Переняв многое от своих предшественников -- языков C++, Pascal, Модула, Smalltalk и, в особенности, Java -- С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем, например, C# в отличие от C++ не поддерживает множественное наследование классов (между тем допускается множественное наследование интерфейсов).

C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR. Это касается, прежде всего, системы типов C#, которая отражает BCL.

Присутствие или отсутствие тех или иных выразительных особенностей языка диктуется тем, может ли конкретная языковая особенность быть транслирована в соответствующие конструкции CLR. Так, с развитием CLR от версии 1.1 к 2.0 значительно обогатился и сам C#; подобного взаимодействия следует ожидать и в дальнейшем (однако, эта закономерность была нарушена с выходом C# 3.0, представляющего собой расширения языка, не опирающиеся на расширения платформы.NET).

Операционные системы

Основные идеи ОС

Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм , начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода , вычисления математических функций и т. п.).

Встроенные программы

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).

Классификация СУБД по способу доступа к БД

Файл-серверные

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере . Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком - высокая загрузка локальной сети.

На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими.

Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера (см. Клиент-сервер ).

См. также

Литература

Васильев В.Г. Системное программное обеспечение

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Любая современная организация имеет дело с огромным количеством данных, которые вводятся пользователями различных корпоративных приложений, а затем применяются сотрудниками для получения справочной информации, печати документов, анализа тех или иных аспектов деятельности компании. Зачастую конкурентоспособность компании и эффективность ее деятельности напрямую зависят от актуальности и доступности этих данных как для сотрудников самой компании, так и для ее клиентов и партнеров по бизнесу, поэтому задача хранения корпоративных данных сейчас актуальна как никогда.
Корпоративные данные большинства компаний, как правило, хранятся в базах данных, управляемых серверными СУБД. Именно о них и пойдет речь в данной статье.

Какими бывают системы управления базами данных

акая категория программного обеспечения, как системы управления базами данных, существует уже не один десяток лет задача хранения данных возникла практически одновременно с появлением первых носителей данных, а принципы, на которых основана работа большинства современных СУБД, были сформулированы еще в 60-х годах прошлого века. Данная категория продуктов существует практически для всех платформ, начиная с карманных компьютеров и мобильных телефонов и заканчивая мэйнфреймами и суперкомпьютерами, и используется абсолютно во всех системах управления предприятиями и в других корпоративных приложениях, а также во многих приложениях иного назначения.

Системы управления базами данных можно классифицировать различными способами по принципу организации данных (реляционные, иерархические, сетевые…), по способу доступа (однопользовательские и многопользовательские), по архитектуре (настольные и серверные), по функциональным возможностям и по возможностям, связанным с масштабируемостью.

В настоящее время наиболее часто применяются реляционные СУБД с архитектурой «клиент-сервер», хотя изредка еще можно встретить приложения, использующие настольные СУБД. Базы данных, управляемые настольными СУБД, обычно представляют собой файл или набор файлов, а сами СУБД являются набором библиотек, с помощью которых применяющие их приложения могут вносить изменения в эти файлы. Иногда настольные СУБД снабжаются также оболочкой для создания таблиц и иных объектов и даже для разработки простейших приложений, например в случае Microsoft Access, наиболее популярной в настоящее время, именно оболочка, а не библиотека является коммерческим продуктом.

Однако корпоративные приложения для крупных и даже для средних предприятий, как правило, используют серверные СУБД в силу их большей надежности и масштабируемости. В простейшем случае информационная система, основанная на архитектуре «клиент-сервер», состоит из двух основных компонентов: сервера баз данных, управляющего данными и выполняющего поступающие от клиентских приложений запросы, и самих клиентских приложений, обеспечивающих интерфейс пользователя и посылающих запросы к серверу. Именно сервер баз данных может манипулировать файлами, в которых хранятся данные, выполнять пользовательские запросы, поддерживать ссылочную целостность данных, обеспечивать доступ к ним, осуществлять резервное копирование данных и протоколировать операции, связанные с их изменением. В более сложных случаях между клиентом и сервером может располагаться приложение промежуточного звена (middleware), функции которого весьма разнообразны от разграничения доступа к данным до реализации достаточно сложной бизнес-логики.

Требования к современным СУБД

современным СУБД предъявляются следующие требования:

масштабируемость отсутствие существенного снижения скорости выполнения пользовательских запросов при пропорциональном росте количества запросов и аппаратных ресурсов используемых данной СУБД (таких как объем оперативной памяти, количество процессоров и серверов);
доступность возможность всегда выполнить запрос;
надежность минимальная вероятность сбоев, наличие средств восстановления данных после сбоев, инструментов резервного копирования и дублирования данных (в последнее время производители СУБД нередко предлагают инструменты, позволяющие осуществлять подобные операции, не прерывая работу пользователей);
управляемость простота администрирования, наличие средств автоматического конфигурирования (типичный современный набор средств администрирования включает средства создания баз данных и их объектов, инструменты описания правил репликации данных между различными серверами, утилиты управления пользователями, группами и их правами, средства мониторинга событий, средства просмотра планов выполнения запросов, утилиты миграции из других СУБД);
наличие средств защиты данных от потери и несанкционированного доступа;
поддержка доступа к данным с помощью Web-служб;
поддержка стандартных механизмов доступа к данным (таких как ODBC, JDBC, OLE DB, ADO .NET), позволяющая создавать приложения для СУБД с помощью различных средств разработки.

Несоответствие СУБД какому-либо из этих требований приводит к тому, что даже у неплохой по другим потребительским свойствам СУБД область применения оказывается весьма ограниченной. Так, СУБД с плохой масштабируемостью, успешно применявшаяся при небольшом объеме обрабатываемых данных, оказывается непригодной в случае увеличения их количества. Отсутствие необходимых административных утилит также нередко приводит к отказу от применения некоторых СУБД. Плохие масштабируемость и доступность влекут за собой дополнительные затраты рабочего времени сотрудников, простои, а также потерю компанией клиентов, отчаявшихся дождаться ответа на заданный по телефону вопрос или на введенный на Web-сайте запрос. Отсутствие поддержки серверного кода приводит к тому, что СУБД, с успехом применяющаяся на корпоративном Web-сайте, не может быть использована для создания других внутрикорпоративных приложений. Отсутствие поддержки стандартных механизмов доступа к данным может автоматически привести к тому, что использующие средства разработки, ориентированные на эти механизмы, откажутся применять данную СУБД.

Именно поэтому лидеры рынка корпоративных СУБД стремятся производить продукты, удовлетворяющие всем вышеперечисленным требованиям. Кроме того, как правило, подобные продукты существуют для нескольких платформ, а нередко и в разных редакциях (включая даже бесплатные), предназначенных для решения различных задач.

СУБД ведущих производителей

огласно данным ряда аналитических отчетов (см., например: Strange K. Magic Quadrant for Data Warehouse DBMSs// Gartner Research Note M-22-2154. 2004), лидерами рынка СУБД на данный момент являются давно и успешно представленные на российском рынке компании IBM, Oracle, Microsoft, Sybase и Teradata, а также относительно молодая компания Netezza, которая на отечественном рынке практически неизвестна. Далее мы кратко рассмотрим особенности продуктов этих компаний.

DB2 Universal Database (IBM)

Семейство серверных СУБД фирмы IBM, известное под названием DB2 Universal Database (DB2 UDB), впервые появилось в 1996 году и предназначалось для платформ UNIX, OS/2 и Microsoft Windows NT. Последняя версия этого продукта, DB2 UDB 8.2, функционирует под управлением операционных систем AIX, AIX, Linux, HP-UX, Sun и Windows.

Особенностями данной СУБД являются развитые средства самовосстановления и автоматического выполнения операций, связанных с поддержкой базы данных (таких как создание резервных копий и дефрагментация данных). Из механизмов доступа к данным DB2 UDB поддерживает ODBC, JDBC, ADO/OLE DB, ADO .NET. Данная СУБД позволяет создавать серверный код на CLR-совместимых языках, таких как C# и Visual Basic .NET.

DB2 Universal Database поддерживает создание хранилищ данных и помимо средств переноса данных в хранилище содержит в составе клиентской части средства управления хранилищами данных, позволяющие управлять всеми процессами, связанными с созданием и поддержкой хранилищ данных, включая создание схемы хранилища, определение источников исходных данных для него, создание расписаний обновления данных в хранилище, проверку и исправление некорректных данных.

К другим важнейшим техническим характеристикам DB2 Universal Database следует отнести поддержку реляционных и комплексных данных с помощью объектных расширений, возможность работы на мультипроцессорных платформах, поддержку кластеров, 64-разрядную архитектуру памяти, распараллеливание запросов, наличие средств для распределенного администрирования и обработки данных, поддержку выполнения распределенных транзакций. Некоторые из указанных технологий были заимствованы из СУБД Informix Dynamic Server, приобретенной IBM вместе с компанией Informix несколько лет назад.

Oracle 10g (Oracle)

Oracle, появившаяся в 1979 году, была первой коммерческой реляционной СУБД, которая поддерживала язык SQL, ставший ныне индустриальным стандартом. Ранние версии этой СУБД создавались для мэйнфреймов, однако в 1985 году появились версии Oracle, предназначенные для использования в архитектуре «клиент-сервер». Это была первая СУБД, использовавшая предоставляемые некоторыми серверными платформами средства параллельных вычислений.

В настоящее время последней ее версией является Oracle 10g. Эта СУБД отвечает самым строгим требованиям к качеству обслуживания, обладает возможностями кластеризации (для этого предназначен модуль Oracle Real Application Clusters), развитыми средствами безопасности.

СУБД Oracle 10g предоставляет средства параллельной обработки запросов, встроенные средства OLAP, средства быстрого извлечения, преобразования и загрузки данных, служб порталов, средств бизнес-анализа, распространения отчетов и анализа действий пользователей, инструменты анализа производительности СУБД, обеспечивает поддержку кластеров.

Из механизмов доступа к данным Oracle 10g поддерживает ODBC, JDBC и ADO/OLE DB, кроме того, для этой СУБД существует.NET-провайдер и соответствующий набор классов от Microsoft. Клиентская часть Oracle содержит также набор COM-объектов для доступа к данным (Oracle Objects for OLE). Отметим, что и многие другие компании производят ODBC-драйверы и OLE DB-провайдеры для доступа к Oracle эту СУБД поддерживают все ведущие производители средств разработки, генераторов отчетов, средств аналитической обработки данных.

И на Западе, и в России нередко используются готовые корпоративные решения от Oracle Corporation, объединенные под общим названием Oracle Applications, такие как Oracle Financials, Oracle Human Resources, Oracle Market Management, Oracle Project Systems и др., собственно, продажа и поддержка именно этих приложений и составляют основную часть бизнеса компании.

SQL Server 2000 и SQL Server 2005 (Microsoft)

Первая версия Microsoft SQL Server совместный продукт компаний Microsoft и Sybase, выпущенный в 1988 году, была разработана для платформы OS/2. Последующие версии этого сервера баз данных предназначались для платформы Windows и со временем были тесно интегрированы с этой операционной системой. Для других платформ версии данного сервера не выпускались и не выпускаются.

Наиболее часто используемая версия этой СУБД Microsoft SQL Server 2000 отличается повышенной масштабируемостью и производительностью. Она позволяет использовать на одном компьютере несколько одновременно работающих серверов, поддерживает создание кластеров, параллельные вычисления в многопроцессорных системах, распределенные запросы. Средства администрирования Microsoft SQL Server 2000 считаются одними из наиболее простых и удобных. Помимо средств решения стандартных задач администрирования, таких как создание баз данных и их объектов, управление привилегиями пользователей и групп, резервное копирование и восстановление, репликация данных, они включают утилиты обмена данными с другими СУБД и хранилищами данных. В состав этого продукта входит OLAP-сервер именно с его появления в составе SQL Server началось включение OLAP-средств в состав СУБД других производителей и перемещение их из категории дорогостоящих, элитных продуктов в категорию продуктов, широко применяемых даже в небольших компаниях.

Из механизмов доступа к данным этот продукт поддерживает ODBC, OLE DB/ADO, ADO .NET. Имеется также JDBC-драйвер производства компании Microsoft. Нельзя не отметить великолепные средства интеграции этой СУБД с Microsoft Office, вплоть до инструментов манипуляции OLAP-данными из этих приложений.

Последующая версия этой СУБД SQL Server 2005, выпуск которой ожидается в этом году, будет поддерживать асинхронный обмен сообщениями между различными серверными процессами, содержать службы уведомления клиентов о событиях в базе данных, позволять создавать устойчивые к сбоям кластеры и осуществлять зеркалирование базы данных, производить репликации с базами данных, управляемыми СУБД других производителей, выполнять без остановки сервера такие операции, как изменение числа процессоров и объема памяти.

Еще одним из основных технологических новшеств ожидаемой версии SQL Server является интеграция с Microsoft .NET Framework 2.0 на уровне Common Language Runtime в самой СУБД, что позволит создавать серверный код на любом CLR-совместимом языке программирования, например на C# или на Visual Basic. Отметим также существенное расширение аналитических возможностей данной СУБД, например появление новых алгоритмов Data Mining.

SQL Server 2005 будет создана в виде не только 32-, но и 64-разрядной версии, поддерживающей процессоры Intel Itanium и AMD Opteron. А для решения относительно несложных задач, использующих небольшие базы данных, будет выпущена бесплатная версия Microsoft SQL Server 2005 Express Edition.

Adaptive Server Enterprise и Adaptive Server IQ (Sybase)

Серверные продукты компании Sybase происходят от одной из ранних версий Microsoft SQL Server, созданной совместно Microsoft и Sybase. Начиная с 1994 года Microsoft и Sybase разрабатывают свои серверные продукты независимо друг от друга, и результатом деятельности компании Sybase в этом направлении является продукт Adaptive Server Enterprise (ASE), последняя версия которого, 12.5.2, существует для Windows NT/2000 и некоторых версий UNIX и Linux.

В настоящее время Adaptive Server Enterprise поддерживает упреждающее асинхронное чтение, что повышает скорость выполнения сложных запросов; создание кластеров; наличие 64-разрядной версии; распределенную обработку запросов, в том числе к базам данных других производителей; расширенные хранимые процедуры, позволяющие осуществлять легкий доступ к функциям, которые написаны на языках, отличных от SQL; параллельную обработку запросов в многопроцессорных системах; параллельную работу утилит администрирования; динамическую конфигурацию сервера и резервное копирование данных с компрессией. Особо стоит отметить службы Sybase Real-Time Data Services, предназначенные для организации передачи сообщений в реальном времени при возникновении каких-либо событий в базах данных, в том числе в базах данных, управляемых СУБД других производителей.

Из универсальных механизмов доступа к данным ASE поддерживает ODBC, JDBC, OLE DB/ADO. Отметим, что нередко вместе с ASE используются средства разработки и проектирования данных самой компании Sybase.

Для создания многомерных хранилищ данных у Sybase существует еще один серверный продукт Adaptive Server IQ, позволяющий создавать хранилища на основе данных из СУБД производства не только Sybase, но и других производителей. Высокая скорость выполнения запросов в этом продукте обусловлена нестандартным способом хранения данных. Отметим также, что существует ряд продуктов под общим названием Sybase Industry Warehouse Studio, ориентированных на обслуживание конкретных предметных областей.

Teradata Database V2R6.0 (Teradata)

В течение последних нескольких лет СУБД компании Teradata считаются лидирующими продуктами среди СУБД, предназначенных для создания хранилищ данных. Последняя версия этой СУБД, Teradata Database V2R6.0, доступна для Microsoft Windows, OS/2 и ряда версий UNIX и Linux.

Отличием этой СУБД от других продуктов является специальный механизм параллельной обработки запросов, предполагающий разбиение задачи на ряд отдельных подзадач и их параллельное выполнение. При этом даже такие операции, как сортировка или группировка данных, могут разделяться на несколько задач и выполняться параллельно это достигается за счет специального способа хранения данных, при котором части базы данных также делятся между подзадачами. Сами подзадачи могут распределяться между имеющимися процессорами, которых может быть более одного. Благодаря механизму параллельного решения задач, Teradata Database V2R6.0 отличается высокой масштабируемостью.

Для создания клиентских приложений, использующих Teradata Database, существуют ODBC-драйвер, документированный клиентский API, совместимый с IBM DB2, и ряд других программных интерфейсов. Средства администрирования этой СУБД включают средства резервного копирования и восстановления, просмотра и редактирования данных, мониторинга производительности и нагрузки, а также утилиту администрирования для управления всеми перечисленными задачами, доступную для различных версий Windows.

Netezza Performance Server 8000 Series (Netezza)

Netezza Performance Server это аппаратно-программное решение, представляющее собой сервер с системой хранения данных и предустановленной на нем операционной системой Linux , а также СУБД с открытым кодом, созданной на основе Postgress. Компания Netezza заявляет, что данное решение не уступает по производительности решениям на основе Teradata при заметно меньшей стоимости. В числе особенностей данного аппаратно-программного решения поддержка параллельной обработки данных, разделение задач за счет разделения частей базы данных между подзадачами, высокая масштабируемость.

Из программных интерфейсов данным решением поддерживаются универсальные механизмы доступа к данным ODBC и JDBC.

***

В заключение отметим, что возможности современных СУБД ведущих производителей отражают современные потребности корпоративных приложений. К ним относятся способность формировать кластеры, поддерживать параллельную обработку данных в многопроцессорных системах, предоставлять программные интерфейсы для наиболее популярных средств разработки приложений, создавать аналитические приложения. Немаловажными особенностями современных СУБД ведущих производителей являются также простота администрирования и возможность выполнения ряда операций по поддержке базы данных без прерывания работы, довольно высокие показатели надежности и доступности, а также наличие нескольких редакций для решения различных по масштабу задач.

В настоящее время функционирование различных предприятий организаций не возможно без информационной системы, которая позволяет автоматизировать сбор и обработку данных. Для хранения и доступа к данным, содержащие необходимые сведения, создается база данных.

Современные информационные системы, основанные на концепции интеграции данных, характеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей.

Целью любой информационной системы является обработка данных об объемах реального мира. В широком смысле база данных – совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира (предприятие или ВУЗ), подлежащую изучению с целью организации управления и автоматизации.

У термина "база данных" имеется несколько терминов. Они не являются противоречивыми, а представляют разные точки зрения на одно понятие. Остановимся на одном из них:

База данных – информационная модель предметной области в виде совокупности данных, хранимых в памяти компьютера и связанных между собой по правилам, которые определяют их общие принципы описания, хранения и манипулирования.

Под информационной моделью понимают информацию об объекте, отобранную и структурированную в соответствии с заданной целью.

Модель данных - описание методов представления и обработки данных в СУБД, в том числе методов определения типов логических структур в базе данных, методов манипуляции данными и методов определения и поддержки целостности базы данных.

Первые базы данных создавались на основе файловых систем, и вся ответственность за работу с ними возлагалась на прикладное программное обеспечение, использовавшее эти базы. Файловые базы данных сейчас практически не применяются. В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется централизованно с помощью специального программного инструментария – системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) – комплекс языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и применения базы данных пользователями.

В состав современных серверов баз данных входят всевозможные средства разработки и механизмы взаимодействия с пользователем на высоком уровне. Эти средства разработки, являясь приложениями пользователя, позволяют создавать приложения, работающие как СУБД.

СУБД представляет собой комплекс программных средств, в работе которого принимает участие множество людей, как обслуживающих эти программы, так и использующие результат их работы.

К программному обеспечению относятся все компьютерные программы, используемые в работе системы управления базами данных. Для выполнения всех функций СУБД требуется программное обеспечение трех видов: 1)системное программное обеспечение (управляет всеми компонентами оборудования и обеспечивает доступ к нему всех остальных приложений, работающих на компьютере);

2)программное обеспечение СУБД (управляет базой данных, реализуя функции СУБД);

3) прикладные программы и утилиты (предназначены для получения доступа к данным и манипулирования ими в среде, прикладные программы служат для представления данных, хранящихся в БД, в виде отчетов и таблиц).

Программное обеспечение СУБД относят к разряду промежуточного программного обеспечения.

Если взять за основу функциональные обязанности, то в СУБД можно выделить шесть основных групп:

1) Системные администраторы – несут ответственность и обеспечивают надежную работу программного обеспечения

2) Администраторы баз данных – обеспечивают работу СУБД и управляют ею, создают записи, выполняет процедуры, связанные с надежностью хранения данных (назначают права, ограничивают доступ)

3) Системные аналитики – выполняют работу по систематизации структуры данных, приложений и отчетов

4) Проектировщики базы данных – проектируют структуру СУБД

5) Программисты – разрабатывают прикладное программное обеспечение

6) Конечные пользователи – применяют прикладные программы с целью выполнения ежедневных операций.

База данных включает в себя:

1) данные (весь фактический материал, хранящийся в базе данных). Являются необработанным сырье, которое подлежит структурированию

2) метаданные (содержимое системного каталога). Представляют собой сведения об именах и структуре таблиц, правах пользователей, типах ограничений и других объектах базы данных

3) процедуры – важный компонент системы. Устанавливают стандарты ведения коммерческой, технологической и производственно-технической деятельности в рамках предприятия и в отношениях с клиентами

Классификация СУБД

По типу принятой модели:

1) иерархические – связь между объектами БД образует перевернутое дерево, т.е. каждый нижележащий элемент иерархии соединен только с одним расположенным выше элементом

2) сетевые – связь между объектами данных могут быть установлены в произвольном порядке

3) реляционные – каждая единица данных в базе однозначно определяется именем таблицы, идентификатором записи и именем поля

4) объектно-реляционные – содержат объектно-ориентированные механизмы построения структур данных в виде расширений языка и программных надстроек над ядром СУБД

5) объектно-ориентированные – основаны на сочетании трех принципов: реляционной модели, стандартов на описание объектов и принципов

объектно-ориентированного программирования

По архитектуре:

локальные базы данных (все данные и объекты СУБД находятся на одном компьютере) и распределительные (различные части данных и объекты СУБД находятся на разных компьютерах)

По способу доступа к БД:

2) файл-серверные – находится на каждом клиентском компьютере и доступ к данным осуществляется через локальную сеть

3) клиент-серверные – обеспечивают разграничение доступа между пользователем и мало загружают сеть и машины

4) встраиваемая – представляет собой программную библиотеку. Доступ к данным происходит посредством запроса на языке SQL или путем вызова функций библиотеки из приложения

По скорости обработки:

Операционные (обладают высокими скоростями на запрос, извлечения и предоставления информации) и хранилища данных (занимает значительный объем времени т.к. базы с очень большим объемом информации)

СУБД выполняет следующие функции:

1) абстракция данных, управление словарем данных – для поиска необходимых структур данных и их отношений СУБД использует словарь данных, помогая избежать кодирования таких сложных взаимосвязей в каждой программе.

2) Управление хранением данных – СУБД создает сложные структуры, необходимые для хранения данных, освобождая программистов от определения и программирования физических свойств данных

3) Преобразование и представление данных – СУБД берет на себя задачу структурирования вводимых данных, преобразуя их в форму, удобную для хранения. Обеспечивая независимость данных, СУБД преобразует логические запросы в команды, определяющие их физическое местоположение и извлечение

4) Управление безопасностью - СУБД создает систему безопасности, которая обеспечивает защиту пользователя и конфиденциальность данных внутри БД

5) Управление многопользовательским доступом – СУБД создает сложные структуры, обеспечивающие доступ к данным нескольких пользователей одновременно

6) Управление резервным копированием и восстановлением – в СУБД имеются процедуры резервного копирования и восстановления данных, обеспечивающие их безопасность и целостность

7) Управление целостностью данных – в СУБД предусмотрены правила, обеспечивающие целостность данных, что позволяет минимизировать избыточность данных и гарантировать их непротиворечивость

8) Поддержка языка доступа к данным и интерфейсов пригладного программирования – СУБД обеспечивает доступ к данным при помощи языка запросов(непроцедурный язык, т.е. он предоставляет пользователю возможность определить, что необходимо выполнить, не указавая, как это сделать)

9) Интерфейсы взаимодействия с базой данных – текущее поколение СУБД обеспечивает специальные программы взаимодействия, разработанные для того, чтобы база данных могла принимать запросы конечных пользователей в сетевом окружении

Проектирование баз данных, как и проектирование информационных систем, состоит из нескольких этапов. Одним из важных этапов проектирования является создание диаграмм "сущность-связь". Для этого необходимо обозначить сущности, добавить к ним атрибуты, установить ключи и объединить сущности при помощи связей. Все это можно проделывать вручную, просто рисуя соответствующие диаграммы на бумаге. В те времена, когда была предложена концепция "сущность-связь", так и делали, однако при наличии компьютера с развитым графическим интерфейсом рисунки на бумаге отошли в прошлое. Довольно быстро был создан целый класс программных продуктов, позволяющий не только выполнять моделирование в парадигме "сущность-связь", но и генерировать на основе созданных моделей схему базы данных для практически любых распространенных серверов баз данных.

Надо отметить, что современные серверы баз данных часто оснащаются средствами моделирования модели "сущность-связь" или другими средствами создания схем данных.

Все тонкости построения информационной модели некоторой предметной области деятельности человека преследуют одну цель – получить хорошую БД. Поясним термин «хорошая БД» и сформулируем требования, которым она должна удовлетворять:
1) Должна удовлетворять информационным потребностям и возможностям пользователей (организаций) и по структуре и содержанию соответствовать решаемым задачам;
2) Должна обеспечивать получение требуемых данных за приемлемое время, т. е. отвечать требованиям производительности;
3) Должна легко расширяться либо интегрироваться в более масштабные объекты при реорганизации предметной области;
4) Должна легко изменяться при изменении программной и аппаратной среды;
5) Корректные данные, загруженные в БД, должны оставаться корректными (данные должны проверяться на корректность при их вводе).

Системы управления базами данных очень важны для множества организаций и предприятий, т.к. существует необходимость сохранности и умелое использование информационными ресурсами. Эффективность управления предприятием зависит и от того, насколько разумно в нем организовано управление документооборотом. Фактически, малоэффективное использование накопленной информации (или, еще хуже, ее утрата) может привести к развалу предприятия. Ведь вовремя не полученная информация или документ это, прежде всего, потерянные деньги, время и упущенные возможности. Вследствие этого, на любом предприятии, где ведется активная работа с различными документами, рано или поздно встает проблема систематизации, обработки и безопасного хранения значительных объемов информации. Важную роль в оптимизации деятельности предприятия любого размера и профиля деятельности играют современные системы электронного документооборота.

Похожая информация.

Каждый владелец сайта знает, что для правильного функционирования сайта нужны не только файлы с кодом страниц, но и базы данных. Для взаимодействия с базами данных используются системы управления базами данных (СУБД). В данной статье я хочу рассказать о базах данных и СУБД, о том, какие разновидности существуют, и чем они отличаются друг от друга.

База данных

База данных представляет собой определенный набор данных, которые, как правило, связаны объединяющим признаком либо свойством (или несколькими). Эти данные упорядочены, например, по алфавиту. Обилие различных данных, которые могут быть помещены в единую базу, ведет к множеству вариаций того, что может быть записано: личные данные пользователей, записи, даты, заказы и так далее. К примеру, если у вас интернет-магазин, то база данных вашего сайта может содержать прайс-листы, каталог товаров или услуг, отчеты, статистику и информацию о клиентах.

В первую очередь это удобно тем, что информацию можно быстро заносить в базу данных и так же быстро ее извлекать при необходимости. Если на заре развития web-разработки все необходимые данные нужно было прописывать в коде страницы, то теперь такая необходимость отсутствует - нужная информация может быть запрошена из базы данных при помощи скриптов. Специальные алгоритмы хранения и поиска информации, которые используются в базах данных, позволяют находить нужные сведения буквально за доли секунд - а при работе в виртуальном пространстве скорость работы ресурса важна как ничто другое.

Немаловажной является и взаимосвязь информации в базе данных: изменение одной строчки может привести к значительным изменениям других строк. Работать с данными таким образом гораздо проще и быстрее, чем если бы изменения касались только одного места в базе данных.

Однако это не значит, что база данных обязательно должна быть у каждого сайта - к примеру, если у вас сайт-визитка, и никакой новой информации вы на сайте не размещаете, то база данных вам будет попросту не нужна. Самый легкий способ сделать простой сайт - создать .

Система управления базами данных

Как можно догадаться уже из названия, система управления базами данных (или сокращенно СУБД) представляет собой программное обеспечение, которое используется для создания и работы с базами данных. Главная функция СУБД - это управление данными (которые могут быть как во внешней, так и в оперативной памяти). СУБД обязательно поддерживает языки баз данных, а также отвечает за копирование и восстановление данных после каких-либо сбоев.

Что касается классификации баз данных, то тут возможны различные варианты.
К примеру, можно разделить базы по модели данных : иерархические (имеют древовидную структуру), сетевые (по своей структуре похожи на иерархические), реляционные (используются для управления реляционными базами данных), объектно-ориентированные (используются для объектной модели данных) и объектно-реляционные (некое слияние реляционного и объектно-ориентированного вида баз данных).

Либо, если деление идет по тому, где размещается СУБД , их можно разделить на локальные - вся СУБД размещается на одном компьютере, и распределенные - части системы управления базами данных находятся на нескольких компьютерах.

Файл-серверные, клиент-серверные и встраиваемые - такие названия носят СУБД, если разделить их по способу доступа к базам данных . Файл-серверные СУБД на данный момент уже считаются устаревшими; в основном идет использование клиент-серверных (СУБД, которые располагаются на сервере вместе с самой базой данных) и встраиваемых (не требующих отдельной установки) систем.

Информация, которая хранится в базах данных, не ограничивается только текстовыми или графическими файлами - современные версии СУБД поддерживают также форматы аудио и видеофайлов.

В этой статье я сделаю упор на СУБД, которые используются для хранения информации различных веб-ресурсов.

Зачем же нужны эти СУБД? Помимо основной своей функции - хранения и систематизации огромного количества информации - они позволяют быстро обрабатывать клиентские запросы и выдавать свежую и актуальную информацию.

Это касается и изменений, которые вносите вы - вместо того, чтобы менять информацию в каждом файле сайта, вы можете поменять ее в базе данных, и тогда на каждой странице сразу же будет отображена корректная информация.

Реляционные СУБД и язык SQL

Реляционные и объектно-реляционные СУБД являются одними из самых распространенных систем. Они представляют собой таблицы, у которых каждый столбец (который называется “field” или «поле») упорядочен и имеет определенное уникальное название. Последовательность строк (их называют “records” или «записи») определяется последовательностью ввода информации в таблицу. При этом обрабатывание столбцов и строк может происходить в любом порядке. Таблицы с данными связаны между собой специальными отношениями, благодаря чему с данными из разных таблиц можно работать - к примеру, объединять их - при помощи одного запроса.

Для управления реляционными базами данных применяется особый язык программирования - SQL. Сокращение расшифровывается как “Structured query language”, в переводе на русский «язык структурированных запросов».

Команды, которые используются в SQL, делятся на те, которые манипулируют данными, те, которые определяют данные, и те, которые управляют данными.

Схема работы с базой данных выглядит следующим образом:

MySQL

MySQL является одной из самых популярных и распространенных СУБД, которая используется во многих компаниях (например, Facebook, Wikipedia, Twitter, LinkedIn, Alibaba и других). MySQL представляет собой реляционную СУБД, которая относится к свободному программному обеспечению: она распространяется на условиях GNU Public License. Как правило, эту систему управления базами данных определяют как хорошую, быструю и гибкую систему, рекомендованную к применению в небольших или средних проектах. У MySQL есть множество различных преимуществ. Например, она поддерживает различные типы таблиц: как известные MyISAM и InnoDB, так и более экзотичные HEAP и MERGE; кроме того, количество поддерживаемых типов постоянно растет. MySQL выполняет все команды быстро - возможно, сейчас это самая быстрая СУБД из всех существующих. С этой системой управления базами данных может одновременно работать неограниченное количество пользователей, а число строк в таблицах может быть равно 50 миллионам.

Так как в сравнении с некоторыми другими СУБД MySQL поддерживает меньшее количество возможностей, то и работать с ней значительно проще, чем, к примеру, с PostgreSQL, о которой будет рассказано ниже.

Первая версия MySQL вышла в далеком 1995 году, и с тех пор состоялось несколько последующих релизов, каждый из которых нес в себе значительные изменения.

Для работы с MySQL используется не только текстовый, но и графический режим. Это возможно благодаря приложению phpMyAdmin: для работы в приложении вам даже не нужно будет знать SQL-команды, а администрировать свою базу данных можно прямо через браузер.

В целом можно отметить, что MySQL - это выбор тех, кому необходима СУБД для проекта небольшого или среднего размера, быстрая и удобная в работе и без сложностей с администрированием.

PostgreSQL

Эта свободно распространяемая система управления базами данных относится к объектно-реляционному типу СУБД. Как и в случае с MySQL, работа с PostgreSQL основывается на языке SQL, однако, в отличие от MySQL, PostgreSQL поддерживает стандарт SQL-2011. Эта СУБД не имеет ограничений ни по максимальному размеру базы данных, ни по максимуму записей или индексов в таблице.

Если говорить о преимуществах PostgreSQL, то, безусловно, это надежность транзакций и репликаций, возможность наследования и легкая расширяемость. PostgreSQL поддерживает различные расширения и варианты языков программирования, такие как PL/Perl, PL/Python и PL/Java. Также есть возможность загружать C-совместимые модули.

Многие отмечают, что в отличие от MySQL данная СУБД имеет хорошую и подробную документацию, которая дает ответы практически на все вопросы.

О том, что это более масштабная, чем MySQL, СУБД, говорит и тот факт, что PostgreSQL периодически сравнивают с такой мощной системой управления данных, как Oracle.

Все это позволяет говорить о PostgreSQL как об одной из самых продвинутых СУБД на данный момент.

SQLite

На данный момент это одна из самых компактных СУБД; также она является встраиваемой и реляционной. SQLite позволяет хранить все данные в одном файле и, благодаря своему небольшому объему, отличается завидным быстродействием. SQLite значительно отличается от MySQL и PostgreSQL своей структурой: движок и интерфейс этой СУБД находятся в одной библиотеке - и именно это позволяет выполнять все запросы очень быстро. Другие СУБД (MySQL, PostgreSQL, Oracle и т.д.) используют парадигму клиент-сервер, когда взаимодействие происходит через сетевой протокол.

Из недостатков можно отметить отсутствие системы пользователей и возможности увеличения производительности.

SQLite можно посоветовать к использованию в проектах, где нужно иметь возможность быстро перенести приложение, и нет необходимости в масштабируемости.

Oracle

Эта СУБД относится к объектно-реляционному типу. Название произошло от названия разработавшей эту систему фирмы Oracle. Наравне с SQL СУБД использует процедурное расширение под названием PL/SQL, а также язык Java.

Oracle - это система, отличающаяся стабильностью уже не один десяток лет, поэтому ее выбирают крупные корпорации, для которых важна надежность восстановления после сбоев, отлаженная процедура бэкапа, возможность масштабирования и другие ценные возможности. К тому же эта СУБД обеспечивает отличную безопасность и эффектную защиту данных.

В отличие от других СУБД, стоимость покупки и использования Oracle достаточно высока, и именно это зачастую является значимым препятствием к ее использованию в небольших фирмах. Вероятно, именно это также является причиной того, что в рейтинге СУБД на 2016 год в России Oracle находится лишь на 6-м месте.

MongoDB

Эта СУБД отличается тем, что она предназначена для хранения иерархических структур данных, и поэтому ее называют документоориентированной (она представляет собой документное хранилище без использования таблиц или схем). MongoDB имеет открытый исходный код.

Используя идентификатор, вы можете производить быстрые операции над объектом; эта СУБД хорошо показывает себя и при сложных взаимодействиях. В первую очередь речь идет о быстродействии - в некоторых случаях приложение, написанное на MongoDB, будет работать быстрее, чем такое же приложение, использующее SQL, т.к. MongoDB относится к классу СУБД NoSQL и вместо SQL пользуется объектным языком запросов, который значительно легче SQL.

Однако этот язык имеет и свои ограничения, а поэтому MongoDB следует использовать в случаях, когда нет необходимости в сложных и нетривиальных выборках.

Вместо заключения

Выбор СУБД - это важный момент при создании своего ресурса. Отталкивайтесь от своих задач и возможностей, пробуйте и экспериментируйте, чтобы найти именно тот вариант, который будет наиболее подходящим.