Системы управления базами данных (СУБД)
<<Назад | Содержание | Далее>>
База данных — совместно используемый набор логически связанных данных. Это единое хранилище данных, которое однократно определяется, а затем используется одновременно многими пользователями.
Система управления базами данных (СУБД) — это программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
В реляционных базах данных (БД самого распространенного типа) данные хранятся в таблицах. На первый взгляд, эти таблицы подобны электронным таблицам Excel, поскольку они тоже состоят из строк и столбцов. Столбцы называются полями (fields) и содержат данные определенного типа. Строки именуются
Таблицы – не единственный тип объектов, из которых состоят базы данных. Помимо таблиц, существуют формы, отчеты и запросы.
Формы (forms) применяются для добавления новых данных и изменения уже существующих. Формы облегчают добавление и редактирование информации, а также позволяют контролировать тип водимых данных и избегать при вводе ряда ошибок.
Для отображения данных в удобном для чтения виде используются отчеты (reports). Ознакомиться со всей информацией, хранящейся в таблице, сложно по той причине, что текст не умещается в полях целиком. Существует возможность включать в отчет не все данные, а только некоторые, что значительно повышает удобство использования.
Для вывода в отчеты определенных данных применяются запросы (queries). Использование запросов похоже на процесс поиска, – задаются конкретные критерии отбора, на основе которых база данных формирует и возвращает отчет. Например, если база данных содержит информацию о телефонных номерах, то можно запросить вывести в отчете только те телефоны, которые относятся к конкретному адресу, или только те, которые относятся к конкретной фамилии, или начинающиеся с определенных цифр и т.п. Запросы записываются на языке SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов).
В основе реляционных баз данных лежит понятие связей (отношений, relationships). Они позволяют разработчикам связывать несколько таблиц в базе посредством общих данных. При помощи взаимосвязей разработчики баз данных моделируют таблицы, отражающие взаимодействие объектов в реальности.
Понять принцип работы связей проще всего на примере. Пусть для хранения информации о продажах компании применяется электронная таблица Excel. Со временем в таблице накапливаются сотни записей. Многие из них соответствуют покупкам, совершенным одними и теми же клиентами. Проблема состоит в том, что при совершении повторной покупки информация об адресе клиента снова сохраняется. Со временем некоторые клиенты переезжают. Их новые адреса вводятся в электронную таблицу, но во всех прошлых записях остается прежний адрес. Существует вероятность, что рано или поздно кто-то случайно использует для отправки товара неверный адрес. Обновление адресов становится довольно непростой задачей из-за их невероятного количества. В Excel нет средств, позволяющих устранить эту проблему.
При формировании базы данных логичнее отделить все записи о клиентах от записей, относящихся к совершенным ими покупкам. В этом случае в одной таблице будет храниться информация о покупках, а в другой – о клиентах. В таблице клиентов каждому будет соответствовать только одна запись. При переезде клиента потребуется обновить только одну соответствующую ему запись, а не все записи о его покупках. В таблице, содержащей записи о покупках, вместо перечисления всей информации о покупателе будет указан уникальный идентификатор (в нашем примере поле идентификатора названо cust_ID
Обе таблицы содержат поле cust_ID. В таблице клиентов поле cust_ID включает уникальные идентификаторы, называемые также первичными ключами (primary key). У каждой записи в таблице всегда существует свой идентификатор, который не повторяется, благодаря чему, в таблице обеспечен порядок, предполагающий корректное обновление, удаление и добавление данных.
В таблице покупок одно и то же значение cust_ID, напротив, может повторяться больше одного раза — в зависимости от того, сколько покупок совершил тот или иной клиент. Когда первичный ключ одной таблицы применяется в качестве поля другой, он называется внешним ключом. При использовании внешних ключей между таблицами образуются связи (relationships). Они позволяют избавиться от избыточной (дублирующей информации) и сохранить целостность данных.
В приведенном примере таблицы являются достаточно простыми. Например, в порядке вещей будет использование третьей таблицы для хранения информации о товаре (инвентарная таблица) с полем product_ID, добавляемым в таблицу покупок в качестве внешнего ключа.
|
Рис. 45. Схема данных. |
На рисунке 45 показана взаимосвязь между двумя таблицами, описанными в этом примере. Линия между таблицами обозначает существование связи. Число 1, расположенное слева, означает, что в таблице
Возможности связей между таблицами не ограничены уменьшением избыточности данных. Они также позволяют создать SQL-запрос, извлекающий данные из обеих таблиц на основе определенного критерия. Например, можно создать запрос, выводящий имена и фамилии всех клиентов, совершивших покупки на сумму, превышающую некоторое пороговое значение. Формы, предназначенные для записи сразу в несколько таблиц, тоже функционируют на основе связей.
Модель реляционной СУБД была разработана в 70-80 годы XX века. К реляционным СУБД относится целый ряд программных продуктов, среди них Microsoft Access из пакета Microsoft Office, MySQL или более мощные системы промышленного уровня, таких как Microsoft SQL Server или Oracle.
В последнее время активно развивается и другая модель представления баз данных – объектная. Реляционная модель акцентирует свое внимание на структуре и связях сущностей, объектная — на их свойствах и поведении.
<<Назад | Содержание | Далее>>
Основные понятия и классификация систем управления базами данных (СУБД)
Основные понятия и классификация систем управления базами данных (СУБД)
Базой данных (БД) называют электронное хранилище информации, доступ к которому осуществляется с помощью одного или нескольких компьютеров.
Система управления базой данных (СУБД) — это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования базы данных многими пользователями.
База знаний (БЗ) это хранилище знаний, представленных в формализованном виде.
Логическую структуру данных, хранимых в базе данных, называют моделью организации данных. К основным моделям организации данных относятся иерархическая, сетевая, реляционная.
Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД.
В зависимости от архитектуры СУБД делятся на локальные и распределенные СУБД. Все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере, а распределенной на нескольких.
Информационные системы, основанные на использовании БД, обычно функционируют в архитектуре клиент-сервер. В этом случае БД размещается на компьютере-сервере, и к ней осуществляется совместный доступ.
Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, клиентом — компьютер (программа), использующий этот ресурс.
В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, файлы, службы печати, почтовые службы.Достоинством организации информационной системы на архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей.
Согласно основному принципу архитектуры клиент-сервер, данные обрабатываются только на сервере. Пользователь или приложение формируют запросы, которые поступают к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер базы данных обеспечивает поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных.
Базы данных и СУБД – База знаний Timeweb Community
Для правильной работы сайта нужны не только файлы с кодом страниц, но и базы данных. Для взаимодействия с БД используются системы управления базами данных (СУБД). В этой статье я расскажу о базах данных и СУБД, их разновидностях и основных отличиях.
Как работают базы данных
В базе данных может содержаться различная информация: личные данные пользователей, записи, даты, заказы, список клиентов 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 покупателях.
Любую информацию можно быстро заносить в базу данных и так же быстро извлекать ее при необходимости.
Важную роль играет 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.
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.
Система управления базами данных (СУБД)
Система управления базами данных (сокращенно СУБД) – это программное обеспечение 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 информации после каких-либо сбоев.
Реляционные СУБД и язык SQL
Реляционные и объектно-реляционные СУБД являются одними из самых распространенных систем. Они представляют собой таблицы, в которых каждый столбец (он 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:
- манипулирующие данными,
- определяющие данные,
- управляющие данными.
Схема работы с базой данных выглядит следующим образом:
5 лучших СУБД
Далее я кратко расскажу о лучших СУБД, которые чаще всего используются при создании веб-проектов.
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, 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 достигать 50 миллионов.
Так как в сравнении с некоторыми другими системами MySQL поддерживает меньшее количество возможностей, то и работать с ней значительно проще, чем, к примеру, с PostgreSQL, о которой будет рассказано ниже.
Для работы с MySQL используется не только текстовый, но и графический режим. Это становится реальным благодаря приложению phpMyAdmin: для работы в приложении вам даже не нужно знать SQL-команды, а администрировать свою базу данных можно прямо через браузер.
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 в первую очередь 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.
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 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 лучших 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. Также 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 пользуется объектным языком запросов, который значительно легче SQL.
Однако этот язык имеет и свои ограничения, и потому MongoDB следует использовать в случаях, когда нет необходимости в сложных и нетривиальных выборках.
Заключение
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.
|
Системы управления базами данных
Для работы с файлами баз данных созданы специальные пакеты прикладных программ, называемые системой управления базами данных (СУБД). Средствами СУБД любой пользователь может создать файлы БД, просматривать их, изменять, выполнять поиск, формировать отчеты произвольной формы. Кроме того, поскольку структура файлов БД записана на диске в его начале, можно открыть, просмотреть, выбрать данные и из чужого файла, созданного кем-то программно или средствами СУБД.
В настоящее время создано большое количество СУБД, имеющих приблизительно одинаковые возможности. Все они позволяют создавать файлы БД на диске (то есть записать их структуру), вводить данные, просматривать созданные файлы, редактировать их, обновляя записи, удаляя ненужные, добавляя новые. Созданные файлы БД можно упорядочивать по значению определенного ключевого реквизита или нескольких реквизитов, выполнять поиск информации в базе, формировать отчеты заданной формы по ее данным. Кроме того, очень важной является функция изменения структуры уже созданного файла базы данных. Часто в связи с изменяющимися внешними условиями требуется увеличить разрядность какой-либо графы (например, «цена» или «сумма» в связи с инфляцией) или добавить новый реквизит. Функция изменения структуры базы данных разрешает эту проблему автоматически, перезаписывая файл на новое место на диске с измененной структурой. При этом файлу с измененной структурой присваивается тоже имя, а старая копия файла сохраняется на диске с тем же именем, но с расширением. Расширение — это дополнительная страховка, выполняемая СУБД, которая предохраняет пользователя от потери данных при выполнении операции перезаписи и служит одной из мер защиты данных в БД. Кроме этой меры предусмотрен еще ряд. возможностей, предохраняющих пользователя от случайной потери данных: предупреждения перед необрати мыми операциями типа очистки файла от данных, перезаписи файлов и так далее. Средства СУБД также позволяют организовать систему паролей для защиты от несанкционированного доступа к данным базы.
Наиболее известной среди СУБД является система ёБЛББ, кроме нее существуют БохБазе, БохРго, Рагаёох, ЯЛазе, СИррег, Огас1е и др.
СУБД предполагает работу пользователя с базой данных в разных режимах:
• режим «ассистента» с использованием разветвленного меню; наиболее простой способ работы, не требующий специальной подготовки пользователя, кроме общих представлений о работе с базами данных;
• командный режим, предполагающий диалог пользователя и системы на языке команд СУБД, требует от пользователя знания этого языка;
• программный режим, использующий язык СУБД и позволяющий создать пользовательские программы различной степени сложности, удобно оформленные, выполняющие все функции, необходимые для решения задачи. Большинство современных комплексов программ, решающих экономические задачи, написаны на языках СУБД. Эти языки позволяют создать программы, имеющие удобный «дружественный» пользовательский интерфейс (взаимодействие пользователя с компьютерной системой).
Выбор СУБД определяется многими факторами, но главный из них — возможность работы с построенной моделью данных. Поэтому одной из важнейших характеристик является тип модели (иерархический, сетевой, реляционный), который поддерживается СУБД. Имеются системы для работы с иерархическими и сетевыми моделями, однако большинство СУБД для персональных ЭВМ работают с реляционной моделью. Таковы системы ёБазе, БохБазе, БохРго, СИррег, Рагаёох, КЪазе. Реляционные СУБД для персональных ЭВМ различаются набором реляционных операций, которые СУБД может выполнять. Перечисленные СУБД эффективны для создания небольших изолированных систем с несложной структурой данных, с- относительно небольшими объемами данных (10-40 Мбайт) и несложными запросами. За пределами такого рода ограничений эффективность использования указанных СУБД существенно снижается.
В частности, далеко не все СУБД обеспечивают представление доступа нескольким пользователям, режим секретности и надежности, целостность и согласованность данных при многопользовательской работе. Нередко все эти функции развитых сложных СУБД переносятся на программистов. На практике это означает, что указанные важнейшие требования не будут реализованы в полной мере. Практика показывает, что необходимо переходить на новую аппаратную, а следовательно, и программную основу, если объем данных и сложность решаемых задач достигнут предела возможностей ПЭВМ и СУБД.
Как программный продукт СУБД характеризуют цена, набор реализуемых функций, объем памяти. Для каждой СУБД в технической документации указываются требуемая операционная среда, а также минимальная и рекомендуемая конфигурация технических средств.
При выборе СУБД пользователя-экономиста в первую очередь должны интересовать трудности освоения системы, легкость ее внедрения и использования, сложности работы в среде данной СУБД, качество технической документации и уровень сопровождения.
Удобство и комфортность работы пользователя с СУБД во многом определяются пользовательским интерфейсом. Пользовательский интерфейс — это средство и часть СУБД, ориентированные на взаимодействие пользователя с компьютерной системой. Благодаря разветвленным иерархическим меню, всевозможным подсказкам и разнообразной помощи, пользователю легко ориентироваться в выборе действий адекватных возникающей в процессе работы ситуации. Очень важна в интерфейсе минимизация действий пользователя, необходимых для подключения часто требуемых функций. Для этой цели применяются функциональные клавиши. Их нажатие вызывает исполнение программных модулей, которые реализуют требуемую функцию.
Пользовательский интерфейс может быть многоуровневым, рассчитанным на более широкий круг разнообразных пользователей. Благодаря дружественному характеру интерфейса пользователь избавляется от необходимости знать язык программирования системы, чем достигается более высокая его производительность. Сочетанием простоты освоения и использования функциональных возможностей с помощью простого интерфейса обеспечивается широ кая сфера применения таким массовым СУБД. При усложнении информационных потребностей пользователя возникает необходимость в более развитых СУБД и в знании языка программирования используемой СУБД.
Для функционирования баз данных приобретаются не только СУБД, но и дополнительные разнообразные программные средства их окружения — программы обучения пользователя, справочные системы, программы восстановления базы данных при ее разрушении и др. Многообразие таких инструментальных программных средств повышает производительность пользователя, экономит его время, сокращает сроки разработки и решения прикладных задач. Появляется возможность выбора программы в соответствии с потребностями данной работы, обеспечивается более рациональное использование вычислительных ресурсов. Для подбора наиболее эффективных инструментальных программных средств от пользователя требуется соответствующий уровень подготовки.
Развитие СУБД осуществляется в направлениях создания систем с более высокой производительностью при сложных обработках, совместимости различных СУБД и использования их в распределенных системах, состоящих из нескольких баз данных. СУБД, способные работать в вычислительных сетях, позволяют обращаться многим пользователям к общим информационным ресурсам. Наличие графических программных средств обеспечивает работу с графическими данными. Более развитые возможности СУБД в отношении обмена данными с другими пакетами, а также в области создания прикладных программ существенны для пользователя и экономят стоимостные и трудовые затраты.
Исследовательские задачи в области технологий баз данных определяются рядом факторов, которые формируют потребности в новых средствах и возможностях, определяют направления их развития.
В связи с техническими и программными достижениями последних лет, такими как быстрый рост емкости и мощности аппаратных средств, развитие коммуникаций, появление новых видов массовой памяти, рост информационных потребностей пользователей, спектр возможностей баз данных постоянно совершенствуется.
Простые виды информации, представляемые в виде чисел и текста, не утратив своей значимости, дополняются мультимедийными данными, графическими образами, хронологическими рядами и прочими сложными информационными формами.
Базы данных и связанные с ними технологии играют ключевую роль в создании современных информационных систем. Рост информационно емких отраслей индустрии и повышение эффективности всех видов бюнеса — факторы, которые ставят развитие технологий на основе баз данных на первое место. В связи с этим требуются новые подходы к организации баз данных и созданию СУБД.
Современные крупные информационные системы базируются на взаимодействии информационных ресурсов, в основе которых лежат самые разные форматы и модели представления данных. Например, каналы системы WWW (World Wide Web) представляют собой множество неформально связанных информационных ресурсов сети Internet. Неформальность и распределенный характер информации в среде Internet представляет разительный контраст в сравнении со структурированностью и управляемостью современных БнД, WWW — это распределенная среда (всемирная паутина), состоящая из автономных систем, узлы которой все чаще формируются как реляционные базы данных. Новые информационные среды заставляют переосмыслить многие концепции и являются предпосылками в области развития БнД.
Благодаря постоянному улучшению соотношения «цена — производительность» для технологий БнД в целом и их отдельных наиболее критичных компонентов, каждые несколько лет появляются возможности для решения новых классов задач, создания принципиально новых приложений и услуг, которые прежде находились за пределами реального. Эти тенденции не ослабевают ёще и потому, что постоянно совершенствуются два важнейших показателя: стоимость пересылки одного бита информации и число бит, пересылаемых в секунду.
Изменение различных системных параметров в прикладном программном обеспечении влияет на производительность БнД. Добавление новых транзакций, новых объектов (данных), пользователей проявляется количественно изменением времени доступа (отклика) к данным. Радикально меняются требования, предъявляемые к системам баз данных, и для того, чтобы вписаться в новые стратегии прикладного программного обеспечения, необходимы новые подходы к их разработке. Наблюдается тенденция к усложнению структур данных. Появляются новые виды и источники данных.
Главная функция любой СУБД — координация совместной работы множества пользователей с разделяемый информацией.
При переходе от персональных к многопользовательским СУБД пользователи сталкиваются с необходимостью четкого понимания механизма транзакций. Под транзакцией понимается неделимая в отношении воздействия на базу данных последовательность операций манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модифицирования).
Корректное поддержание механизма транзакций одновременно является основой обеспечения целостности баз данных, а также составляет базис изолированности пользователей в многопользовательских системах, эти два аспекта взаимосвязаны.
Поддержание механизма транзакций — показатель уровня развития СУБД. Результаты всех операций, входящих в транзакцию, либо отображаются в базе полностью, либо результат воздействия отсутствует совсем.
Растущие информационные потребности отчетливо выявляют ограничения существующих технологий СУБД. Это также определяет направление их совершенствования.
Стремительное развитие средств разработки приложений, связанных с базами данных, а также средств доступа к базам данных и, соответственно, интерфейсов порождает проблему модернизации ранее спроектированных систем либо перевода действующих систем на новые платформы, инструменты и даже методологии.
Большинство информационных систем в нашей стране используют простейшие СУБД, которые функционируют на персональных компьютерах. Такие системы покрывают первоначальные потребности организаций, но они не перспективны.
Базой систем нового поколения являются профессиональные (многопользовательские, многоплатформенные) СУБД и архитектура «клиент — сервер», реализуемая на их основе.
Профессиональные СУБД обеспечивают выполнение более сложных операций. Они позволяют разработчику расширять сервисные возможности — процедуры базы данных, которые вызываются клиентом и выполняются сервером более производительно, чем компьютеры на рабочих местах пользователей. К профессиональным СУБД относятся Oracle, SyBase, Informix, Ingres, Progress. Перечисленные системы имеют средства обработки информации, распределенной по нескольким узлам сети. Распределенная обработка данных позволяет разместить базу в различных узлах таким образом, чтобы отслеживать изменения на всех узлах и чтобы каждый компонент данных располагался на том узле, где он будет обрабатываться.
Новейшей технологией управления распределенными базами данных является тиражирование. Профессиональные СУБД поддерживают те или иные механизмы тиражирования.
Тиражирование представляет собой асинхронный перенос изменений объектов исходной базы данных в базы данных, принадлежащие различным узлам распределенной системы. При внесении изменений одновременный доступ ко всем узлам, затрагиваемым этими изменениями, не требуется. Данные изменяются на одном узле, а затем переносятся на остальные. Тиражирование может производиться после завершения определенного числа транзакций, в том числе и после каждой транзакции, через равные промежутки или к определенному моменту времени, контролироваться администратором системы или пользовательским приложением.
Распределенная обработка позволяет в широких пределах варьировать вычислительными ресурсами, избегая узких мест, сдерживающих производительность, и добиваясь максимальной эффективности информационных систем.
Особенностью современных информационных систем, например, биржевых или банковских, является требование оперативного оповещения пользователей о происходящих событиях. Например, все участники фондовой биржи должны немедленно получать информацию о совершенных сделках, изменениях котировок и тд. Другими словами, предполагается наличие некоторого количества процессов, которые должны исполняться параллельно и синхронизироваться во время исполнения. Это приводит к необходимости обмена информации между ними. Профессиональные СУБД типа Огас1е позволяют организовать эти процессы в виде отдельных приложений на одной базе данных. Например, при совершении сделки процесс, занимающийся их регистрацией, возбуждает событие «совершена сделка». Результаты ее включаются в общий поток информации о сделках. Если же этот процесс не исполняется, то событие «совершена сделка» не приводит ни к каким дополнительным действиям. Механизмы событий, реализованные в современных профессиональных СУБД, являются готовым технологическим средством, которое позволяет разработчикам информационных систем экономить значительное количество времени и усилий.
По мере развития любой хозяйственной деятельности появляется потребность в наращивании информационной системы. Возникает вопрос, как встроить имеющееся локальное приложение в новую систему. Профессиональные СУБД предоставляют достаточно широкие возможности. Развитые системы шлюзов позволяют строить информационные системы, распределенные по узлам с различными аппаратными и программными платформами. Большой интерес представляет также использование локальными приложениями так называемого ODBC — стандарта (Open DataBase Connectivity, стандарт, предложенный фирмой Microsoft), который дает возможность прозрачного доступа к данным СУБД различных типов. Таким образом, приложение, разработанное с учетом стандарта ODBC, имеет большую гибкость при интеграции в существующую информационную систему.
Потребность в гибких решениях для современных информационных систем диктуется жизнью. На практике чаще всего встречается потребность в объединении возможностей отдельных подсистем или программных модулей. Причем все это нужно иметь на одной базе данных. Через некоторое время соотношение потребностей может измениться. Поэтому для построения информационной системы важно иметь инструмент, который наиболее приспособлен для построения открытых и гибких систем. Таким инструментом в настоящий момент являются профессиональные СУБД SQL, обеспечивающие работу в модели «клиент — сервер» и обладающие развитыми средствами разработки и сопровождения баз данных. Использование профессиональной СУБД позволяет иметь программное обеспечение, в большей степени отвечающее конкретным потребностям организации.
Защита данных от несанкционированного доступа в профессиональных СУБД обеспечивается на разных уровнях:
• операционная система поддерживает разграничение прав доступа пользователей;
• СУБД представляет свое разграничение прав доступа;
• защита данных средствами приложения — еще один уровень, который может быть настолько развитым и многообразным, насколько хватит фантазии у программиста, разрабатывающего приложение.
СУБД поддерживают достаточно сложную структуру таблиц. Требования к непротиворечивости данных в этих таблицах довольно жестки. Рассмотрим типичный пример, включающий счета кли ентов в журнал сделок. Информация о ценных бумагах, находящихся на счетах клиентов, должна соответствовать информации, содержащейся в журнале сделок, иными словами повторения всех сделок. Занесенные в журнал данные с начала функционирования системы до настоящего времени должны привести к текущему состоянию таблицы счетов. Проверка этого соответствия — операция длинная и трудоемкая. Кроме того, если проверка показала несоответствие, то возникает следующий вопрос: где произошло рассогласование? Какая информация правильна: о счетах или о сделках? Ответить на эти вопросы практически невозможно, если разработчики информационной системы не предприняли специальных усилий для поддержания ссылочной целостност и базы данных.
Методы поддержания целостности данных известны. Это — ведение журналов изменения таблиц и обработка транзакций. Различие между персональными и профессиональными СУБД здесь в том, что в первом случае разработчик должен брать их реализацию на себя, а во втором — они уже реализованы внутри СУБД.
Заметим также, что профессиональные СУБД представляют средства восстановления базы данных, если нарушение целостности все-таки произошло, например при сбое питания.
Современные профессиональные СУБД поддерживают средства, значительно ускоряющие разработку программ. Это языки четвертого поколения, интегрирующие средства высокого уровня для создания интерфейса с элементами СЛББ-технологии, средства для организации сложных запросов к базе данных, возможности подключения фрагментов, написанных на языках низкого уровня, поддержка БрЬ-интерфейса. Все это ускоряет разработку приложений. Реализация интерфейса запросов к базе данных занимает минимум времени и усилий. Это позволяет разработчику сосредоточить усилия на предметной области.
Профессиональные СУБД, поддерживающие технологию «клиент — сервер», позволяют наиболее эффективно использовать имеющийся парк персональных компьютеров за счет превращения их в рабочие места пользователей системы. Таким образом, выигрыш получается по трем направлениям: во-первых, наиболее эффективно задействуется мощный процессор сервера; во-вторых, освобождается от ненужной загрузки сеть; в-третьих, отпадает необходимость в высокопроизводительных компьютерах на рабочих местах пользователей.
Немаловажным фактором является упрощение наращивания вычислительной мощности информационной системы путем замены компьютера более производительным при сохранении архитектуры самой системы. При этом все приложения могут оставаться теми же самыми. У пользователя появляется выбор — повышать производительность системы за счет модернизации оборудования и структурирования сети, либо за счет оптимизации хранения данных, либо за счет увеличения производительности компьютера, либо за счет сочетания перечисленных выше способов.
Среди недостатков современных профессиональных СУБД выделяют дублирование функций операционной системы и невозможность использования в полном объеме в конкретной разработке всех их многочисленных возможностей.
⇐Интегрированные пакеты для офисовб | Автоматизированные информационные технологии в экономике | Технология использования экспертных систем⇒
Типы систем управления базами данных и их преимущества
- Подробности
- января 26, 2016
- Просмотров: 33776
База данных используются для сбора, хранения и группировки данных. Хорошая система управления базами данных (СУБД) обеспечивает эффективное управление сохраненными данными, предоставляет пользователям и администратору доступ к ней, а также поддерживает безопасность данных. В этой статье я перечислю и опишу различные типы систем управления базами данных и их преимущества.
Проще говоря
Система управления базами данных или менеджер базы данных — это набор компьютерных программ, которые позволяют пользователям создавать и получать доступ к данным, и предоставляет им способы извлечения и изменения этих данных.
Базы данных организуют связанные данные таким образом, чтобы они могли быть легко доступны для пользователей. СУБД предназначена для управления информацией, которая включает в себя управление правами доступа пользователей для просмотра, добавления, удаления и изменения записей. IBM для информационной системы менеджмента (IMS) была одной из первых систем управления базами данных.
База данных обрабатывает запросы пользователей и обеспечивает целостность данных. Это означает, что данные защищены, хотя всегда открыта для доступа.
На основе числа поддерживаемых пользователей, система управления базами данных может быть классифицирована как однопользовательская или многопользовательская. Однопользовательская база данных поддерживает только одного пользователя одновременно, что означает, что другие пользователи должны ждать, пока первый закончит с ней работу. Многопользовательская база данных, как следует из ее названия, позволяет нескольким пользователям получить доступ к данным одновременно, но с ограниченными правами для каждого пользователя.
Базы данных системы могут также быть классифицированы как централизованные или распределенные. Централизованная база данных системы состоит из процессора, который обрабатывает несколько запоминающих устройств вместе. Централизованная база данных поддерживает центральное расположение при обращении к данным с нескольких сайтов. Распределенная база данных имеет данные распределенные по нескольким компьютерам или сетям. Эта база данных также как централизованная может иметь центральное расположение. Безопасность достигается за счет сохранения основной базы данных в центральном расположении с копией данных по другим адресам. Данные периодически синхронизируются так, что изменения, внесенные в одном месте, отражались на остальных.
Типы систем управления базами данных и их преимущества.
Flat File
База данных с двумерными файлами. Двухмерная модель наиболее простая. Каждая строка текста содержит одну запись обычно через запятую. Также могут быть использованы другие разделители. База данных может содержать записи без ссылок между ними. Она не может содержать несколько таблиц, как в реляционных БД. Для реализации двумерных файлов используется электронная таблица или текстовый процессор. Примерами базы данных с двумерными файлами являются Excel и filemaker.
Преимущества
- Все записи хранятся в одном месте. Простая структура.
- Хорошо работает для небольших баз данных и имеет минимальные программные и аппаратные требования.
Иерархическая
Иерархическая база данных состоит из записей, которые связаны друг с другом. Каждая запись-это набор полей, каждое из которых содержит одно значение. Иерархическая база данных устроена таким образом «родитель-ребенок». Для лучшего понимания, представьте, что это перевернутая елка.
Иерархическая база данных представлена в виде коробки. Отношения между родителем и ребенком может быть один-к-одному или один-ко-многим». Родитель может иметь или не иметь стрелку, указывающую на ребенка, но ребенок должен иметь стрелку, указывающую в направлении своего родителя. Иерархическая база данных может не справиться с такой структурой данных как «многие-ко-многим», для них применяются реляционные базы данных. Примером иерархической базы данных является программа adabas (Адаптируемая база данных).
Преимущества
- Так как большинство связей имеют тип «один к одному», структура базы данных проста для понимания даже для непрограммистов. После нахождения первой записи, вам не нужно делать просмотр индекса. Вы можете просто следовать за родителями, по указателям, которые направят вас к следующей записи.
- Так как данные хранятся в единой базе, просматривать их становится легче. Модификации, если таковые имеются, могут быть легко добавлены в файл, заменяя существующие данные.
- Иерархическая база данных легка для администрирования и поддержания путем изменения записей в соответствующих областях.
Реляционная
Реляционная база данных — это набор элементов, организованных в таблицы, состоящие из строк, называемых записями, и столбцов, называемых полями, с которых данные могут быть доступны в любое время. Реляционная база данных может быть доступна с использованием языков запросов таких как SQL. Запросы используются для создания, изменения или извлечения данных.
В реляционной базе данные как правило, хранятся в виде таблиц. Каждая таблица имеет первичный ключ. В первичный ключ используется как уникальный идентификатор для каждой записи. Никакие две записи не могут иметь одинаковый первичный ключ. Понятие внешние ключи используется для установления отношения между двумя или более таблицами. Внешний ключ — это поле одной таблицы, который однозначно определяет строку в другой таблице. Он используется для перекрестных ссылок и связывание данных между таблицами. Примерами реляционной базы данных являются MySQL и SQL.
Преимущества
- Права пользователя могут быть ограничены в зависимости от того, какие данные должны быть видимыми или модифицируемыми. Это предоставляет большую безопасность.
- Для работы с иерархической базой данных, необходимо открыть корневой каталог. В отличие от этого, реляционная база данных дает большую гибкость доступа.
- Можно избежать дублирования данных, таким образом, это уменьшит размер базы данных. Это снижает требования к памяти и повышает работоспособность.
Сетевая
Сетевая база данных была создана для представления сложных данных более эффективно. Она похожа на иерархическую модель, но в этом случае потомок может иметь несколько родителей и наоборот. Она формирует общее граф или сеть иерархий.
Схема, подсхемы, и язык управления данными являются ключевыми компонентами этой базы данных. Схема является концептуальным представлением базы данных в то время как подсхемы, содержат данные в базе данных. Язык управления данными определяет характеристики и структуру данных для того, чтобы манипулировать данными. В конечном итоге она была заменена на реляционную модель, что сделало хранение и изменение данные одновременно более простым. Примеры систем сетевых базы данных включает интегрированное хранилище данных (IDS) и интегрированные системы управления базами данных (IDMS).
Преимущества
- Как и в иерархической базе данных, компоненты сетевой базы данных могут иметь несколько-родительских отношений.
- Так как всегда есть связь между родителем и потомком, целостность данных сохраняется.
- База данных тратит меньше времени на ведение учета устранения избыточных таблиц, что повышает эффективность и общую производительность.
Объектно-ориентированная
Как видно из названия, это база данных, состоит из объектов, используемый в объектно-ориентированном программировании. Эти базы данных хорошо работают с объектно-ориентированными языками, такими как Perl, C++, Java, smalltalk и другие.
Похожие объекты группируются в класс и каждый объект определенного класса, называется экземпляром. Классы позволяют программисту определять данные, которые не включены в программу. Так как классы определяют только те данные, которые запускаются, они не смогут получить доступ к другим данным, таким образом исключается возможность повреждения данных и обеспечивается безопасность. Классы обмениваться данными между собой через сообщения, называемые методами. Они имеют свойство наследования, которое означает, что если класс определен, подкласс может наследовать свойства, не определяя его собственные методы. Это означает, что подкласс может реализовать тот же код. Это ускоряет разработку программ. Примеры объектно-ориентированных систем баз данных включают Versant.
Преимущества
- Классы позволяют группировать объекты, имеющие сходные характеристики. Суперклассы могут быть созданы для объединения всех классов. Это приводит к уменьшению избыточности данных и возможности повторного использования класса, что позволяет упростить обслуживание данных.
- База данных может хранить различные типы данных, такие как аудио, видео, изображения, и т.д.
- Язык запросов может быть не нужен, так как все изменения происходят прозрачно при доступе к объектам.
Многомерная
Многомерная база данных тесно связана с оперативной аналитической обработкой, которая является частью бизнес-аналитики и хранилища данных. Интерактивная аналитическая обработка (OLAP) позволяет легко извлекать и просматривать данные через разные точки. Она может быть использован для доступа к многомерным данным. Многомерные базы данных могут быть визуализированы в виде кубов данных, представляющих различные размеры имеющихся данных. Она сочетает в себе преимущества иерархических и реляционных баз данных. Примеры многомерных баз данных включают Oracle Essbase и Microsoft SAS.
Преимущества
- Она отвечает на запросы быстрее, чем реляционные базы данных, за счет многомерного индексирования и оптимизированного хранения.
- Вывод многомерных баз данных имеет табличный вид, который не достижим в случае реляционных баз данных.
Объектно-реляционная
Объектно-реляционная база данных предлагает лучшее из обоих миров. Она обладает всеми преимуществами реляционной базы данных в сочетании с понятиями объектно-ориентированного программирования, такими как объекты, классы, наследование и полиморфизм. Она функционирует аналогично реляционным базам данных. Примеры включают IBM DB2.
Преимущества
- Она может легко получать данные через полиморфизм. Повторное использование данных становится проще.
- Поскольку она вбирает в себя лучшее из реляционных и объектно-ориентированных баз данных, масштабируемость — не является для нее проблемой. Внутри классов могут храниться огромные объемы данных.
Гибридная
Гибридная система представляет собой комбинацию из двух или более баз данных. Гибриды используются, когда один тип базы данных не является достаточным для обработки всех запросов. Она поддерживает хранение и на диске, и в памяти. При доступе к базе данных используется оперативная память, в то время как для хранения основной базы используется диск. При использовании оперативной памяти повышается производительность, в то время как данные на диске более долговечны и экономичны. Гибридная база данных сочетает в себе оба этих преимущества. Примеры включают ALTIBASE HDВ.
Преимущества
- Гибридная конструкция предназначена, чтобы пожинать преимущества двух или более типов баз данных, из которых она составлена.
- Извлечение данных из памяти вместо диска, делает операции намного быстрее. Это дает гибридным базам данных высокий балл по производительности.
Это были различные типы систем управления базами данных. Каждый Тип имеет свои преимущества, но решающим выбором является та, которая наилучшим образом подходит для конкретной организации и зависит от характера и объема данных, которые она должна обрабатывать.
Читайте также
Системы управления базами данных на сайте Игоря Гаршина
Системы управления базами данных на сайте Игоря Гаршина|
Нас ведёт к беде не то, что мы чего-то не знаем… К беде ведёт знание, которое мы считаем «истинным», но которое на самом деле ошибочно. (Марк Твен) В 80-е годы существовало два основных класса систем управления базами данных: это иерархические системы, такие как IMS от IBM и System 2000 от SAS Institute, а также сетевые СУБД, такие как IDMS от CA и DBMS от Oracle, бывшая VAX DBMS. Сегодня, оба эти вида оказались вытеснены реляционными СУБД, такими как DB2, Oracle и Microsoft SQL Server. В этом портале приведены сетевые ресурсы и справочные сведения о проектировании, администрировании и обработке баз данных различных типов. Разделы страницы о системах управления базами данных (СУБД) и их типах: |
Обзоры типов СУБД и их развития
- Революция 2005 года в реляционных базах данных. СУБД MS SQL Server-2005 появился тип данных «XML data type», т. е. фирма Майкрософт разрешила хранить в одной ячейке таблицы сколь угодно сложные структуры данных, вплоть до всей базы данных (БД).
Иерархические СУБД (древовидные)
В иерархической модели данные можно представить в виде древовидной структуры, с использованием родительско-дочерних связей между записями в базе данных.
Иерархическая модель имеет ряд недостатков. Прежде чем обратиться к информации дочерней записи, необходимо получить доступ к родительской записи. Для преодоления этого в ИБД обычно хранят много избыточных данных. Кроме того, дочерняя запись связана только с одним родителем. Другой недостаток — связи жестко закодированы. Отношения между родителями и дочерями определяются при создании БД с использлванием некоторыых полей как ключевых.
- Концепция гибкого объектно-иерархического доступа к геологическим данным в реляционных СУБД. Гришкевич В.Ф.
Сетевые СУБД и теория графов
Сетевые базы данных (СБД) подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию. Несмотря на то, что эта модель решает некоторые проблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросов остается достаточно сложным процессом. А, поскольку логика процедуры выборки данных зависит от физической организации этих данных, эта модель не является полностью независимой от приложения. Другими словами, если необходимо изменить структуру данных, то нужно изменить и приложение.
К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.
Для СБД требуются более сложные программы, чем для реляционных. Эти программы чаще обращаются к отдельным записям, а не к их наборам. Все, что может быть реализовано для сетевой модели, может быть реализовано и для реляционной.
- СУБД ЛИНТЕР. Сетевые средства
- Взгляд на объектно-ориентированные сетевые СУБД с точки зрения реляционных СУБД. Шуклин Д.Е.
>OLAP-кубы
Кубы данных OLAP (Online Analytical Processing — оперативный анализ данных) позволяют эффективно извлекать и анализировать многомерные данные. В отличие от других типов баз данных, базы данных OLAP разработаны специально для аналитической обработки и быстрого извлечения из них всевозможных наборов данных. На самом деле существует несколько ключевых различий между стандартными реляционными базами данных и базами данных OLAP.
В реляционных базах данных информация представляется в виде записей, которые добавляются, удаляются и обновляются последовательно. В базах данных OLAP хранится только моментальный снимок данных, который заархивирован в виде единого блока и предназначается только для вывода по запросу. Хотя в базу данных OLAP и можно добавлять новую информацию, существующие данные редко редактируются и тем более удаляются.
Реляционные базы данных и базы данных OLAP различаются структурно. Реляционные базы данных обычно состоят из набора таблиц, которые связаны между собой. В базах данных OLAP связь между отдельными блоками данных определяется заранее и сохраняется в структуре, известной под названием кубы OLAP. В кубах данных хранятся полные сведения об иерархической структуре и связях базы данных, которые значительно упрощают навигацию по ней. К тому же создавать отчеты намного проще, если заранее известно, где располагаются извлекаемые данные и какие еще данные с ними связаны.
Основная же разница между реляционными базами данных и базами данных OLAP заключается в способе хранения информации. Данные в кубе OLAP редко представлены в общем виде и обычно содержат информацию, представленную в заранее разработанном формате. Таким образом, операции группировки, фильтрации, сортировки и объединения данных в кубах выполняются перед заполнением их информацией. Это делает извлечение и вывод запрашиваемых данных максимально упрощенной процедурой. В отличие от реляционных баз данных, нет необходимости в упорядочении информации должным образом перед выводом ее на экран.
- Кубы данных OLAP.
Объектные системы управления базами данных
Совет миру: не связывайтесь с объектно-ориентированными БД на реляционной основе.
Они не реплицируются. И пользователем не модифицируются.
А, с другой стороны — идея жива. Значит — есть в ней креативное семя?
Может быть, не с той стороны реляционность привинчивали?
Трубопроводо-ориентированная m:pro
- m:pro. IT for business
- Клиентский инструмент m:pro (с собственной Object DB)
Литература по проектированию баз данных
- Дейт. Теория реляционных баз данных.
- Тиори Т., Фрай Д. Проектирование структур БД.
- Хаббард Дж. Проектирование БД.
|
Ключевые слова для поиска сведений о базах данных, их структурах и системах управления: На русском языке: структуры баз данных, системы управления реляционными БД, объектно-ориентированные СУБД, иерархические и сетевые БД, клиент-серверные технологии, многомерный куб данных, моментальные снимки трёхмерной информации, структурные отличия объектно-реляционных хранилищ; На английском языке: DBMS, SQL. |
|
Страница обновлена 19.04.2021
СУБД: Введение в системы управления базами данных — BMC Software
База данных— это любой набор электронных записей, которые можно обрабатывать для получения полезной информации. К данным можно получить доступ, изменять, управлять, контролировать и организовывать для выполнения различных операций обработки данных. Данные обычно индексируются по строкам, столбцам и таблицам, что делает обработку рабочей нагрузки и запросы данных эффективными. Различные типы баз данных включают:
- Объектно-ориентированный
- Отношения
- Распределенный
- Иерархический
- Сеть
- И другие
В корпоративных приложениях базы данных включают в себя критически важные, чувствительные к безопасности и ориентированные на соответствие элементы записей, которые имеют сложные логические отношения с другими наборами данных и экспоненциально растут со временем по мере увеличения пользовательской базы.В результате этим организациям требуются технологические решения для обслуживания, защиты, управления и обработки данных, хранящихся в базах данных.
Вот где в игру вступают системы управления базами данных.
Что такое СУБД?
Системы управления базами данных(СУБД) относятся к технологическому решению, используемому для оптимизации и управления хранением и извлечением данных из баз данных. СУБД предлагает систематический подход к управлению базами данных через интерфейс для пользователей, а также рабочие нагрузки, обращающиеся к базам данных через приложения.
В обязанности руководства СУБД входят:
- Информация в базах данных
- Процессы, применяемые к базам данных, такие как доступ и модификация
- Логическая структура базы данных СУБД
также облегчает дополнительные административные операции, такие как, среди прочего, управление изменениями, аварийное восстановление, соответствие требованиям и мониторинг производительности.
Компоненты СУБД
Для облегчения этих функций СУБД имеет следующие ключевые компоненты:
- Программное обеспечение.СУБД — это прежде всего программная система, которую можно рассматривать как консоль управления или интерфейс для взаимодействия с базами данных и управления ими. Интерфейс также распространяется на реальные физические системы, которые передают данные в серверные базы данных. ОС, сетевое программное обеспечение и аппаратная инфраструктура участвуют в создании, доступе, управлении и обработке баз данных.
- Данные. СУБД содержит оперативные данные, доступ к записям базы данных и метаданным в качестве ресурса для выполнения необходимых функций.Данные могут включать в себя файлы с индексными файлами, административной информацией и словарями данных, используемыми для представления потоков данных, владения, структуры и отношений с другими записями или объектами.
- Процедуры. Хотя процедуры не являются частью программного обеспечения СУБД, их можно рассматривать как инструкции по использованию СУБД. Документированные руководства помогают пользователям проектировать, изменять, управлять и обрабатывать базы данных.
- Языки баз данных. Это компоненты СУБД, используемые для доступа, изменения, хранения и извлечения элементов данных из баз данных; указать схему базы данных; контролировать доступ пользователей; и выполнять другие связанные операции управления базой данных.Типы языков СУБД включают язык определения данных (DDL), язык манипулирования данными (DML), язык доступа к базам данных (DAL) и язык управления данными (DCL).
- Обработчик запросов. Являясь фундаментальным компонентом СУБД, обработчик запросов действует как посредник между пользователями и обработчиком данных СУБД для передачи запросов запросов. Когда пользователи вводят команду на языке SQL, команда выполняется с инструкции на языке высокого уровня на язык низкого уровня, который базовая машина может понять и обработать для выполнения соответствующих функций СУБД.Помимо синтаксического анализа и трансляции инструкций, обработчик запросов также оптимизирует запросы, чтобы обеспечить быструю обработку и точные результаты.
- Диспетчер базы данных времени выполнения. Компонент централизованного управления СУБД, который обрабатывает функции, связанные с данными времени выполнения, которые обычно используются для доступа к базе данных на основе контекста. Этот компонент проверяет авторизацию пользователя для запроса запроса; обрабатывает утвержденные запросы; разрабатывает оптимальную стратегию выполнения запроса; поддерживает параллелизм, так что несколько пользователей могут одновременно работать с одними и теми же базами данных; и обеспечивает целостность данных, записанных в базы данных.
- Менеджер базы данных. В отличие от менеджера баз данных во время выполнения, который обрабатывает запросы и данные во время выполнения, менеджер баз данных выполняет функции СУБД, связанные с данными в базах данных. Менеджер баз данных позволяет использовать набор команд для выполнения различных операций СУБД, включая создание, удаление, резервное копирование, восстановление, клонирование и другие задачи обслуживания базы данных. Менеджер базы данных также может использоваться для обновления базы данных исправлениями от поставщиков.
- Ядро базы данных. Это основной программный компонент в решении СУБД, который выполняет основные функции, связанные с хранением и извлечением данных. Ядро базы данных также доступно через API-интерфейсы, которые позволяют пользователям или приложениям создавать, читать, записывать и удалять записи в базах данных.
- Отчетность. Генератор отчетов извлекает полезную информацию из файлов СУБД и отображает ее в структурированном формате на основе определенных спецификаций. Эта информация может использоваться для дальнейшего анализа, принятия решений или бизнес-аналитики.
Схема системы СУБД
На следующей схеме представлена схема системы СУБД:
Преимущества СУБД
СУБДбыла разработана для решения фундаментальных проблем, связанных с хранением, управлением, доступом, защитой и аудитом данных в традиционных файловых системах.
Традиционные приложения баз данных были разработаны на основе баз данных, что привело к таким проблемам, как избыточность данных, изоляция, ограничения целостности и трудности с управлением доступом к данным.Требовался уровень абстракции между пользователями или приложениями и базами данных на физическом и логическом уровне.
Внедрение программного обеспечения СУБД для управления базами данных дает следующие преимущества:
- Безопасность данных. СУБД позволяет организациям применять политики, обеспечивающие соответствие и безопасность. Базы данных доступны для соответствующих пользователей в соответствии с политиками организации. Система СУБД также отвечает за поддержание оптимальной производительности операций запросов, обеспечивая при этом достоверность, безопасность и согласованность элементов данных, обновляемых в базе данных.
- Обмен данными. Быстрое и эффективное сотрудничество между пользователями.
- Доступ к данным и аудит. Управляемый доступ к базам данных. Регистрация связанных действий доступа позволяет организациям проводить аудит на предмет безопасности и соответствия.
- Интеграция данных. Вместо управления изолированными ресурсами базы данных используется единый интерфейс для управления базами данных с логическими и физическими отношениями.
- Абстракция и независимость. Организации могут изменять физическую схему систем баз данных без внесения изменений в логическую схему, которая регулирует отношения между базами данных. В результате организации могут модернизировать хранилище и масштабировать инфраструктуру, не влияя на работу базы данных. Точно так же изменения логической схемы могут применяться без изменения приложений и служб, которые обращаются к базам данных.
- Единое управление и администрирование. Единый консольный интерфейс для выполнения основных административных задач облегчает работу администраторам баз данных и ИТ-пользователям.
Для бизнес-организаций, управляемых данными, СУБД может превратиться в чрезвычайно сложные технологические решения, для которых могут потребоваться выделенные ресурсы и собственный опыт. Размер, стоимость и производительность СУБД зависят от архитектуры системы и сценариев использования, поэтому их следует оценивать соответствующим образом. Кроме того, отказ СУБД может привести к значительным потерям для организаций, которые не могут поддерживать оптимальную функциональность системы СУБД.
Ссылки по теме
Исходное эталонное изображение:
Эти публикации являются моими собственными и не обязательно отражают позицию, стратегию или мнение BMC.
Обнаружили ошибку или есть предложение? Сообщите нам об этом по электронной почте [email protected].
Что такое СУБД (система управления базами данных)? Применение, типы и пример
Перед введением в систему управления базами данных (СУБД) давайте разберемся:
Что такое база данных?
База данных — это набор связанных данных, которые представляют некоторые аспекты реального мира. Система базы данных предназначена для создания и заполнения данными для определенной задачи.
Что такое СУБД?
Система управления базами данных (СУБД) — это программное обеспечение для хранения и извлечения данных пользователей с учетом соответствующих мер безопасности. Он состоит из группы программ, управляющих базой данных. СУБД принимает запрос данных от приложения и инструктирует операционную систему предоставить конкретные данные. В больших системах СУБД помогает пользователям и другому стороннему программному обеспечению хранить и извлекать данные.
СУБД позволяет пользователям создавать собственные базы данных в соответствии с их требованиями.Термин «СУБД» включает пользователя базы данных и других прикладных программ. Он обеспечивает интерфейс между данными и программным приложением.
В этом учебном пособии по системе управления базами данных вы познакомитесь с такими понятиями СУБД, как:
Пример СУБД
Давайте посмотрим на простой пример университетской базы данных. В этой базе данных хранится информация о студентах, курсах и оценках в университетской среде.База данных состоит из пяти файлов:
- В файле STUDENT хранятся данные каждого студента
- Хранилища файлов COURSE содержат данные по каждому курсу.
- В РАЗДЕЛЕ хранится информация о разделах определенного курса.
- В файле GRADE хранятся оценки, которые студенты получают в различных разделах.
- Файл TUTOR содержит информацию о каждом профессоре.
Чтобы определить СУБД:
- Нам нужно указать структуру записей каждого файла, определив различные типы элементов данных, которые будут храниться в каждой записи.
- Мы также можем использовать схему кодирования для представления значений элемента данных.
- По сути, ваша база данных будет иметь 5 таблиц с внешним ключом, определенным среди различных таблиц.
История СУБД
Вот важные вехи из истории:
- 1960 — Чарльз Бахман разработал первую СУБД
- 1970 — Кодд представил систему управления информацией IBM (IMS)
- 1976 — Питер Чен придумал и определил модель отношения сущность, также известную как модель ER
- 1980 — реляционная модель становится широко принятым компонентом базы данных
- 1985 — развивается объектно-ориентированная СУБД.
- 1990-е годы — Внедрение объектной ориентации в реляционные СУБД.
- 1991 — Microsoft поставляет MS Access, персональную СУБД, заменяющую все другие персональные СУБД.
- 1995: Первые приложения для баз данных в Интернете
- 1997: Применение XML для обработки баз данных. Многие производители начинают интегрировать XML в продукты СУБД.
Характеристики системы управления базами данных
Вот характеристики и свойства системы управления базами данных:
- Обеспечивает безопасность и устраняет избыточность
- Самоописывающий характер системы баз данных
- Изоляция между программами и абстракцией данных
- Поддержка нескольких представлений данных
- Совместное использование данных и многопользовательская обработка транзакций
- Программное обеспечение для управления базами данных позволяет сущностям и отношениям между ними формировать таблицы.
- Он следует концепции ACID (атомарность, согласованность, изоляция и долговечность).
- СУБД поддерживает многопользовательскую среду, которая позволяет пользователям получать доступ и управлять данными параллельно.
СУБД против плоских файлов
| СУБД | Система управления плоскими файлами |
| Многопользовательский доступ | Не поддерживает многопользовательский доступ |
| Дизайн для удовлетворения потребностей для малого и крупного бизнеса | Это ограничено только меньшей СУБД. |
| Устранение избыточности и целостности | Проблемы избыточности и целостности |
| Дорого. Но в долгосрочной перспективе общая стоимость владения дешевая | Это дешевле |
| Простота реализации сложных транзакций | Нет поддержки сложных транзакций |
Пользователи в среде СУБД
Ниже приведены различные категории пользователей системы СУБД
| Имя компонента | Задача |
| Прикладные программисты | Прикладные программисты пишут программы на различных языках программирования для взаимодействия с базами данных. |
| Администраторы базы данных | Администратор базы данных отвечает за управление всей системой СУБД. Его / ее называют администратором базы данных или администратором баз данных. |
| Конечные пользователи | Конечные пользователи — это люди, которые взаимодействуют с системой управления базами данных. Они выполняют различные операции с базой данных, такие как получение, обновление, удаление и т. Д. |
Популярное программное обеспечение СУБД
Вот список некоторых популярных СУБД:
- MySQL
- Microsoft Access
- Oracle
- PostgreSQL
- dBASE
- FoxPro
- SQLite
- IBM DB2
- LibreOffice Base
- MariaDB
- Microsoft SQL Server и т. Д.
Применение СУБД
Ниже приведены популярные приложения системы баз данных:
| Сектор | Использование СУБД |
| Банковское дело | Для информации о клиентах, операций со счетами, платежей, депозитов, займов, и т. д. |
| Airlines | Для бронирования и информации о расписании. |
| Университеты | Информация о студентах, записи на курсы, колледжи и оценки. |
| Телекоммуникации | Помогает вести записи звонков, ежемесячные счета, поддержание остатков и т. Д. |
| Финансы | Для хранения информации об акциях, продажах и покупках финансовых инструментов, таких как акции и облигации. |
| Продажи | Используется для хранения информации о клиентах, продуктах и продажах. |
| Производство | Используется для управления цепочкой поставок и отслеживания производства товаров.Состояние запасов на складах. |
| Управление персоналом | Для получения информации о сотрудниках, заработной плате, начислении заработной платы, удержаниях, формировании зарплат и т. Д. |
Типы СУБД
Типы СУБДОсновные четыре типа системы управления базами данных:
- Иерархическая база данных
- Сетевая база данных
- Реляционная база данных
- Объектно-ориентированная база данных
Иерархическая СУБД
В иерархической базе данных данные модели организованы в древовидной структуре.Данные хранятся в формате иерархии (сверху вниз или снизу вверх). Данные представлены с использованием отношений родитель-потомок. В иерархической СУБД родитель может иметь много потомков, но у потомков только один родитель.
Сетевая модель
Модель сетевой базы данных позволяет каждому ребенку иметь несколько родителей. Это поможет вам удовлетворить потребность в моделировании более сложных отношений, таких как отношения «многие-ко-многим» с заказами / частями. В этой модели объекты организованы в виде графа, к которому можно получить доступ несколькими путями.
Реляционная модель
Реляционная СУБД — наиболее широко используемая модель СУБД, поскольку она одна из самых простых. Эта модель основана на нормализации данных в строках и столбцах таблиц. Реляционная модель хранится в фиксированных структурах и обрабатывается с помощью SQL.
Объектно-ориентированная модель
В объектно-ориентированной модели данные хранятся в виде объектов. Структура, называемая классами, которые отображают в ней данные. Это один из компонентов СУБД, который определяет базу данных как набор объектов, в котором хранятся как значения элементов данных, так и операции.
Преимущества СУБД
- СУБД предлагает множество методов для хранения и извлечения данных
- СУБД служит эффективным обработчиком, позволяющим сбалансировать потребности нескольких приложений, использующих одни и те же данные
- Единые процедуры администрирования данных
- Программисты приложений никогда подвержены подробностям представления и хранения данных.
- СУБД использует различные мощные функции для эффективного хранения и извлечения данных.
- Обеспечивает целостность и безопасность данных
- СУБД подразумевает ограничения целостности, чтобы получить высокий уровень защиты от запрещенного доступа к данным.
- СУБД планирует одновременный доступ к данным таким образом, чтобы только один пользователь мог получить доступ к одним и тем же данным одновременно
- Сокращенное время разработки приложения
Недостаток СУБД
СУБД может предложить множество преимуществ, но она имеет определенные недостатки —
- Стоимость аппаратного и программного обеспечения СУБД достаточно высока, что увеличивает бюджет вашей организации.
- Большинство систем управления базами данных часто представляют собой сложные системы, поэтому пользователям требуется обучение работе с СУБД.
- В некоторых организациях все данные объединены в единую базу данных, которая может быть повреждена из-за сбоя электроснабжения или базы данных на носителе данных
- Использование одной и той же программы одновременно многими пользователями иногда приводит к потере некоторых данные.
- СУБД не может выполнять сложные вычисления
Когда не использовать СУБД?
Хотя, СУБД пригодится. Он по-прежнему не подходит для конкретной задачи, указанной ниже:
Не рекомендуется, если у вас нет бюджета или опыта для работы с СУБД.В таких случаях подойдут Excel / CSV / Flat Files.
Сводка
- Определение СУБД: База данных — это набор связанных данных, которые представляют некоторые аспекты реального мира
- Полная форма СУБД — это система управления базами данных. СУБД расшифровывается как Система управления базами данных — это программное обеспечение для хранения и извлечения данных пользователей с учетом соответствующих мер безопасности.
- СУБД Обеспечивает безопасность и устраняет избыточность
- СУБД имеет много преимуществ по сравнению с традиционной системой управления плоскими файлами
- Некоторые характеристики СУБД: безопасность, самоописываемый характер, изоляция между программами и абстракцией данных, поддержка нескольких представлений данных и т. Д. .
- Конечные пользователи, программисты приложений и администраторы баз данных — это тип пользователей, которые имеют доступ к СУБД
- СУБД широко используется в банковском деле, авиалиниях, телекоммуникациях, финансах и других отраслях
- Основные четыре типа СУБД: ) Сеть 3) Реляционная 4) Объектно-ориентированная СУБД
- СУБД служит эффективным обработчиком для балансировки потребностей нескольких приложений, использующих одни и те же данные
- Стоимость оборудования и программного обеспечения СУБД довольно высока, что увеличивает бюджет вашей организации
Что такое СУБД? Определение системы управления базами данных
Система управления базами данных (СУБД) — это системное программное обеспечение для создания и управления базами данных.СУБД позволяет конечным пользователям создавать, защищать, читать, обновлять и удалять данные в базе данных. СУБД, наиболее распространенный тип платформы управления данными, по сути, служит интерфейсом между базами данных и конечными пользователями или прикладными программами, обеспечивая единообразную организацию данных и легкость доступа к ним.
Что делает СУБД?СУБД управляет данными; механизм базы данных позволяет получать доступ, блокировать и изменять данные; а схема базы данных определяет логическую структуру базы данных.Эти три основополагающих элемента помогают обеспечить параллелизм, безопасность, целостность данных и единообразные процедуры администрирования данных. Типичные задачи администрирования базы данных, которые поддерживает СУБД, включают управление изменениями, мониторинг и настройку производительности, безопасность, а также резервное копирование и восстановление. Большинство систем управления базами данных также отвечают за автоматический откат и перезапуск, а также за регистрацию и аудит активности в базах данных и приложениях, которые к ним обращаются.
СУБД обеспечивает централизованное представление данных, к которым могут иметь доступ несколько пользователей из разных мест, контролируемым образом.СУБД может ограничивать, какие данные видит конечный пользователь, а также то, как этот конечный пользователь может просматривать данные, обеспечивая множество представлений одной схемы базы данных. Конечные пользователи и программное обеспечение не должны понимать, где физически расположены данные или на каком типе носителя они хранятся, потому что СУБД обрабатывает все запросы.
СУБД может обеспечивать независимость как логических, так и физических данных. Это означает, что он может защитить пользователей и приложения от необходимости знать, где хранятся данные, или от беспокойства об изменениях физической структуры данных.Пока программы используют интерфейс прикладного программирования (API) для базы данных, предоставляемой СУБД, разработчикам не придется изменять программы только потому, что в базу данных были внесены изменения.
В системе управления реляционными базами данных (СУБД), наиболее широко используемом типе СУБД, этим API является SQL, стандартный язык программирования для определения, защиты и доступа к данным.
Какие компоненты СУБД?СУБД — это сложная часть системного программного обеспечения, которая состоит из нескольких интегрированных компонентов, которые обеспечивают согласованную управляемую среду для создания, доступа и изменения данных в базах данных.Эти компоненты включают следующее:
Структура СУБД- Складской двигатель. Этот базовый элемент СУБД используется для хранения данных. СУБД должна взаимодействовать с файловой системой на уровне операционной системы (ОС) для хранения данных. Он может использовать дополнительные компоненты для хранения данных или взаимодействия с фактическими данными на уровне файловой системы.
- Каталог метаданных. Каталог метаданных, который иногда называют системным каталогом или словарем базы данных, функционирует как хранилище всех созданных объектов базы данных.При создании баз данных и других объектов СУБД автоматически регистрирует информацию о них в каталоге метаданных. СУБД использует этот каталог для проверки запросов пользователей на данные, и пользователи могут запрашивать в каталоге информацию о структурах базы данных, существующих в СУБД. Каталог метаданных может включать в себя информацию об объектах базы данных, схемах, программах, безопасности, производительности, коммуникации и другие подробности среды о базах данных, которыми он управляет.
- Язык доступа к базе данных. СУБД также должна предоставлять API для доступа к данным, обычно в форме языка доступа к базе данных. Это используется для доступа и изменения данных, но также может использоваться для создания объектов базы данных, а также для защиты и авторизации доступа к данным. SQL — это пример языка доступа к базе данных.
- Двигатель оптимизации. СУБД может также предоставлять механизм оптимизации, который используется для анализа языковых запросов доступа к базе данных и превращения их в действенные команды для доступа к данным и их изменения.
- Управляющий замками. Этот важный компонент СУБД управляет одновременным доступом к одним и тем же данным. Блокировки необходимы для того, чтобы несколько пользователей не пытались одновременно изменять одни и те же данные.
- Лог-менеджер. СУБД записывает все изменения, внесенные в данные, управляемые СУБД. Запись изменений называется журналом, и компонент диспетчера журналов СУБД используется для обеспечения эффективного и точного ведения записей журнала. СУБД использует диспетчер журналов во время выключения и запуска для обеспечения целостности данных и взаимодействует с утилитами базы данных для создания резервных копий и запуска восстановления.
- Утилиты данных. СУБД также предоставляет набор утилит для управления и контроля операций с базой данных. Примеры утилит базы данных включают реорганизацию, статистику выполнения, резервное копирование и копирование, восстановление, проверку целостности, загрузку данных, выгрузку данных и восстановление базы данных.
Популярные модели баз данных и системы управления включают следующее:
- РСУБД адаптируется к большинству вариантов использования, но продукты РСУБД уровня 1 могут быть довольно дорогими.
- СУБД NoSQL хорошо подходит для слабо определенных структур данных, которые могут развиваться со временем, но могут потребовать большего участия приложения для управления схемой.
- Система управления базами данных в памяти (IMDBMS) обеспечивает более быстрое время отклика и лучшую производительность, но может потреблять больше ресурсов.
- Система управления базами данных по столбцам (CDBMS) хорошо подходит для хранилищ данных, которые имеют большое количество схожих элементов данных.
- Облачная система управления базами данных создается и доступна через облако, и поставщик облачных услуг отвечает за предоставление и обслуживание СУБД.
Преимущества использования СУБД
Одним из самых больших преимуществ использования СУБД является то, что она позволяет конечным пользователям и прикладным программистам одновременно получать доступ к одним и тем же данным и использовать их при управлении целостностью данных. Данные лучше защищены и поддерживаются, когда их можно использовать совместно с СУБД вместо создания новых итераций одних и тех же данных, хранящихся в новых файлах для каждого нового приложения. СУБД представляет собой центральное хранилище данных, к которому несколько пользователей могут получить контролируемый доступ.
Централизованное хранение и управление данными в СУБД обеспечивает следующее:
- абстракция и независимость данных;
- безопасность данных;
- блокирующий механизм для одновременного доступа;
- — эффективный обработчик, позволяющий сбалансировать потребности нескольких приложений, использующих одни и те же данные;
- возможность быстрого восстановления после сбоев и ошибок;
- сильных возможностей целостности данных;
- ведение журнала и аудит деятельности;
- простой доступ с использованием стандартного API; и
- единых процедур администрирования данных.
Еще одно преимущество СУБД состоит в том, что администраторы баз данных (DBA) могут использовать ее для создания логической структурированной организации данных. СУБД обеспечивает экономию на масштабе для обработки больших объемов данных, поскольку она оптимизирована для таких операций.
СУБД также может предоставлять множество представлений одной схемы базы данных. Представление определяет, какие данные видит пользователь и как этот пользователь видит данные. СУБД обеспечивает уровень абстракции между концептуальной схемой, определяющей логическую структуру базы данных, и физической схемой, описывающей файлы, индексы и другие физические механизмы, используемые базой данных.СУБД позволяет пользователям гораздо проще модифицировать системы при изменении бизнес-требований. Администратор базы данных может добавлять новые категории данных в базу данных, не нарушая работу существующей системы, тем самым изолируя приложения от того, как данные структурированы и хранятся.
Однако СУБД должна выполнять дополнительную работу, чтобы обеспечить эти преимущества, что приводит к накладным расходам. СУБД будет использовать больше памяти и ЦП, чем простая система хранения файлов, а разные типы СУБД потребуют разных типов и уровней системных ресурсов.
Недостатки СУБДВозможно, самым большим недостатком является стоимость оборудования, программного обеспечения и персонала, необходимых для работы корпоративной СУБД, такой как SQL Server, Oracle или IBM Db2. Аппаратное обеспечение обычно представляет собой высокопроизводительный сервер со значительным объемом настроенной памяти в сочетании с большими дисковыми массивами для хранения данных. Программное обеспечение включает в себя саму СУБД, которая стоит дорого, а также инструменты для программирования и тестирования, а также для администраторов баз данных, позволяющие управлять, настраивать и администрировать.
С точки зрения персонала, использование СУБД требует найма штата администратора БД, обучения разработчиков правильному использованию СУБД и, возможно, найма дополнительных системных программистов для управления установкой и интеграции СУБД в ИТ-инфраструктуру. Решение проблемы дополнительной сложности также является проблемой при реализации СУБД.
СУБД — это сложное программное обеспечение, которое требует глубоких знаний для правильной реализации и управления. Но СУБД взаимодействует со многими другими ИТ-компонентами, такими как ОС, системы обработки транзакций, языки программирования и сетевое программное обеспечение.Обеспечение правильной конфигурации и эффективности такой сложной настройки может быть трудным и вызвать снижение производительности или даже сбои в работе системы.
Сценарии использования СУБДЛюбое приложение, требующее большого количества данных, к которым должен получить доступ несколько пользователей или клиентов, является кандидатом на использование СУБД. Большинство средних и крупных организаций могут извлечь выгоду из использования СУБД, потому что у них больше потребностей в совместном использовании данных и параллелизме, и они могут легче преодолевать проблемы стоимости и сложности.
Примеры использования клиентами технологии СУБД включают следующее:
- Большинство коммерческих авиакомпаний используют СУБД для приложений с интенсивным использованием данных, таких как планирование планов полетов и управление бронированием рейсов клиентов.
- Приложения включают в себя хранение информации о клиентах, информации о счете, отслеживание транзакций по счету, включая снятие средств и депозиты, а также отслеживание платежей по кредитам. Банкоматы — хороший пример банковской системы, которая использует СУБД для отслеживания и управления этой деятельностью.
- Производство и управление цепочками поставок. Производственные компании также используют СУБД для отслеживания и управления запасами на складах. СУБД также можно использовать для управления данными для приложений управления цепочкой поставок, которые отслеживают поток товаров и услуг, включая перемещение и хранение сырья, незавершенного производства и готовой продукции от точки происхождения до точки. потребления.
- СУБД управляют продажами для любого типа организации.Это включает в себя хранение информации о продуктах, клиентах и продавцах, а также запись продаж, отслеживание выполнения и ведение информации об истории продаж.
- Человеческие ресурсы. СУБД также упрощает организациям отслеживание и управление информацией о сотрудниках в приложении для управления персоналом. Это включает в себя управление данными сотрудников, такими как адреса, номера телефонов, сведения о зарплате, расчет заработной платы и создание чеков.
Действительно, организации, которым необходимо хранить данные и получать к ним доступ позже для ведения бизнеса, имеют жизнеспособный вариант использования для развертывания СУБД.
Изменения в способах создания, продажи и обслуживания СУБДК 2019 году технологии СУБД с открытым исходным кодом быстро набирали обороты. Фактически, Gartner прогнозировал, что базы данных с открытым исходным кодом будут составлять 10% от общих расходов на программное обеспечение баз данных в этом году из-за более широкого внедрения на предприятиях. Большинство основных ИТ-организаций используют программное обеспечение с открытым исходным кодом в некоторых из своих критически важных операций. Эта тенденция дополняет две другие: приобретение поставщиков баз данных с открытым исходным кодом более крупными конкурентами и расширение рынка облачных услуг баз данных.
В 2019 году Gartner также заявил, что облачные базы данных являются движущей силой роста рынка СУБД, назвав облако «платформой по умолчанию для управления данными». В связи с растущим переходом к облаку многие поставщики СУБД представили услуги управляемых облачных баз данных, которые позволяют освободить ИТ-команды и группы управления данными от многих задач, необходимых для развертывания, настройки и администрирования систем баз данных.
Еще одна растущая тенденция — это то, что Gartner называет гибридной транзакционной аналитической обработкой (HTAP).Это означает использование одной СУБД для обеспечения как обработки транзакций, так и аналитики, не требуя отдельной СУБД для каждой из них. Чтобы поддержать эту тенденцию, все больше поставщиков СУБД создают гибридные системы баз данных, которые предоставляют несколько механизмов баз данных в рамках одной СУБД. Большинство гибридных СУБД предоставляют сочетание реляционных и нескольких механизмов и API NoSQL. Примеры включают Altibase, Microsoft Azure Cosmos DB и DataStax Enterprise.
Далее: после выбора СУБД где ее разместить ?
История систем управления базами данныхПервая СУБД была разработана в начале 1960-х годов, когда Чарльз Бахман создал навигационную СУБД, известную как интегрированное хранилище данных (IDS).Вскоре после этого IBM разработала систему управления информацией (IMS), иерархическую СУБД, разработанную для мэйнфреймов IBM, которая до сих пор используется многими крупными организациями.
Следующее крупное достижение произошло в 1971 году, когда был выпущен стандарт конференции / комитета по языкам систем данных (CODSYL). Интегрированная система управления базами данных (IDMS) — это коммерческая реализация подхода к базе данных сетевой модели, разработанного CODASYL.
Но рынок СУБД изменился навсегда, поскольку реляционная модель данных стала популярной.Представленная Эдгаром Коддом из IBM в 1970 году в его основополагающей статье «Реляционная модель данных для больших общих банков данных», СУБД вскоре стала отраслевым стандартом. Первой СУБД была Ingres, разработанная в Калифорнийском университете в Беркли группой под руководством Майкла Стоунбрейкера. В то же время IBM работала над своим проектом System R по разработке СУБД.
Позже, в 1979 году, была выпущена первая успешная коммерческая СУБД Oracle. Через несколько лет за ним последовали IBM Db2, Sybase SQL Server и многие другие.
В 1990-х годах, когда объектно-ориентированное (ОО) программирование стало популярным, на рынок вышло несколько ОО-систем баз данных, но они так и не завоевали большую долю рынка. Позже, в 1990-х годах, был придуман термин NoSQL. В течение следующего десятилетия несколько типов новых нереляционных СУБД — включая ключ / значение, граф, документ и хранилище широких столбцов — были сгруппированы в категорию NoSQL.
Сегодня на рынке СУБД доминируют СУБД, но популярность систем баз данных NoSQL продолжает расти.
Программное обеспечение для управления базами данных: особенности, типы и использование
Узнайте все о программном обеспечении для управления базами данных, его возможностях: функциях и приложениях. В блоге даны ответы на распространенные вопросы о том, что такое программное обеспечение для баз данных и каковы основные типы управления данными. Кроме того, он также подробно рассматривает роль СУБД в бизнесе, то, что означает СУБД, а также определение СУБД, типы, примеры, варианты использования и преимущества программного обеспечения для управления базами данных.
Прежде чем продолжить, давайте кратко обсудим, что такое база данных. База данных — это организованный набор структурированных данных, который упрощает доступ к данным и управление ими. Теперь давайте разберемся с основными функциями электронной базы данных. Цель базы данных — помочь в организации и хранении больших объемов данных, что в конечном итоге улучшает доступность данных. Следовательно, вы можете улучшить анализ данных и без задержек получать полезные сведения, используя программное обеспечение для работы с базами данных.Данные можно быстро и эффективно найти в базе данных; это позволяет нескольким пользователям получить доступ и соответствующим образом изменить его.
Теперь, когда мы знаем, что такое программное обеспечение баз данных и для чего используются базы данных, давайте перейдем к пониманию того, что такое программное обеспечение для управления базами данных (СУБД) с примерами и зачем оно нужно организациям. Объем данных во всем мире стремительно растет, что затрудняет управление данными и получение ценной информации для компаний. Таким образом, управление базами данных становится абсолютной необходимостью.Но что означает управление базой данных? Проще говоря, управление базой данных относится к манипулированию данными организацией для достижения целей компании. Это вызывает потребность в системе управления базами данных.
Определение СУБД: Что такое программное обеспечение для управления базами данных (СУБД)?
Программное обеспечение для управления базами данных или программное обеспечение DBM используется для хранения, обработки и управления данными, такими как формат, имена полей, а также структуры записей и файлов в среде базы данных.Пользователи могут создавать свои собственные базы данных с использованием СУБД для удовлетворения своих бизнес-требований. Например, dBase была одной из первых СУБД для микрокомпьютеров. Дизайн базы данных также поддерживает создание, проектирование, внедрение и обслуживание системы управления данными в масштабах всей организации.
Для взаимодействия с базой данных пакет СУБД обычно использует запросы SQL. Он получает команду от администратора базы данных (DBA) и предлагает системе выполнить необходимое действие. Эти инструкции могут касаться загрузки, извлечения или изменения существующих данных в системе.
Среда системы управления базами данных (Источник: Kullabs)
За прошедшие годы было представлено новое программное обеспечение СУБД с другой архитектурой и направленностью на приложения. Одним из таких примеров программного обеспечения баз данных являются передовые системы баз данных, которые отвечают требованиям современных приложений баз данных с точки зрения предложения моделирования данных, возможностей интеграции данных, поддержки мультимедийных данных и т. Д.
Какой тип информации хранится в базе данных?
Назначение базы данных — хранить различные данные несколькими способами.В программном обеспечении базы данных могут храниться следующие типы данных:
- Текстовые данные
- Числовые данные
- Двоичные данные
- Данные и время
Самое популярное программное обеспечение для управления базами данных (СУБД)
Управление базой данных Программное обеспечение обеспечивает независимость данных, поскольку механизм хранения и форматы могут быть изменены без изменения всего приложения в базе данных. Лучшее программное обеспечение баз данных включает MySQL, Microsoft SQL Server, СУБД Microsoft Access, Oracle, IBM DB2 и FoxPro.
Ниже приведены некоторые примеры приложений баз данных. Распространенный инструмент СУБД, MySQL, бесплатное программное обеспечение для бизнес-баз данных, представляет собой высокопроизводительное программное обеспечение для баз данных, которое помогает корпоративным пользователям создавать масштабируемые приложения для баз данных. Точно так же функции FoxPro включают создание, добавление, редактирование и удаление информации из базы данных.
Основные характеристики СУБД
Эффективное программное обеспечение для управления базами данных должно иметь следующие особенности:
· Низкое повторение и избыточность
В базе данных вероятность дублирования данных довольно высока, поскольку несколько пользователей используют одну базу данных.СУБД уменьшает повторение данных и избыточность, создавая единый репозиторий данных, к которому могут получить доступ несколько пользователей, даже позволяя легко отображать данные при выполнении ETL.
· Простое обслуживание больших баз данных
Большая часть организационных данных хранится в больших базах данных. СУБД помогает поддерживать эти базы данных, применяя определяемые пользователем ограничения проверки и целостности, такие как пользовательский доступ.
· Повышенная безопасность
При работе с большими объемами данных безопасность становится самой важной проблемой для всех предприятий.Программное обеспечение для управления базами данных не предоставляет полный доступ никому, кроме администратора базы данных или начальника отдела. Только они могут изменять базу данных и контролировать доступ пользователей, делая базу данных более безопасной. Все остальные пользователи ограничены в зависимости от их уровня доступа.
· Улучшенная согласованность файлов
Внедряя систему управления базами данных, организации могут создать стандартизированный способ использования файлов и обеспечить согласованность данных с другими системами и приложениями.Очень важно управлять передовыми системами управления данными и оптимизировать их. Применение продвинутой системы баз данных позволяет использовать одни и те же правила для всех данных во всей организации.
· Поддержка многопользовательской среды
Программное обеспечение для управления базами данных включает и поддерживает многопользовательскую среду, позволяя нескольким пользователям одновременно получать доступ к данным и работать с ними. Программное обеспечение Db также поддерживает несколько представлений данных. Представление — это отдельная часть базы данных, предназначенная для определенных операторов системы.
Поскольку к базе данных обычно обращаются одновременно несколько операторов, этим операторам могут потребоваться разные представления базы данных. Например, оператор A может захотеть распечатать банковскую выписку, тогда как оператор B захочет только проверить банковский баланс. Хотя оба они запрашивают одну и ту же базу данных, они будут представлены в разных представлениях.
В дополнение к упомянутым выше функциям также важно искать определенные качества в системе баз данных. Например, он должен представлять логические структуры проблемы, устранять избыточное хранилище данных и обеспечивать беспрепятственный доступ к данным с помощью инструментов СУБД.Astera предлагает одну из лучших систем управления данными, которую пользователи могут попробовать бесплатно!
Язык СУБД
Для передачи обновлений базы данных и запросов используется язык СУБД. Ниже описаны различные типы языков баз данных:
- Язык определения данных (DDL): Он используется для сохранения информации о схемах таблиц, индексах, столбцах, ограничениях и т. Д.
- Язык обработки данных (DML): Он используется для доступа к базам данных и управления ими.
- Язык управления данными (DCL): Используется для доступа к сохраненным данным. Это также позволяет предоставить или отозвать доступ для пользователя.
- Язык управления транзакциями (TCL): Он используется для запуска или обработки изменений, сделанных DML.
Типы систем управления базами данных
Какие бывают типы систем управления базами данных?
Их можно в целом разделить на четыре типа. К наиболее популярным типам программного обеспечения СУБД относятся:
1- Иерархическая
Иерархическая СУБД организует данные в древовидной структуре, в форме иерархии, либо сверху вниз, либо снизу вверх.Иерархия определяется отношениями родитель-потомок, где родитель может иметь множество потомков, а у потомков может быть только один родитель.
Этот тип СУБД обычно включает отношения «один к одному» и «один ко многим». Отношения «один к одному» существуют, когда у родителя есть единственный ребенок. В то время как в отношениях «один ко многим» родитель имеет несколько детей.
Поскольку данные являются иерархическими, они становятся сложной сетью, если нарушаются отношения «один ко многим».
Рисунок 1.Модель иерархической базы данных (Источник: внутреннее устройство СУБД)
2- Сеть
Сетевая СУБД — это немного сложное расширение иерархической СУБД, в которой данные имеют отношения «многие ко многим», которые проявляются в форме сети. Преимущества модели сетевой базы данных заключаются в том, что записи организованы в виде графа, к которому можно получить доступ через множество путей к данным. В этой структуре базы данных у ребенка может быть несколько родителей. Следовательно, это позволяет моделировать более сложные отношения.Возможность строить больше взаимосвязей между различными типами данных делает эти базы данных более эффективными.
Рисунок 2. Сетевая модель базы данных (Источник: The Intact One)
3- Реляционная
Реляционная модель — один из наиболее широко используемых механизмов организации баз данных. Он нормализует данные и организует их в виде логически независимых таблиц. С этими таблицами можно выполнять такие операции, как «Выбрать» и «Объединить». Данные хранятся в фиксированных структурах и обрабатываются с помощью SQL.
Общие данные отображают отношения между различными таблицами. Поскольку данные в таблице могут ссылаться на аналогичные данные в другой таблице, это сохраняет надежность связей между ними. Это называется ссылочной целостностью, которая является важной концепцией в этой модели базы данных.
Рисунок 3. Пример модели реляционной базы данных (Источник: ResearchGate)
4- Объектно-ориентированная
Объектно-ориентированная модель описывает базу данных как группу объектов, в которой хранятся как значения, так и операции / методы.Объекты со схожими значениями и операциями группируются как классы.
Поскольку этот тип базы данных интегрируется с объектно-ориентированными языками программирования и использует идентичную модель представления, программисты могут использовать единообразие единой среды программирования. Объектно-ориентированные базы данных совместимы с различными языками программирования, такими как Delphi, JavaScript, Python, Java, C ++, Perl, Scala и Visual Basic .NET.
Рисунок 4. Пример объектно-ориентированной модели базы данных (Источник: глоссарий интеграции данных)
Какова цель базы данных: преимущества программного обеспечения для управления базами данных
Теперь, когда мы ознакомились с определением управления базами данных и типов программного обеспечения DBM, давайте продвинемся вперед и рассмотрим преимущества и функции системы управления базами данных с примерами и приложениями:
Одним из основных преимуществ СУБД является то, что она позволяет пользователям (как локально, так и удаленно) ), чтобы легко обмениваться данными, следуя правильным протоколам авторизации.Он предоставляет операторам доступ к хорошо управляемым данным. В результате они могут быстро реагировать на изменения в окружающей среде.
Используя программное обеспечение для управления базами данных, вы можете быстро отвечать на импровизированные запросы, поскольку данные управляются должным образом и актуальны. В случае любого специального запроса программное обеспечение базы данных возвращает ответ (известный как набор результатов запроса) приложению.
Угрозы нарушения безопасности данных становятся более явными, когда к базе данных обращаются несколько пользователей.Программное обеспечение для управления базами данных предлагает лучшую реализацию принципов конфиденциальности и безопасности данных за счет контролируемого доступа пользователей.
- Улучшенная интеграция данных
Простая система управления базами данных облегчает интегрированное представление данных компании. Компания может быстро увидеть, как деятельность одного подразделения организации влияет на другие подразделения.
Одно из применений программного обеспечения для управления базами данных — предоставить доступ к хорошо управляемым данным, что позволяет пользователям принимать точные и своевременные решения.Программное обеспечение для организации данных предлагает оптимизированную структуру для реализации инициатив по обеспечению качества данных, улучшения процедур управления данными и получения информации более высокого качества.
Оптимизированное программное обеспечение для доступа к данным, а также инструменты, преобразующие данные в ценную информацию, позволяют операторам принимать быстрые и продуманные решения. Это улучшает производительность и эффективность базы данных.
Теперь, когда вы знакомы с использованием СУБД, вы можете сказать, насколько важно сотрудничать с подходящей компанией по управлению базами данных.Давайте перейдем к роли систем бизнес-баз данных в некоторых отраслях.
Приложения программного обеспечения для управления базами данных
Какова функция системы управления базами данных? Ниже приведены некоторые из приложений СУБД, основанных на различных вертикалях:
- Банки: Использование СУБД в банковском секторе включает хранение информации о клиентах, действиях по счетам, выплатах, кредитах и ипотеке
- Авиакомпания : бронирование рейсов и информация о расписании
- Академии : информация об учащемся, регистрация на курсы, оценки и результат
- Телекоммуникации : ведение архивов звонков, ежемесячных счетов и остатков на счетах.
- Экономика и финансы : Хранение данных об облигациях, транзакциях и приобретениях финансовых инструментов, таких как акции и акции
- Продажи и маркетинг: Хранение данных о потребителях, товарах и продажах
- Инжиниринг и производство: Управление цепочкой поставок и отслеживание производства предметов и состояния запасов в складских помещениях
- Человеческие ресурсы: Ведение записей о рабочих, вознаграждениях, начислении заработной платы, удержаниях, получении заработной платы и т. Д.
- Сельское хозяйство: Использование СУБД в сельском хозяйстве включает обслуживание записи сельскохозяйственных культур, машин и скота
Все эти приложения программного обеспечения для управления базами данных в основном представляют собой примеры программного обеспечения для управления базами данных, и они служат одной и той же цели, т.е.е., чтобы помочь новичкам понять важность СУБД и варианты их использования.
Независимо от того, являетесь ли вы частью малого бизнеса или среднего крупного предприятия, правильное управление данными имеет важное значение. Поэтому многие организации не вкладывают средства в различные инструменты, что привело к устойчивому росту количества бесплатного программного обеспечения для управления базами данных с открытым исходным кодом. Некоторые типы программ управления базами данных включают MySQL, MariaDB, PostgreSQL, OrientDB, Cubrid, CouchDB и другие.
Кто использует СУБД: Типы пользователей базы данных
Существуют разные пользователи базы данных:
- Администратор базы данных: Их основная задача — управлять всей системой управления базой данных.Некоторые люди даже нанимают компанию по управлению базами данных, чтобы взять на себя эту задачу.
- Прикладные программисты: Они пишут программы на разных языках программирования для взаимодействия с базой данных.
- Конечные пользователи: Это люди, которые взаимодействуют с СУБД и выполняют различные задачи с базами данных, такие как обновление, удаление, извлечение и т. Д.
Что такое управление базой данных?
Управление базой данных — это работа по обеспечению соблюдения определенных правил, обеспечивающих отправку правильных данных подлинным пользователям.Три основных аспекта управления базой данных — это аутентификация, права доступа и ограничения целостности. Следовательно, все данные должны быть согласованы с правилами целостности и защищены от неавторизованных пользователей. Управление базой данных — одна из основных задач администратора баз данных или базы данных.
СУБД — это набор программ, которые позволяют хранить, преобразовывать и извлекать данные из базы данных. Есть несколько видов систем управления базами данных; В этой статье обсуждаются четыре из самых популярных систем управления базами данных.Термины иерархический, реляционный, объектно-ориентированный и сетевой — все обозначают способ внутренней организации данных в программном обеспечении для управления базами данных. Правильные инструменты СУБД необходимы для максимальной эффективности управления базами данных; бесплатное программное обеспечение для управления базами данных — нет.
В целом, теперь мы понимаем, что такое инструменты управления базами данных и важность управления базами данных для лучшего использования критически важных бизнес-данных. Astera — ведущая компания по управлению данными, предлагающая СУБД, которая упрощает способ хранения корпоративных данных с улучшенной безопасностью данных, меньшей избыточностью и более быстрым доступом к данным.Centerprise — это не только лучшее программное обеспечение для управления базами данных, но и комплексное решение, которое поможет вашей организации использовать преимущества системы управления данными.
Глава 6 Классификация систем управления базами данных — Проектирование баз данных — 2-е издание
Адриенн Ватт
Системы управления базами данныхможно классифицировать на основе нескольких критериев, таких как модель данных, количество пользователей и распределение базы данных, все из которых описаны ниже.
Классификация на основе модели данных
Самая популярная модель данных, используемая сегодня, — это реляционная модель данных.Известные СУБД, такие как Oracle, MS SQL Server, DB2 и MySQL, поддерживают эту модель. Другие традиционные модели, такие как иерархические модели данных и сетевые модели данных, все еще используются в промышленности в основном на платформах мэйнфреймов. Однако они обычно не используются из-за своей сложности. Все они называются традиционными моделями , потому что они предшествовали реляционной модели.
В последние годы были представлены более новые объектно-ориентированные модели данных .Эта модель представляет собой систему управления базами данных, в которой информация представлена в виде объектов, используемых в объектно-ориентированном программировании. Объектно-ориентированные базы данных отличаются от реляционных баз данных, которые ориентированы на таблицы. Объектно-ориентированные системы управления базами данных (OODBMS) сочетают возможности базы данных с возможностями объектно-ориентированного языка программирования.
Объектно-ориентированные модели не прижились, как ожидалось, поэтому не получили широкого распространения. Некоторыми примерами объектно-ориентированных СУБД являются O2, ObjectStore и Jasmine.
Классификация по номерам пользователей
СУБД можно классифицировать на основе количества поддерживаемых ею пользователей. Это может быть однопользовательская база данных , которая поддерживает одного пользователя за раз, или многопользовательская база данных , которая поддерживает одновременную поддержку нескольких пользователей.
Классификация на основе распределения базы данных
Существует четыре основных системы распространения для систем баз данных, которые, в свою очередь, могут использоваться для классификации СУБД.
Централизованные системы
В централизованной системе баз данных СУБД и база данных хранятся на одном сайте, который также используется несколькими другими системами. Это показано на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1. Пример централизованной системы баз данных.В начале 1980-х многие канадские библиотеки использовали GEAC 8000 для преобразования своих ручных карточных каталогов в машиночитаемые централизованные системы каталогов. В каждом книжном каталоге было поле штрих-кода, аналогичное полям в супермаркетах.
Распределенная система баз данных
В системе распределенной базы данных фактическая база данных и программное обеспечение СУБД распределяются с различных сайтов, которые связаны компьютерной сетью, как показано на рисунке 6.2.
Рисунок 6.2. Пример системы распределенной базы данных.Однородные распределенные системы баз данных
Однородные распределенные системы баз данных используют одно и то же программное обеспечение СУБД с нескольких сайтов. Обмен данными между этими различными сайтами может быть легко осуществлен.Например, библиотечные информационные системы одного и того же поставщика, такие как Geac Computer Corporation, используют одно и то же программное обеспечение СУБД, которое позволяет легко обмениваться данными между различными сайтами библиотек Geac.
Гетерогенные распределенные системы баз данных
В гетерогенной распределенной системе баз данных разные сайты могут использовать разное программное обеспечение СУБД, но есть дополнительное общее программное обеспечение для поддержки обмена данными между этими сайтами. Например, различные системы библиотечных баз данных используют один и тот же формат машиночитаемой каталогизации (MARC) для поддержки обмена данными библиотечных записей.
Централизованная система баз данных : СУБД и база данных хранятся на одном сайте, который также используется несколькими другими системами.система распределенных баз данных : фактическая база данных и программное обеспечение СУБД распространяются с различных сайтов, которые связаны компьютерной сетью
гетерогенная распределенная система баз данных : разные сайты могут использовать разное программное обеспечение СУБД, но есть дополнительное общее программное обеспечение для поддержки обмена данными между этими сайтами
системы однородных распределенных баз данных : используйте одно и то же программное обеспечение СУБД на нескольких объектах
многопользовательская система баз данных : система управления базами данных, поддерживающая одновременную поддержку нескольких пользователей
объектно-ориентированная модель данных : система управления базами данных, в которой информация представлена в форме объектов, используемых в объектно-ориентированном программировании
однопользовательская система баз данных : система управления базами данных, поддерживающая одного пользователя одновременно
традиционные модели : модели данных, предшествовавшие реляционной модели
- Приведите три примера наиболее популярных используемых реляционных баз данных.
- В чем разница между централизованными и распределенными системами баз данных?
- В чем разница между системами однородных распределенных баз данных и системами разнородных распределенных баз данных?
Атрибуция
Эта глава Database Design (включая изображения, если не указано иное) является производной копией Database System Concepts от Nguyen Kim Anh под лицензией Creative Commons Attribution License 3.0 лицензии
Адриенн Ватт написала следующий материал:
- Ключевые термины
- Упражнения
Типы систем баз данных | nibusinessinfo.co.uk
Система управления базами данных — это программный пакет для создания и управления базами данных. Существует множество различных типов систем баз данных в зависимости от того, как они управляют структурой базы данных.
Два типа структуры базы данных
Базы данных обычно имеют одну из двух основных форм:
- Однофайловая или однофайловая база данных
- Многофайловая реляционная или структурированная база данных
Плоская файловая база данных хранит данные в простой текстовый файл, в котором каждая строка текста обычно содержит одну запись.Поля разделяются разделителями, такими как запятые или табуляция. База данных с плоскими файлами использует простую структуру и, в отличие от реляционной базы данных, не может содержать несколько таблиц и отношений. Узнайте больше о базах данных с плоскими файлами.
Реляционная база данных содержит несколько таблиц данных со строками и столбцами, которые связаны друг с другом через специальные ключевые поля. Эти базы данных более гибкие, чем структуры плоских файлов, и предоставляют функции для чтения, создания, обновления и удаления данных.Реляционные базы данных используют язык структурированных запросов (SQL) — стандартное пользовательское приложение, которое предоставляет простой программный интерфейс для взаимодействия с базой данных. Узнайте больше о реляционных базах данных.
Типы отношений в базе данных
В реляционной базе данных существуют четыре типа отношений:
- один к одному — когда одна запись таблицы связана с другой записью в другой таблице
- одна ко многим — где одна запись таблицы относится к несколько записей в другой таблице
- многие к одному — где более одной записи таблицы связаны с другой записью таблицы
- многие ко многим — где несколько записей относятся к более чем одной записи в другой таблице
Эти отношения образуют функциональные зависимости внутри база данных.Некоторые общие примеры реляционных баз данных включают MySQL, Microsoft SQL Server, Oracle и т.д. бизнес-данные. Остальные три включают:
- иерархических систем баз данных
- сетевых систем баз данных
- объектно-ориентированных систем баз данных
Иерархическая база данных Модель напоминает древовидную структуру, аналогичную архитектуре папок в вашей компьютерной системе.Отношения между записями заранее определены один к одному, между «родительскими и дочерними» узлами. Они требуют, чтобы пользователь прошел иерархию, чтобы получить доступ к необходимым данным. Из-за ограничений такие базы данных могут быть ограничены конкретным использованием. Узнайте больше об иерархических базах данных.
Сетевая база данных моделей также имеет иерархическую структуру. Однако вместо использования иерархии дерева с одним родителем эта модель поддерживает отношения «многие ко многим», поскольку дочерние таблицы могут иметь более одного родителя.Подробнее о сетевых базах данных.
Наконец, в объектно-ориентированных базах данных , , информация представлена в виде объектов с различными типами отношений, возможными между двумя или более объектами. Такие базы данных используют для разработки объектно-ориентированный язык программирования. Узнайте больше об объектно-ориентированных базах данных.
NoSQL или нереляционные базы данных
Популярная альтернатива реляционным базам данных. Базы данных NoSQL принимают различные формы и позволяют хранить и обрабатывать большие объемы неструктурированных и полуструктурированных данных.Примеры включают хранилища «ключ-значение», хранилища документов и графические базы данных. Узнайте больше о базах данных NoSQL.
Какая база данных вам подходит?
Компании с простыми требованиями к базе данных часто используют стандартные офисные инструменты, такие как электронные таблицы. Однако, если вы используете большие объемы данных или имеете сложные бизнес-потребности, вам может потребоваться рассмотреть более мощные системы баз данных, которые предлагают лучшую функциональность. Найдите советы, которые помогут вам решить, какая база данных лучше всего подходит для вашего бизнеса.
См. Также 5 причин, по которым вашему бизнесу нужна хорошая база данных.
Системы управления базами данных (СУБД) Сравнение: MySQL, PostgreSQL и др.
Время чтения: 16 минутИтак, вы создаете программное приложение. Одна из первых проблем, которую необходимо решить, — это как хранить ваши данные. Какую базу данных вы выберете?
Система управления базой данных или СУБД — это программное обеспечение, которое взаимодействует с самой базой данных, приложениями и пользовательскими интерфейсами для получения данных и их анализа.СУБД также содержит ключевые инструменты для управления базой данных.
Для сравнения мы выбрали 9 наиболее часто используемых систем управления базами данных: MySQL, MariaDB, Oracle, PostgreSQL, MSSQL, MongoDB, Redis, Cassandra и Elasticsearch. Сосредоточившись на их преимуществах и проблемах, связанных с бизнесом, мы также опишем лучшие варианты использования для каждого из них.
Между прочим, базы данных — это лишь часть всей стратегии управления данными. Вы можете узнать об этой комплексной оценке в нашей специальной статье.
Реляционная vs нереляционная: в чем разница?
По сути, существует два типа СУБД: реляционные и нереляционные, также называемые SQL и NoSQL. Они различаются с точки зрения поиска, распространения и обработки данных.
Реляционные. Поскольку язык структурированных запросов является ядром этих систем, этот тип также называют SQL. В реляционных СУБД данные представлены в виде таблиц строк и столбцов со строгой структурой и четкими зависимостями.
Благодаря интегрированной структуре и системе хранения данных, базы данных SQL не требуют значительных инженерных усилий для обеспечения их надежной защиты. Они являются хорошим выбором для создания и поддержки сложных программных решений, где любое взаимодействие имеет ряд последствий. Одна из основ SQL — соответствие ACID (атомарность, согласованность, изоляция, долговечность). Соответствие ACID является предпочтительным вариантом, если вы создаете, например, приложения для электронной коммерции или финансовые приложения, где критически важна целостность базы данных.
Однако масштабируемость может быть проблемой для баз данных SQL. Масштабирование базы данных SQL между несколькими серверами (горизонтальное масштабирование) требует дополнительных инженерных усилий. Вместо этого базы данных SQL обычно масштабируются по вертикали, то есть за счет увеличения вычислительной мощности сервера. Здесь мы обсудим несколько баз данных SQL:
- MySQL
- MariaDB
- Оракул
- PostgreSQL
- MSSQL
Нереляционные. Поскольку эти базы данных не ограничиваются структурой таблиц, они называются NoSQL.Такой тип системы управления базами данных считается документально-ориентированным. Неструктурированные данные, такие как статьи, фотографии, видео и другие, собираются в одном документе. Данные легко запрашивать, но не всегда классифицируются по строкам и столбцам, как в реляционной базе данных. Нереляционные базы данных или базы данных NoSQL обычно масштабируются по горизонтали путем добавления серверов.
Поскольку базы данных NoSQL позволяют резервировать различные типы данных вместе и масштабировать их за счет увеличения числа серверов на нескольких серверах, их неуклонно снижающаяся популярность вполне объяснима.Кроме того, создание MVP — отличный вариант для стартапов с Agile-разработкой на основе спринтов. NoSQL не требует предварительной подготовки к развертыванию, что упрощает быстрое обновление структуры данных без задержек по времени.
Мы обсудим такие базы данных NoSQL, как:
- MongoDB
- Редис
- Кассандра
- Elasticsearch
Итак, какие системы баз данных используются в SQL и NoSQL чаще всего? Каковы их основные преимущества и недостатки, и как предприятиям следует их использовать? Давайте посмотрим глубже.
В двух словах о системах управления базами данных
MySQL
Это одна из самых популярных систем реляционных баз данных. Первоначально это решение с открытым исходным кодом, MySQL теперь принадлежит Oracle Corporation. Сегодня MySQL — это основа прикладного программного обеспечения LAMP. Это означает, что он является частью стека Linux, Apache, MySQL и Perl / PHP / Python. Имея под капотом C и C ++, MySQL хорошо работает с такими системными платформами, как Windows, Linux, MacOS, IRIX и другими.
Плюсы MySQL
Бесплатная установка. Версия MySQL от сообщества можно загрузить бесплатно. Версия сообщества MySQL с базовым набором инструментов для индивидуального использования — хороший вариант для начала. Конечно, есть и другие варианты с предоплатой для предприятий или кластеров с более широкими функциональными возможностями. Тем не менее, если ваша компания слишком мала, чтобы платить за один из них, модель с бесплатной загрузкой является наиболее подходящей для нового старта.
Простой синтаксис и небольшая сложность. MySQL имеет очень простую структуру и стиль. Разработчики даже рассматривают MySQL как базу данных с языком, похожим на человеческий. Поскольку MySQL часто используется в тандеме с языком программирования PHP. Поскольку они легко обучаются, вам не нужно нанимать опытного разработчика для управления базой данных. Кроме того, MySQL прост в использовании. Например, большинство задач можно выполнять прямо в командной строке, что сокращает количество этапов разработки.
Совместимость с облаком. Ориентированный на бизнес по своей природе и изначально разработанный для Интернета, MySQL поддерживается наиболее популярными поставщиками облачных услуг.Он доступен на таких ведущих платформах, как Amazon, Microsoft и других. Это делает MySQL еще более привлекательным и дает компаниям, использующим его, возможности для роста.
Минусы MySQL
Проблемы масштабируемости. MySQL не создавался с учетом масштабируемости, которая заложена в его коде. Теоретически вы можете масштабировать MySQL, но для этого потребуется больше инженерных усилий по сравнению с любой из баз данных NoSQL. Итак, если вы ожидаете, что однажды ваша база данных значительно увеличится, помните об этом ограничении или выберите другой вариант СУБД.
Частично открытый код. Хотя MySQL имеет часть с открытым исходным кодом, она в основном находится под лицензией Oracle. Это ограничивает сообщество MySQL с точки зрения улучшения СУБД. Какое тебе дело? Потому что, когда у вас есть полностью открытая поддержка, вы ожидаете множества реализаций для конкретных проблем и помощи сообщества. Это не тот случай, когда программное обеспечение принадлежит корпоративным владельцам и вам придется платить за поддержку.
Ограниченное соответствие стандартам SQL. Язык структурированных запросов имеет особые стандарты.MySQL не полностью им следует, т.е. MySQL не поддерживает некоторые стандартные функции SQL. С другой стороны, MySQL имеет некоторые расширения и различные функции, которые не соответствуют стандартам языка структурированных запросов. Для небольших веб-приложений это не проблема. Проблемы могут возникнуть, когда вам нужно перейти на другие базы данных, что может произойти, когда ваш бизнес начнет расти.
Сценарии использования
Небольшие веб-решения. Система баз данных MySQL — лучший вариант, когда вы разрабатываете небольшое веб-решение с небольшим объемом данных.Например, при создании локального магазина электронной коммерции может пригодиться MySQL.
OLAP / OLTP-системы. Это один из лучших вариантов использования базы данных MySQL, поскольку OLAP / OLTP не требует сложных запросов и больших объемов данных. Кроме того, рассмотрите возможность применения MySQL по той же причине, если вы создаете инструмент бизнес-аналитики.
MariaDB
MariaDB, ответвление MySQL с открытым исходным кодом, имеет коммерческую поддержку. Он работает под Стандартной общественной лицензией GNU и имеет те же команды, API и библиотеки, что и MySQL.
Плюсы MariaDB
Шифрование. Для MariaDB открытый исходный код не означает небезопасность. Помимо внутренней безопасности и проверки пароля, MariaDB предоставляет такие функции, как аутентификация PAM и LDAP, Kerberos и роли пользователей. В сочетании с зашифрованными табличными пространствами, таблицами и журналами он создает надежный защитный слой для данных. Кроме того, MariaDB публикует соответствующие выпуски для каждого обновления безопасности, сохраняя при этом исправления безопасности полностью прозрачными.
Широкий функционал. MariaDB представила много новых функций за последние несколько лет. Например, поддержка ГИС предлагает плавное хранение координат и запрос данных о местоположении. Динамические столбцы позволяют одной СУБД обеспечивать обработку данных SQL и NoSQL для различных нужд. Вы также можете расширить его функциональность с помощью плагинов, которые доступны в MySQL только через третьих лиц. MariaDB поставляется с механизмами хранения для серверной части NoSQL, инструментами миграции устаревших баз данных, параметрами сегментирования и многим другим.
Высокая производительность. Хотя MariaDB происходит от движка MySQL, в плане производительности он очень далеко продвинулся. Обширные функции оптимизации улучшают управление пулом потоков и обработку данных. Таким образом, когда строки из таблицы удаляются, операционная система немедленно обращается к свободному пространству, устраняя пробелы в табличном пространстве. Кроме того, система управления базой данных предлагает статистику таблиц, не зависящую от движка. Эта функция повышает производительность оптимизатора, ускоряет обработку запросов и помогает настраивать анализ данных.
Минусы MariaDB
Сообщество продолжает расти. Несмотря на то, что MariaDB вносит значительный вклад в развитие открытого исходного кода, ее сообщество еще не выросло. Поскольку эта система управления базами данных была создана не так давно, количество специалистов относительно невелико.
Разрывы между версиями обновлений MySQL и MariaDB. Хотя команда MariaDB постоянно объединяет свой код с кодом MySQL, уже не так просто поддерживать их соответствие. Учитывая существующие в настоящее время различия между MariaDB 10.4 и MySQL 8.0, дальнейшие отклонения еще впереди. Кроме того, инженеры MySQL вводят в код некоторые встроенные функции, доступные только коммерческим пользователям MySQL. Это может создать проблемы совместимости или проблемы с миграцией из MariaDB обратно в MySQL.
Сценарии использования
Поскольку MariaDB близка к MySQL, ее можно использовать для работы с такими же типами веб-приложений. Кроме того, вы получаете расширенное хранилище данных о местоположении, более высокую производительность и улучшенную масштабируемость.
Оракул
Oracle — это система управления реляционными базами данных, созданная и управляемая Oracle Corporation. В настоящее время он поддерживает несколько моделей данных, таких как документ, граф, реляционная модель и модель «ключ-значение» в одной базе данных. В своих последних выпусках он переориентировался на облачные вычисления. Лицензирование ядра СУБД Oracle является полностью проприетарным, и доступны как бесплатные, так и платные варианты.
Плюсы Oracle
Инновации для повседневного рабочего процесса. С Oracle 12c в качестве программного обеспечения для гибридного облака инновационные технологии облачных вычислений появляются ежедневно.В то же время он продолжает уделять внимание информационной безопасности. Помимо активной защиты данных, разделения на разделы, улучшенного резервного копирования и восстановления, Oracle предлагает параллельное обновление, чтобы сократить время простоя во время обновления базы данных.
Сильная техподдержка и документация. Oracle обеспечивает достойную поддержку клиентов и предоставляет исчерпывающую техническую документацию по множеству ресурсов. Таким образом, вы, вероятно, найдете решения для любых возникающих проблем. Вы также можете рассчитывать на поддержку сообщества.
Большая вместимость.Многомодельное решение Oracle позволяет обрабатывать и обрабатывать огромные объемы данных. Благодаря недавно выпущенной функции мультитенантности архитектура базы данных теперь упрощает упаковку многих баз данных и плавное управление ими. В сочетании с возможностями обработки данных в памяти он создает мощный механизм для синхронной обработки данных.
Минусы Oracle
Высокая стоимость. Хотя Oracle 12c RDBMS имеет бесплатные выпуски, они очень ограничены с точки зрения функциональности.Стандартная версия, которая не включает все доступные функции, стоит 17 500 долларов за единицу. Enterprise Edition стоит более 47 000 долларов за единицу.
Ресурсоемко. База данных Oracle нуждается в мощной инфраструктуре. Для установки не только требуется много места на диске, но и необходимо учитывать постоянные обновления оборудования, если вы развертываете его локально.
Трудное обучение. База данных Oracle — это не та система, которую нужно начинать использовать сразу. Для его запуска лучше иметь сертифицированных инженеров Oracle DB.Документация Oracle, охватывающая множество вопросов, иногда может быть сложной и даже запутанной. Итак, чтобы установить и запустить базу данных Oracle, вам нужно подумать о найме преданных экспертов.
Сценарии использования
Учитывая все эти преимущества и недостатки, вы можете рассматривать Oracle RDMS как разумное решение для онлайн-приложений OLTP, хранилищ данных и даже смешанных (OLTP и DW) приложений баз данных. Если у вас есть миллиард записей, которые нужно хранить и управлять, и достаточный бюджет для его поддержки, то гибридное облачное программное обеспечение Oracle — хороший вариант для выбора.
PostgreSQL
Эта система управления базами данных так же популярна, как и MySQL. Это объектно-реляционная СУБД, в которой пользовательские объекты и табличный подход объединены для создания более сложных структур данных. Кроме того, PostgreSQL имеет много общего с MySQL. Он направлен на усиление стандартов соответствия и расширяемости. Следовательно, он может обрабатывать любую рабочую нагрузку как для продуктов на одном компьютере, так и для сложных приложений. Принадлежит и разрабатывается PostgreSQL Global Development Group, он по-прежнему остается полностью открытым исходным кодом.Эта СУБД доступна для использования с такими платформами, как Microsoft, iOS, Android и многими другими.
Плюсы Postgre
Масштабируемость. Вертикальная масштабируемость — отличительная черта PostgreSQL, в отличие от СУБД MySQL. Учитывая, что почти любое специализированное программное решение имеет тенденцию к росту, что приводит к расширению базы данных, этот конкретный вариант, безусловно, поддерживает рост и развитие бизнеса.
Поддержка пользовательских типов данных. PostgreSQL изначально поддерживает большое количество типов данных по умолчанию, таких как JSON, XML, H-Store и другие.PostgreSQL использует это преимущество, будучи одной из немногих реляционных баз данных с сильной поддержкой функций NoSQL. Кроме того, он позволяет пользователям определять свои собственные типы данных. Поскольку ваша бизнес-модель программного обеспечения может потребовать различных типов баз данных на протяжении всего ее существования для повышения производительности или полноты приложений, этот вариант обеспечивает повышенную гибкость таблицы.
Легко интегрируемые сторонние инструменты. Система управления базами данных PostgreSQL имеет сильную поддержку дополнительных инструментов, как бесплатных, так и коммерческих.В их объем входят расширения для улучшения многих аспектов. Например, ClusterControl обеспечивает впечатляющую помощь в управлении, мониторинге и масштабировании баз данных с открытым исходным кодом SQL и NoSQL. Чтобы сделать сравнение данных и синхронизацию более эффективными, рассмотрите возможность использования DB Data Difftective. Если вы собираетесь масштабировать данные для тяжелых рабочих нагрузок, система резервного копирования и восстановления pgBackRest будет хорошим вариантом.
Открытый исходный код и управляемый сообществом. Postgres является полностью открытым исходным кодом и поддерживается его сообществом, что усиливает его как целостную экосистему.Кроме того, разработчики всегда могут рассчитывать на бесплатную и быструю помощь сообщества.
Минусы Postgre
Несогласованная документация. Хотя PostgreSQL имеет большое сообщество и оказывает сильную поддержку своим участникам, документации по-прежнему не хватает последовательности и полноты. Поскольку сообщество PostgreSQL довольно распределено, в документации не соблюдаются одинаковые стандарты для всех функций Postgre.
Отсутствие инструментов отчетности и аудита. Существенным недостатком PostgreSQL является отсутствие инструментов проверки, которые бы показывали текущее состояние базы данных. Вы должны постоянно проверять, не идет ли что-то не так. Всегда есть риск, что инженеры БД заметят сбой слишком поздно.
Сценарии использования
Благодаря сложным запросам и широкому выбору настраиваемых интерфейсов с предопределенными функциями PostgreSQL идеально подходит для анализа и хранения данных. Если вы создаете инструмент автоматизации базы данных, PostgreSQL лучше всего подходит для него благодаря своим сильным аналитическим возможностям, совместимости с ACID и мощному механизму SQL.Все в одном, это значительно ускоряет обработку огромных объемов данных. Эта СУБД пользуется популярностью в финансовых учреждениях и телекоммуникационных системах.
MSSQL
Как полностью коммерческий инструмент, Microsoft SQL Server является одной из самых популярных реляционных СУБД в дополнение к MySQL, PostgreSQL и Oracle. Он хорошо справляется с эффективным хранением, изменением и управлением реляционными данными. Для взаимодействия с базами данных SQL Server инженеры БД обычно используют язык Transact-SQL (T-SQL), который является расширением стандарта SQL.
Плюсы MSSQL
Разнообразие версий. Microsoft SQL Server предоставляет широкий выбор различных опций с разнообразными функциями. Например, версия Express с бесплатной базой данных предлагает инструменты начального уровня, идеально подходящие для обучения и создания приложений для настольных компьютеров или небольших серверов, управляемых данными. Параметр «Разработчики» позволяет создавать и тестировать приложения, включая некоторые корпоративные функции, но без лицензии на производственный сервер. Для более крупных проектов существуют также версии Web, Standard и Enterprise с различной степенью административных возможностей и уровней обслуживания.
Комплексное решение для бизнес-данных. Ориентируясь в основном на коммерческие решения, MSSQL предоставляет множество дополнительных бизнес-функций. Дополнительный выбор компонентов позволяет создавать решения ETL, формировать базу знаний и осуществлять очистку данных. Кроме того, он предоставляет инструменты для общего администрирования данных, онлайн-аналитической обработки и интеллектуального анализа данных, дополнительно предоставляя возможности для создания отчетов и визуализации.
Обширная документация и помощь сообществу. Для Microsoft SQL Server, предназначенного для комплексного обслуживания баз данных, полная онлайн-документация также отражает эту концепцию. Последовательно структурированные рекомендации, многочисленные технические документы и демонстрации дают полное представление о системе данных MSSQL. Кроме того, Microsoft Premier предоставляет доступ к специализированной поддержке сообщества Microsoft, что является преимуществом, когда инженеру БД требуется помощь.
Поддержка облачной базы данных. Являясь частью согласованной экосистемы Microsoft, MSSQL может быть интегрирован с облаком Microsoft, базой данных SQL Azure или SQL Server на виртуальных машинах Azure.Эти решения позволяют перенести администрирование баз данных в облако, если база данных вашего бизнес-программного обеспечения становится действительно громоздкой и сложной в администрировании.
Минусы MSSQL
Затратные . MSSQL Server, который в основном используется в масштабах предприятия, остается одним из самых дорогих решений. Говоря о цифрах, версия Enterprise в настоящее время стоит более 14 000 долларов за ядро, продаваемое в виде двухъядерных пакетов.
Неясные и плавающие условия лицензии. Еще одна проблема — постоянно меняющийся процесс лицензирования.Саму ценовую стратегию сложно понять, и элементы, включенные в конкретную редакцию, являются плавающими, имеющими тенденцию переходить от одного к другому.
Сложный процесс настройки. Для тех новичков, которым приходится работать с тяжелыми наборами данных, работа с оптимизацией запросов и настройкой производительности может быть проблематичной. Поскольку процесс не так очевиден, он может создать существенные узкие места на раннем этапе.
Сценарии использования
MSSQL Server — разумный вариант для компаний с подпиской на другие продукты Microsoft.Поскольку Microsoft создает устойчивую экосистему с хорошо интегрированными сервисами, здесь нам пригодится MSSQL с доступом к облаку и мощными инструментами извлечения данных.
MongoDB
Бесплатная нереляционная СУБД с открытым исходным кодом, MongoDB также включает в себя коммерческую версию. Хотя MongoDB изначально не предназначалась для обработки структурированных данных, ее можно использовать для приложений, использующих как структурированные, так и неструктурированные данные. В MongoDB базы данных подключаются к приложениям через драйверы баз данных.Они широко доступны в системе управления базами данных. Одновременно обрабатываются несколько типов данных, и для этой цели используется внутренний кеш.
Плюсы MongoDB
Простой доступ к данным, их хранение, ввод и поиск. Одним из преимуществ MongoDB, вытекающих из его природы NoSQL, является быстрая и простая работа с данными. Другими словами, данные можно вводить, хранить и удалять из базы данных быстро и без какого-либо дополнительного подтверждения. Как и любая другая нереляционная база данных, она делает упор на использование оперативной памяти, поэтому с записями можно работать очень быстро и без каких-либо последствий для целостности данных.
Простая совместимость с другими моделями данных. MongoDB легко комбинируется с различными системами управления базами данных, как SQL, так и NoSQL. Кроме того, у него есть подключаемые API-интерфейсы механизма хранения. Короче говоря, этот вариант позволяет третьим сторонам создавать собственные механизмы хранения данных для MongoDB. С коммерческой точки зрения это создает дополнительную ценность для программного обеспечения для бизнеса.
Горизонтально масштабируемое решение. Масштабируемость — когда данные распределяются по распределенной сети управляемых серверов — является одним из аспектов фундаментальной природы MongoDB.Это становится еще более важным для предприятий, работающих с приложениями для работы с большими данными. Кроме того, база данных может распределять данные по кластеру машин. Как это может вам помочь? Данные распределяются быстрее и равномерно, без громоздкости. Поскольку это приводит к более быстрой обработке данных, производительность приложения также увеличивается.
Минусы MongoDB
Большое потребление памяти. Процесс денормализации. когда ранее нормализованные данные в базе данных группируются для повышения производительности, обычно приводит к высокому потреблению памяти.Кроме того, эта СУБД хранит в памяти все имена ключей для каждой пары значений. Кроме того, из-за отсутствия поддержки объединений в базах данных Mongo имеется избыток данных, что приводит к большой трате памяти и снижению производительности приложений.
Незащищенность данных. В MongoDB, ориентированной на быструю работу с данными, как и в любой другой СУБД NoSQL, отсутствует безопасность данных. Поскольку аутентификация пользователей не является вариантом Mongo по умолчанию, а более высокий уровень защиты доступен только в коммерческой версии, вы не можете считать ее полностью безопасной.Кроме того, существуют постоянные выпуски обновлений MongoDB, без гарантии, что все поправки или изменения данных будут работать, как раньше. Имейте в виду, что все манипуляции должны строиться вокруг этих обновлений, прикрываться дополнительными тестами.
Сложный процесс интерпретации на другие языки запросов. Поскольку MongoDB изначально не была разработана для работы с реляционными моделями данных, в этих случаях производительность может снизиться. Кроме того, преобразование SQL в запросы MongoDB требует дополнительных действий по использованию механизма, что может задержать разработку и развертывание.
Сценарии использования
MongoDB лучше всего подходит для интеграции данных в реальном времени и масштабируемости баз данных. Например, это правильный вариант для каталогов продуктов, поскольку в нем можно хранить множество объектов с различными коллекциями атрибутов. Также рассмотрите здесь аналитические платформы, поскольку скорость MongoDB обеспечивает динамическую производительность, которая может помочь отслеживать поведение пользователя в режиме реального времени.
Redis
Redis с открытым исходным кодом, NoSQL, хранилище структур данных в памяти, также может использоваться в качестве кеша.Вместо документов он использует пары ключ-значение. Его отличительной особенностью является то, что существует несколько вариантов структурирования данных, таких как списки, наборы и хэши.
Обеспечивая репликацию данных и поддерживающие транзакции, Redis выполняет команды в очереди вместо того, чтобы устанавливать ее по одной за раз.
Плюсы Redis
Быстрое решение. Благодаря функциям репликации и транзакций Redis обрабатывает данные очень быстро. Отсутствие зависимостей и типа хранилища данных в памяти делает Redis достойным конкурентом даже среди простых альтернатив SQL.
Обработка массивных данных. С точки зрения восприятия и уточнения данных Redis можно считать колоссом. Он может легко загрузить до 1 ГБ данных за одну запись. Добавьте встроенное кэширование данных, и вы получите мощную машину обработки данных.
Минусы Redis
Требуется набор данных для размещения в памяти. Полная зависимость от памяти приложения — реальный недостаток. То есть ваша база данных выйдет из строя, если ее размер превысит размер доступной памяти.
Нет поддержки языка запросов или объединений. Что касается совместимости с другими типами наборов данных, Redis отстает. Учитывая, что в какой-то момент вашему бизнесу может потребоваться масштабирование и использование других форматов данных, возможность быстрого ввода в качестве единственного варианта оставляет эту проблему открытой.
Сценарии использования
Redis имеет несколько направлений работы. И первое из них — это приложения Интернета вещей. Здесь тяжелые данные с устройств IoT могут быть переданы в Redis для обработки этих записей, прежде чем хранить их в любом стабильном хранилище данных.Кроме того, Redis — идеальный вариант для микросервисных архитектур с масштабируемым облачным хостингом. Поскольку данные здесь не должны быть постоянными в течение длительного времени, Redis кажется разумным решением.
Кассандра
Cassandra — это децентрализованная система, разработанная Apache. Cassandra — это бесплатная СУБД, сильной стороной которой являются функции множественной репликации и множественного развертывания. Эти особенности позволяют копировать многочисленные запросы и развертывать их все одновременно. Быстро масштабируемая, Cassandra позволяет управлять большими объемами данных, реплицируя их на несколько узлов.Это устраняет проблему сбоя базы данных — если некоторые из узлов выходят из строя в любой момент, они немедленно заменяются, и система продолжает работать, пока хотя бы один единственный узел находится в безопасности.
Cassandra использует собственный язык запросов CQL. По своему синтаксису он очень похож на SQL, но не применяет объединения, заменяя их так называемыми семействами столбцов . И второе отличие состоит в том, что не все столбцы в таблице хранятся для подзапросов. Некоторые из них используются в качестве столбцов кластеризации, где смежные данные помещаются рядом друг с другом для быстрого поиска.Почему это имеет значение? Он обеспечивает более быстрое выполнение запросов из массивных наборов данных, ускоряя обработку данных.
Плюсы Кассандры
Безопасность данных. Благодаря функции репликации главного узла, Cassandra остается отказоустойчивой. Это означает, что инженеры БД могут быть уверены в безопасности данных, если главные узлы не выйдут из строя одновременно. Пока это крайне маловероятно, база данных и приложение, построенное на ней, останутся надежными и безопасными.
Гибкость и наличие изменений .В простом синтаксисе Casandra лучше всего сочетаются SQL и NoSQL. Помимо масштабируемости, это в значительной степени способствует гибкости набора данных. Cassandra собирает данные на ходу, и поиск данных имеет такую же простоту, несмотря на размер набора данных. Это позволяет максимально расширить базу данных.
Минусы кассандры
Медленное чтение. Поскольку Cassandra изначально была разработана для быстрой записи, ее слабость заключается в ее неспособности к быстрому чтению. Одна из причин этого заключается в том, что для отправляемой информации нет узких мест, поэтому для ее обработки требуется больше времени.
Требуются дополнительные ресурсы. Поскольку Cassandra обрабатывает несколько уровней данных одновременно, для этого требуется достаточно мощности, что приводит к использованию JVM. Это означает дополнительные инвестиции как в программное обеспечение, так и в оборудование. Если компания впервые сталкивается с такой необходимостью и не уверена в своих ресурсах, то, возможно, ей следует рассмотреть другие системы баз данных.
Сценарии использования
Благодаря равномерному распределению данных Cassandra актуальна в приложениях, где обрабатываются большие объемы информации.Например, это отличный выбор для центров обработки данных. Кроме того, Cassandra хорошо сочетается с аналитикой в реальном времени, поскольку позволяет линейное масштабирование и увеличение данных в реальном времени. Вы также можете рассмотреть его для приложений с постоянной потоковой передачей данных, таких как погодные приложения. Другой вариант — использовать его в качестве СУБД для магазина электронной коммерции, поскольку он позволяет хранить историю покупок и другие транзакции. Добавьте сюда возможность отслеживать такие типы данных, как статус заказа и пакеты, и вы получите полное решение с интеграцией доставки электронной коммерции.
Elasticsearch
Elasticsearch — это система управления базами данных NoSQL, ориентированная на документы, в основе которой лежит система полнотекстового поиска. Построенный на основе библиотеки Apache Lucene, он хранит данные в виде файла JSON, поддерживает API-интерфейсы RESTful и использует мощный аналитический механизм для более быстрого извлечения данных. Будучи программным обеспечением с открытым исходным кодом, оно включает в себя как бесплатные, так и платные версии.
Плюсы Elasticsearch
Масштабируемая архитектура. Одной из особенностей Elasticsearch является его надежная распределенная архитектура.Его ключевые параметры структуры, такие как кластеризация, индексирование, сегментирование и многие другие, обеспечивают обширное горизонтальное масштабирование, которое позволяет размещать терабайты записей с дальнейшей автоматизацией. Уровни абстракции архитектуры упрощают управление системой как на индивидуальном, так и на совокупном уровнях.
Быстрая обработка данных. Благодаря распределенной структуре данных и встроенному распараллеливанию база данных Elasticsearch показывает отличные результаты производительности. Даже при выполнении сложного запроса данных он генерирует молниеносный результат поиска.Это частично доступно благодаря тому, что документы хранятся рядом с соответствующими метаданными в индексе, что позволяет быстро их найти.
Минусы Elasticsearch
Отсутствие многоязычной поддержки. При обработке данных запроса или ответа СУБД Elasticsearch отстает. Хотя он идеально сочетается с Cassandra DB для повышения производительности базы данных, другие языки и форматы для него недоступны. Таким образом, он поддерживает только формат документа JSON.
Ограниченные инструменты последовательной проверки работоспособности. Когда что-то пойдет не так, как это может быть на любом этапе, Elasticsearch может показать статус только как «желтый» или «красный». Проще говоря, у него нет инструментов отчетности. Хотя проблемы обычно связаны с порогом памяти или емкостью диска, инженеры администраторов баз данных жалуются на ситуацию.
Сценарии использования
Благодаря своей распределенной природе NoSQL и гибким моделям данных, Elasticsearch является отличным инструментом для продуктов электронной коммерции с огромными базами данных, которые, как правило, используют поисковые системы. Это очень полезно при создании или обновлении профиля клиента с точки зрения рабочей нагрузки, которой обычно требует взаимодействие в режиме реального времени.
Завершить
Существует большое количество систем управления базами данных. Каждый из них по-своему хорош, но имеет и недостатки. Конечно, мы не рассмотрели и трети из них, но мы попытались сравнить те, которые обычно используются как для небольших веб-приложений, так и для систем хранения больших данных.
Итак, как выбрать подходящий для своего собственного программного приложения?
Если вы только начинаете свой бизнес в области электронной коммерции , MySQL — это разумная отправная точка, которая также будет хорошо работать для веб-инструментов бизнес-аналитики и систем OLTP.
Если вы стремитесь создать гиганта электронной коммерции с полным циклом покупателя для вашего клиента, без сомнения, используйте Casandra. Чтобы дополнить его мощной поисковой системой, вы также можете подключить решение для базы данных Elasticsearch.
Говоря о Cassandra, это также лучший вариант для центров обработки данных и аналитики в реальном времени с огромными объемами данных.
Если говорить об аналитических инструментах без нескольких уровней данных, выберите MongoDB.Он также хорошо подходит для каталогов продуктов.
Помимо приложений для хранения данных , стоит упомянуть MSSQL, особенно для компаний с рядом других подписок Microsoft.
С точки зрения создания решений OLTP и приложений для хранилищ данных Oracle также является хорошим выбором.
Приложение IoT и архитектура микросервисов , которая стремится масштабировать свой хостинг данных, обобщит наш список лучших вариантов использования Redis.