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

  1. Язык определения данных (DDL)
  2. Язык обработки данных (DML)
  3. Язык управления данными (DCL)
  4. 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

  1. Реляционная СУБД (RDBMS): RDBMS хранит данные в таблицах со строками и столбцами и использует SQL (язык структурированных запросов) для управления данными.
  2. Объектно-ориентированная СУБД (ООСУБД): ООСУБД хранит данные в виде объектов, которыми можно манипулировать с помощью объектно-ориентированных языков программирования.
  3. 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!