Компьютеризированная система хранения данных
Введение
Система управления базами данных (СУБД) — это программная система, в которой хранятся данные, чтобы к ним можно было легко получить доступ и изменить те, кому разрешен доступ. СУБД упрощает управление данными высокоорганизованным образом. Кроме того, СУБД помогает защищать данные и получать из них полезную информацию. Распространенным программным обеспечением СУБД являются MySQL, PostgreSQL, Microsoft Access, MariaDB, SQLite и Microsoft SQL Server.
Что такое база данных
База данных представляет собой набор взаимосвязанных данных, которые используются для эффективного извлечения, вставки и удаления данных. Он также используется для организации данных в виде таблицы, схемы, представлений, отчетов и т. д.
Например: в базе данных колледжа собраны данные об администраторе, персонале, студентах, преподавателях и т. д.
Используя базу данных, вы можете легко извлекать, вставлять и удалять информацию.
Ключевые особенности СУБД
Система управления базами данных (СУБД) — это программная система, которая управляет и контролирует создание, обслуживание и использование баз данных. Вот некоторые из ключевых особенностей СУБД:
- Абстракция данных и независимость: СУБД обеспечивает уровень абстракции между прикладной программой и базой данных, упрощая управление данными и делая систему более гибкой.
- Безопасность данных: СУБД предоставляет механизмы для обеспечения безопасности и целостности данных, хранящихся в базе данных, включая аутентификацию пользователей и контроль доступа.
- Консистентность данных: СУБД обеспечивает согласованность данных в базе данных, применяя правила проверки данных, механизмы управления транзакциями и восстановления.
- Одновременный доступ и восстановление: СУБД позволяет нескольким пользователям одновременно обращаться к базе данных, обеспечивая согласованность данных и минимизируя потерю данных в случае системных сбоев.
- Сокращение времени разработки приложения: СУБД предоставляет интерфейс для взаимодействия прикладной программы с базой данных, сокращая время и усилия, необходимые для разработки и обслуживания приложения.
- Резервное копирование и восстановление: СУБД предоставляет механизмы резервного копирования и восстановления для защиты от потери данных из-за системных сбоев или других аварий.
- Обмен данными: СУБД обеспечивает обмен данными и интеграцию между различными приложениями и системами, позволяя организациям принимать более обоснованные решения на основе доступных данных.
- Улучшенная производительность: СУБД обеспечивает оптимизацию запросов, индексирование и другие механизмы для повышения производительности операций базы данных.
База данных — это набор взаимосвязанных данных, который помогает эффективно извлекать, вставлять и удалять данные из базы данных и организовывать данные в форме таблиц, представлений, схем, отчетов и т. д. Например, университетская база данных организует данные о студентах, преподавателях, административном персонале и т. д., которые помогают эффективно извлекать, вставлять и удалять данные из него.
Из каких компонентов состоит СУБД?
Система управления базами данных (СУБД) состоит из нескольких компонентов, которые совместно управляют созданием, обслуживанием и использованием баз данных и контролируют их. Вот некоторые из ключевых компонентов СУБД:
- Язык определения данных (DDL): DDL используется для определения схемы базы данных, включая таблицы, столбцы, ограничения и отношения.
- Язык обработки данных (DML): DML используется для управления данными, хранящимися в базе данных, включая вставку, обновление и удаление записей.
- Язык запросов. Язык запросов используется для извлечения данных из базы данных с помощью запросов, включая операторы выбора и агрегатные функции.
- Управление транзакциями. Управление транзакциями гарантирует, что операции базы данных будут выполняться атомарно, согласованно и надежно даже в случае системных сбоев.
- Резервное копирование и восстановление. Механизмы резервного копирования и восстановления используются для защиты от потери данных из-за системных сбоев или аварий.
- Безопасность и контроль доступа. Механизмы безопасности и контроля доступа используются для обеспечения того, чтобы только авторизованные пользователи имели доступ к базе данных и чтобы данные оставались в безопасности.
- Контроль параллелизма. Механизмы контроля параллелизма гарантируют, что несколько пользователей могут одновременно обращаться к базе данных, не мешая операциям друг друга.
Существует четыре типа языков данных
- Язык определения данных (DDL)
- Язык обработки данных (DML)
- Язык управления данными (DCL)
- Язык управления транзакциями (TCL)
DDL — это краткое название языка определения данных, который имеет дело со схемами базы данных и описаниями того, как данные должны находиться в базе данных.
- CREATE: для создания базы данных и ее объектов (таблицы, индекса, представлений, процедур хранения, функций и триггеров).
- ALTER: изменяет структуру существующей базы данных.
- DROP: удалить объекты из базы данных
- TRUNCATE: удалить все записи из таблицы, включая все места, выделенные для удаляемых записей.
- COMMENT: добавить комментарии к словарю данных
- RENAME: переименовать объект
DML – это сокращенное название языка манипулирования данными, который занимается манипулированием данными и включает наиболее распространенные операторы SQL, такие как SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE и т. д. Он используется для хранения, изменения, извлечения, удалять и обновлять данные в базе данных.
- SELECT: получить данные из базы данных
- INSERT: вставить данные в таблицу
- ОБНОВЛЕНИЕ: обновляет существующие данные в таблице
- УДАЛИТЬ: удалить все записи из таблицы базы данных.
- MERGE: операция UPSERT (вставка или обновление)
- CALL: вызов подпрограммы PL/SQL или Java.
- EXPLAIN PLAN: интерпретация пути доступа к данным
- LOCK TABLE: контроль параллелизма
DCL – это сокращение от языка управления данными, который действует как спецификатор доступа к базе данных. (в основном для предоставления и отзыва разрешений пользователям в базе данных)
- GRANT: предоставить пользователю права на выполнение команд DML (SELECT, INSERT, DELETE,…) в таблице.
- REVOKE: отозвать разрешения пользователя на выполнение команды DML (SELECT, INSERT, DELETE,…) в указанной таблице.
TCL – это сокращение от Transactional Control Language, которое действует как менеджер для всех типов транзакционных данных и всех транзакций. Некоторые из команд TCL
- Откат: используется для отмены или отмены изменений, внесенных в базу данных.
- Фиксация: используется для применения или сохранения изменений в базе данных.
- Точка сохранения: используется для временного сохранения данных в базе данных.
Система управления базами данных
Программное обеспечение, которое используется для управления базами данных, называется системой управления базами данных (СУБД). Например, MySQL, Oracle и т. д. являются популярными коммерческими СУБД, используемыми в различных приложениях. СУБД позволяет пользователям решать следующие задачи:
- Определение данных. Это помогает в создании, изменении и удалении определений, определяющих организацию данных в базе данных.
- Обновление данных. Это помогает вставлять, изменять и удалять фактические данные в базе данных.
- Извлечение данных. Помогает в извлечении данных из базы данных, которые могут использоваться приложениями для различных целей.
- Администрирование пользователей: помогает в регистрации и мониторинге пользователей, обеспечении безопасности данных, мониторинге производительности, поддержании целостности данных, управлении параллелизмом и восстановлении информации, поврежденной в результате неожиданного сбоя.
Почему мы перешли от файловой системы к СУБД?
Файловая система управляет данными, используя файлы на жестком диске. Пользователям разрешено создавать, удалять и обновлять файлы в соответствии со своими требованиями. Рассмотрим пример файловой системы управления университетом. Данные студентов доступны для соответствующих отделов, академического отдела, раздела результатов, отдела счетов, офиса общежития и т. д. Некоторые данные являются общими для всех разделов, таких как номер списка, имя, имя отца, адрес и номер телефона студентов, но некоторые данные доступны только для определенного раздела, например, номер выделенного общежития, который является частью офиса общежития. Давайте обсудим проблемы с этой системой:
- Избыточность данных. Данные называются избыточными, если одни и те же данные копируются во многих местах. Если студент хочет изменить свой номер телефона, он или она должны обновить его в различных разделах. Точно так же старые записи должны быть удалены из всех разделов, представляющих этого студента.
- Несогласованность данных. Данные считаются несогласованными, если несколько копий одних и тех же данных не совпадают друг с другом. Если номер телефона отличается в разделе «Учетная запись» и «Академический раздел», он будет несовместимым. Несоответствие может быть вызвано опечатками или отсутствием обновления всех копий одних и тех же данных.
- Затрудненный доступ к данным. Пользователь должен знать точное местоположение файла для доступа к данным, поэтому этот процесс очень громоздкий и утомительный. Если пользователь хочет найти номер выделенного студенческого общежития студента из 10000 несортированных записей студентов, насколько это может быть сложно.
- Неавторизованный доступ. Файловые системы могут привести к несанкционированному доступу к данным. Если учащийся получает доступ к файлу с его оценками, он может изменить его несанкционированным образом.
- Отсутствие одновременного доступа. Доступ к одним и тем же данным несколькими пользователями в одно и то же время называется параллельным доступом. Файловая система не допускает параллелизма, поскольку доступ к данным может получить только один пользователь в каждый момент времени.
- Без резервного копирования и восстановления. Файловая система не предусматривает резервного копирования и восстановления данных в случае потери или повреждения файла.
Преимущества СУБД
- Управляет избыточностью базы данных. Он может контролировать избыточность данных, поскольку все данные хранятся в одном файле базы данных, а записанные данные помещаются в базу данных.
- Совместное использование данных. В СУБД авторизованные пользователи организации могут обмениваться данными между несколькими пользователями.
- Простота обслуживания. Его легко обслуживать благодаря централизованному характеру системы баз данных.
- Сокращение времени. Сокращает время разработки и потребности в обслуживании.
- Резервное копирование: предоставляет подсистемы резервного копирования и восстановления, которые создают автоматическое резервное копирование данных в случае аппаратных и программных сбоев и восстанавливают данные при необходимости.
- несколько пользовательских интерфейсов. Он предоставляет различные типы пользовательских интерфейсов, такие как графические пользовательские интерфейсы и интерфейсы прикладных программ.
Недостатки СУБД
- Стоимость аппаратного и программного обеспечения. Для запуска программного обеспечения СУБД требуется высокоскоростной процессор данных и большой объем памяти.
- Размер. Он занимает много места на дисках и большой объем памяти для их эффективной работы.
- Сложность. Система базы данных создает дополнительную сложность и требования.
- Сильнее влияние сбоя. Сбой сильно повлиял на базу данных, поскольку в большинстве организаций все данные хранятся в одной базе данных, и если база данных повреждена из-за сбоя электропитания или повреждения базы данных, данные могут быть удалены. Потеряно навсегда.
Несколько типов СУБД
- Реляционная СУБД (RDBMS): RDBMS хранит данные в таблицах со строками и столбцами и использует SQL (язык структурированных запросов) для управления данными.
- Объектно-ориентированная СУБД (ООСУБД): ООСУБД хранит данные в виде объектов, которыми можно манипулировать с помощью объектно-ориентированных языков программирования.
- СУБД NoSQL.СУБД NoSQL хранит данные в нереляционных структурах данных, таких как пары ключ-значение, модели на основе документов или графовые модели.
Заключительные примечания
Надеюсь, вы чему-то научились! Если есть что-то, что вы, ребята, хотели бы добавить к этой статье, не стесняйтесь оставлять сообщение и не стесняйтесь!
Мы искренне ценим любые отзывы. Пожалуйста, поделитесь этим! Спасибо!