Чтобы современный сайт, сервис или приложение корректно работали, требуются базы данных. Для взаимодействия с ними используются разнообразные системы управления. Они облегчают оперирование информационными потоками.
Далее предстоит поближе познакомиться с СУБД и областями их применения. Необходимо выяснить не только ключевое предназначение соответствующих систем, но и их виды. Предстоит познакомиться с самыми распространенными СУБД, их сильными и слабыми сторонами. Предложенная информация ориентирована на широкую публику. Она подойдет для изучения как обычными пользователями, так и IT-специалистами.
База данных – это…
База данных – это некоторая совокупность данных, которая хранится в соответствии с информационной схемой. Управление такими сведениями выполняется в соответствие с правилами средств моделирования данных.
Точное определение упомянутому термину дать проблематично. Вот самые распространенные описания БД:
- представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных для простого поиска и обработки ЭВМ;
- некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами компании;
- совместно используемый набор логически связанных данных с их описаниями, предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.
Изучая СУБД и БД, необходимо запомнить следующие отличительные признаки информационных баз:
- Хранение и обработка в вычислительной системе.
- Логическая структуризация информации (систематизация) для обеспечения возможности эффективного поиска данных и их дальнейшей обработки в вычислительной системе.
- Поддержка схем или метаданных, с помощью которых структура БД описывается в формальном виде.
Только первый признак из перечисленных служит строгим для информационных баз. В сложившейся практике базами данных не называют Интернет-порталы, файловые архивы и электронные таблицы.
СУБД – определение
Система управления базами данных (или СУБД) – совокупность некоторых программных и лингвистических средств общего/специального назначения, за счет которых обеспечивается управление созданием и использованием БД. Представляет собой комплекс программ, позволяющих создавать информационные базы и манипулировать ими:
- выбирать;
- обновлять;
- вставлять;
- удалять.
Главной функцией СУБД является манипулирование (управление) информацией, записанной во внешней или оперативной памяти. СУБД поддерживает работу с языками баз данных и отвечает за копирование/восстановление информации после тех или иных сбоев/ошибок.
Области применения
СУБД – программное обеспечение, с помощью которого можно контролировать функционирование информационных баз о клиентах организации. Примером могут послужить перечень совершенных в онлайн-магазине транзакций. Для формирования информационного хранилища настолько крупной системы требуется организовать таблицу с самыми разными значениями. Обычно в нее включены такие пункты как:
- наименование продукции;
- стоимость товара;
- количество;
- иные параметры.
Для поддержки таких крупных таблиц используются системы управления базами данных. С их помощью получается добиться высокой скорости работы «хранилища», а также обеспечить ему надежность.
СУБД также способствует:
- модификации БД – позволяет удалять, объединять, изменять сведения внутри заданной системы;
- восстановлению утраченной информации при ошибках, сбоях, попытках хакерского взлома;
- настройке резервного копирования информации;
- получению всех необходимых сведений из БД при помощи SQL-запросов;
- администрированию систем через выдачу ограниченных прав доступа к информации разным пользователям.
Это основные задачи СУБД. Соответствующее программное обеспечение является незаменимым помощником многих IT-специалистов.
Состав СУБД
Каждая СУБД включает в себя несколько элементов:
- Язык запросов. Он используется для создания запросов (обращений) к базе данных. Примером служит SQL.
- Ядро СУБД. Это основной элемент, обеспечивающий выполнение запросов и доступ к хранящейся информации.
- Драйверы – программное обеспечение, требуемое для обеспечения взаимодействия между СУБД и дополнительными программами.
- Консоль администратора – графический интерфейс, позволяющий манипулировать БД, включая непосредственное создание таблиц, оперирование правами доступа и формирование пользователей.
- Библиотеки – программные модули, использующиеся для создания приложений, в работе которых применяются базы данных.
- Хранилище – физическое устройство или набор устройств, где будет храниться вся информация. Примером может послужить жесткий диск компьютера.
Все перечисленные элементы работают совместно. С их помощью обеспечивается эффективное управление БД.
Классификация
Существуют различные виды СУБД. Классифицировать рассматриваемое программное обеспечение можно по нескольким признакам. Далее будут представлены основные виды существующих СУБД и их отличия друг от друга.
По расположению информационных баз выделяют:
- Локальные СУБД. Они устанавливаются на локальном компьютере и работают только в его пределах.
- Централизованные. Размещаются на центральном сервере. Обслуживают клиентские программы, которые установлены на сторонних устройствах.
- Распределенные – включают в себя несколько серверов, расположенных в разных местах. Умеют обрабатывать данные, разделенные между устройствами.
По хранению и обработке данных/запросов СУБД делятся на:
- Клиент-серверные. Они разделяют работу между клиентскими и серверными частями. Первые отвечают за пользовательский интерфейс и посылаемые серверу команды, вторые – за непосредственное хранение и обработку данных.
- Файл-серверные. Сохраняют БД на центральном сервере. Обработка запросов на пользовательских устройствах в таком виде СУБД производится при помощи сетевых путей.
- Встраиваемые – предназначаются для непосредственного применения внутри приложений. Могут обеспечить быстрое и экономичное хранение информации. Не требуют предварительной установки или сложной настройки на клиентских устройствах.
Системы управления БД могут классифицироваться по языку запросов:
- SQL-ориентированные. Это наиболее распространенный вариант СУБД. Они используют в своей работе SQL-язык, с помощью которого БД получает команды для дальнейшей обработки.
- NoSQL-ориентированные. В таких СУБД используются языки запросов, которые никак не связаны с SQL. Примерами могут служить Cassandra Query Language и MongoDB Query Language.
При изучении имеющихся видов СУБД необходимо обратить внимание на еще один способ классификации – по структуре и организации информации. Здесь выделяют следующие системы:
- Реляционные – включают в себя данные в виде таблиц, которые могут быть связаны между собой. Каждая строка будет обладать уникальным идентификатором, с помощью которого получится оперативно обнаружить необходимые сведения. Это самый распространенный тип СУБД.
- Ключ-значение – подвид NoSQL-ориентированных СУБД. Они используют для хранения информации пары «ключ-значение».
- Документоориентированные – еще один вид NoSQL. Для хранения информации здесь используются документы, которые содержат в себе поля и значения.
- Графовые – информация организована в виде графов. Каждый узел в такой СУБД – объект, а ребра между узлами – отношения между объектами. С помощью такой системы управления можно выполнять запросы, которые не получается реализовать в реляционных системах.
- Колоночные – подвид реляционных СУБД. Данные в них хранятся в виде колонок, а не строк. Каждая такая колонка включает в себя информацию только одного типа. Это дает возможность сэкономить на объеме БД и ускорить выполнение запросов.
Далее более подробно будут рассмотрены реляционные СУБД. Это связано с их широким распространением на практике.
SQL и реляционные СУБД
Реляционные и объектно-реляционные СУБД – самые распространенные. Они включают в себя таблицы, в которых каждый столбец (field) упорядочен и имеет уникальное имя. Последовательность строк (records) определяется последовательностью ввода информации в таблицу.
Обработка столбцов и строк может осуществляться в любом порядке. Таблицы с данными имеют связи друг с другом за счет специальных отношений, позволяющих выполнять различные операции.
Для управления реляционными базами данных используется язык программирования SQL (Structured query language или «язык структурированных запросов». Команды здесь делятся на:
- определяющие данные;
- управляющие данными;
- манипулирующие данными.
Далее представлены самые популярные реляционные системы управления информационными базами и их ключевые особенности.
MySQL
Наиболее распространенная реляционная СУБД, используемая крупными компаниями. Относится к свободному ПО и работает на условиях GNU Public License. Эта система является быстрой, гибкой и рекомендованной для эксплуатации в небольших и средних проектах.
MySQL обладает следующими преимуществами:
- поддержка различных типов таблиц;
- быстрая обработка всех команд;
- возможность одновременной работы с базами данных неограниченного числа пользователей;
- поддержка до 50 000 000 строк в таблицах.
По сравнению с некоторыми другими системами управления информационными базами MySQL менее функциональна, но работать с ней значительно проще. Она имеет не только текстовый, но и графический режим.
PostgreSQL
Свободно распространяемая система управления базами данных объектно-реляционного типа. Работа здесь, как и в MySQL, базируется на SQL, но с поддержкой стандарта SQL-2011. В ней отсутствуют ограничения по максимальному размеру БД, записям и индексам в таблицах.
Преимуществами PostgreSQL являются:
- расширяемость;
- поддержка наследования;
- высокий уровень надежности транзакций и репликаций;
- возможность работы с разными языками программирования и расширениями;
- совместимость с C-модулями.
От MySQL PostgreSQL отличается своим масштабом. Эту СУБД рекомендуется использовать в крупных проектах. Она – одна из наиболее продвинутых.
SQLite
Самая компактная СУБД, которая относится к встраиваемому и реляционному типам. Дает возможность хранить все данные в одном файле. Отличается своим быстродействием. Движок и интерфейс соответствующей СУБД расположены в одной библиотеке.
Недостатком SQLite является отсутствие системы пользователей. Сюда же можно отнести невозможность увеличения производительности.
Microsoft SQL Server
Реляционная СУБД от Microsoft. Для обращения к базам данных использует SQL-язык и может быть успешно запущена на разных операционных системах, включая Linux. SQL Server поддерживает множество функций и инструментов: репликацию, индексацию, поддержку транзакций и так далее.
Бесплатная версия подойдет для небольших проектов – она предоставляет 10 ГБ памяти для использования. Платный тариф обычно используется крупными компаниями для решения достаточно сложных задач.
SQL Server позволяет добиться автоматизации некоторых задач. Примером может послужить интегрирование кода для дальнейшего управления памятью. Также соответствующая СУБД дает возможность хранения сложных информационных структур и их быстрого обнаружения.
Интересуют базы данных? Добро пожаловать на курс!
