Для правильной работы сайта или какого-нибудь приложения требуется использовать не только программный код, но и базы данных (БД). Для управления ими необходимо использовать специальные системы. Они бывают разными и предусматривают те или иные ключевые особенности. С СУБД должен познакомиться как каждый разработчик, так и любой другой IT-специалист.
Далее предстоит изучить системы управления базами данных более подробно. Необходимо выяснить, для чего они и где они применяются, из чего состоят, какую информацию включают в себя. Также нужно ознакомиться с их разновидностями и примерами.
Определение
СУБД – это программное обеспечение, используемое для формирования и дальнейшей работы с базами данных. Совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения.
Системы управления базами данных – комплекс программ, с помощью которого можно создать информационную базу и манипулировать данными:
- вставлять;
- обновлять;
- выбирать;
- удалять.
Google указывает на то, что такие системы обеспечивают надежное и безопасное хранение и целостность данных. Они также предоставляют средства (инструменты) для администрирования БД.
Особенности информационных баз
База данных – это хранилище, в котором размещается информация. БД может относиться к сайту, приложению или любой другой программе: там находятся сведения, обладающие связью с тем или иным проектом.
БД могут включать в себя самые разные сведения:
- личные пользовательские данные;
- сведения о заказах;
- списки клиентов;
- различные записи;
- даты и иные материалы.
Google указывает на то, что огромную роль в информационных базах играет взаимосвязь информации: изменение всего одной строки (записи) может привести к корректировкам других строк, причем значительным. Все это нужно учитывать перед более глубоким изучением СУБД.
Функции СУБД
Google подчеркивает, что у СУБД множество функций. Основная – управление информацией (которая может находиться как во внешней, так и во внутренней памяти). СУБД обязательно поддерживает тот или иной язык запросов – он отвечает за работу с рассматриваемыми системами. Манипулировать информацией в БД без него не представляется возможным.
К функциям изучаемых систем управления можно отнести:
- журнализацию изменений;
- управление информацией в оперативной памяти с применением дискового кэша;
- резервное копирование информации;
- восстановление базы данных после сбоев;
- поддержку языков БД.
Все это помогает понять, для чего нужны СУБД в том или ином случае.
Цели и задачи использования
Google подчеркивает, что системы управления используются для самых разных целей. От того, где именно задействовано соответствующее хранилище, ничего не зависит. СУБД используются для таких целей как:
- Создание и хранение БД нужного типа.
- Управление базой. Сюда можно отнести создание новых записей, удаление устаревшей информации, модификацию уже существующих данных.
- Получение нужных сведений из БД в удобной форме. Для этого используются запросы. Они формируются при помощи специальных языков. Чаще всего, им является SQL. С помощью запросов удается фильтровать данные, в затем выводить на экран только нужную информацию.
- Администрирование и контроль доступа к информации в БД. Google также относит сюда выдачу разным пользователям различных прав и поддержку конфиденциальности.
- Обеспечение безопасности и целостности информации. Это необходимо для того, чтобы какая-либо проблема не привела к потере данных из БД.
- Защита от возможных сбоев, неполадок и хакерских атак.
- Отслеживание изменений.
- Резервное копирование и восстановление информации при ее утрате.
БД – это удобный способ хранения данных и связей между ними. СУБД – возможность управлять цифровым хранилищем с максимальной безопасностью.
Состав
СУБД, согласно Google – это приложение для управления информацией, хранимой в специальных цифровых базах. Оно состоит из следующих компонентов:
- Язык запросов. Он используется для формирования запросов (команд) к информационной базе.
- Ядро. Ключевой компонент системы. Он обеспечивает непосредственное выполнение запросов и доступ к данным.
- Драйверы. Google описывает их как программное обеспечение, отвечающее за взаимодействие системы управления информационными базами с другими программами. Примером может послужить ODBC.
- Административная консоль. Так называется специальный графический интерфейс для управления БД, включая формирование таблиц, создание пользователей и управление правами доступа.
- Библиотеки. Представляют собой наборы программных модулей, используемых для создания приложений, работающих с информационными базами.
- Хранилище данных. Представляет собой физическое устройство или набор устройств, где содержится вся информация. Примером может выступить жесткий диск или флэш-память.
Все эти составляющие работают совместно и одновременно. Они используются для обеспечения эффективного управления базами.
Виды СУБД
Google отмечает, что СУБД бывают разными. Их классификация предусматривает различные способы разделения. По расположению БД можно выделить такие системы как:
- Локальные. Google говорит, что такие базы размещаются на локальных компьютерах и нигде больше не работают.
- Централизованные. Они располагаются на центральном сервере. Обслуживают клиентские приложения, установленные на разных компьютерах/ноутбуках.
- Распределенные. Google указывает, что они состоят из нескольких серверов, расположенных в разных местах. Обрабатывают данных, разделенные между устройствами.
По способам хранения и обработке данных и запросов можно выделить:
- Клиент-серверные СУБД. Google говорит, что они разделяют работу между клиентской и серверной частями. Первая отвечает за пользовательский интерфейс и запросы к серверу, вторая – за хранение и непосредственную обработку информации.
- Файл-серверные – хранят БД на центральном сервере, но обработка запросов осуществляется на пользовательских устройствах. Происходят соответствующие манипуляции за счет сетевых путей.
- Встраиваемые. Google описывает их как предназначенные для использования в пределах различных приложений. Обеспечивают быстрое и экономичное информационное хранение. Не требуют предварительной установки и настройки на клиентской стороне.
По языкам запросов классификация предусматривает:
- SQL-ориентированные СУБД. Они используют SQL-язык для формирования запросов.
- NoSQL-ориентированные СУБД. Используют разнообразные языки запросов, не имеющие связи с SQL: Cassandra, MongoDB и другие.
Google также допускает классификацию по структуре и организации данных. Это основной способ «разделения» СУБД. Соответствующая классификация предусматривает следующие системы управления:
- Графовые. Для хранения информации, а также их организации используют графы. Каждый узел в них представлен объектом, а ребра – отношениями между объектами.
- Колоночные. Относятся к реляционному типу и, согласно Google, хранят информацию в виде колонок, а не строк. В каждой колонке содержится информация одного типа. Запросы за счет этого будут работать быстрее. Google приводит следующие примеры систем управления этого типа: ClickHouse и Vectra.
- Документные. Google характеризует их как NoSQL. Такие системы используют документы, содержащие различные поля и их значения для хранения информации. Примеры: Amazon DocumentDB и CouchDB.
- Ключ-значение – NoSQL СУБД. Google подчеркивает, что в них используются пары ключ-значение для хранения информации. Примеры такой организации можно увидеть в ПО Memcached и Redis.
- Реляционная СУБД. Google указывает, что такие системы хранят данные в виде таблиц, которые могут иметь связи друг с другом. Каждая строка получает уникальный идентификатор – с его помощью нужные сведения будут легко обнаруживаться в цифровом хранилище. Примеры – MySQL и PostgreSQL.
Наиболее распространенные – это реляционные системы. Они используют SQL-язык для формирования запросов.
Примеры СУБД
Google выделяет среди самых популярных современных СУБД следующие продукты:
- Microsoft SQL Server. Реляционная система, которая, согласно Google, работает не только в Windows, но и в Linux. Включает в себя широкий спектр инструментов и функций. Имеет бесплатную версию с 10 ГБ памяти. Позволяет автоматизировать некоторые задачи.
- Oracle. Объектно-реляционная система. Кроме SQL использует языки программирования для манипулирования данными. Пример – Java. Надежное и безопасное программное обеспечение, но с высокой стоимостью.
- SQLite. Google называет эту систему самой компактной. Она относится к встраиваемому и реляционному типам. Позволяет хранить данные в одном документе. Мало весит и не имеет системы пользователей. Производительность здесь увеличить никак не получится.
- MySQL. Google характеризует эту систему управления как самую распространенную. Она используется многими крупными компаниями: Википедией, Facebook, Alibaba и другими. Относится к реляционному типу. Распространяется свободно. Это гибкая система, рекомендуемая для небольших и средних проектов.
Теперь ясно, что собой представляет система управления базами данных. Лучше изучить их, а также научиться работать с соответствующим программным обеспечением помогут специализированные дистанционные компьютерные курсы.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
