Управление базой данных — это не единое целое; скорее, это набор действий (а в некоторых случаях и специальная технология) для манипулирования бизнес-данными на протяжении всего их существования. По мере увеличения объемов данных компании обнаружили, что системы управления базами данных необходимы для предотвращения низкой производительности приложений и минимизации любого влияния на доступность, соответствие требованиям и безопасность.
Корпорация может использовать многочисленные подходы и действия под эгидой «управления базами данных», чтобы смягчить или предотвратить вредные последствия неконтролируемого экспоненциального расширения данных.
Что такое система управления базами данных (СУБД)?
Система управления базами данных (СУБД) — это программно-определяемая система, которая поддерживает базы данных и их данные, тогда как управление базами данных — это набор лучших практик. Microsoft SQL Server, Oracle Database и PostgreSQL являются примерами популярных систем управления базами данных. Пользователи имеют контроль над данными в базе данных с помощью СУБД и могут читать, обновлять, создавать и удалять данные. Система управления базами данных действует как интерфейс, позволяющий конечным пользователям получать доступ к своим базам данных, а также упорядочивать и получать доступ к данным по мере необходимости.
Система управления базой данных позволяет пользователям, например администраторам баз данных, управлять данными, механизмом, который позволяет пользователям получать доступ к данным в базе данных, и схемой базы данных, которая представляет собой организационную структуру базы данных. СУБД обеспечивает безопасность и целостность данных, но некоторые системы также включают в себя автоматические откаты и перезапуски, ведение журналов и аудит действий в базе данных.
Системы управления базами данных подразделяются на несколько типов:
- Централизованная система, в которой все данные хранятся в одной области, к которой пользователи могут получить доступ для изменения данных.
- Распределенная система, в которой данные хранятся во многих узлах.
- Интегрированная система может предлагать данные без дублирования исходных данных. Эта категория дополнительно подразделяется на две подкатегории:
- Доступ к другим базам данных компонентов требуется для слабосвязанной базы данных.
- Тесно связанная база данных объединяет отдельные процессы в объединенную систему.
- Системы баз данных блокчейн управляют финансовыми и нефинансовыми транзакциями.
Что представляет собой система управления данными?
- Механизм хранения данных: основной компонент СУБД, сохраняющий данные. Это компонент системы, который соединяется с файловой системой на уровне операционной системы. Он служит точкой входа для любых запросов SQL, которые взаимодействуют с сохраненными данными.
- Системный каталог или словарь базы данных: Этот компонент, также известный как каталог метаданных, служит централизованным хранилищем всех созданных элементов базы данных. Он используется для подтверждения запросов пользовательских данных и предоставления информации об объектах базы данных, безопасности, производительности и других функциях.
- Язык доступа к базе данных: каждой СУБД требуется интерфейс прикладного программирования (API), позволяющий пользователям создавать базы данных и получать доступ к данным, который часто предоставляется через язык доступа к базе данных. Например, в реляционных базах данных язык структурированных запросов (SQL) является языком доступа к данным по умолчанию.
- Механизм оптимизации: обрабатывает запросы данных и преобразует их в действенные директивы. Это также помогает в оптимизации баз данных.
- Процессор запросов: после оптимизации запроса (запроса данных) процессор запросов обрабатывает запрос и возвращает результаты. Он служит своего рода посредником между базой данных и пользовательскими запросами.
- Менеджер блокировки: этот компонент предотвращает одновременное изменение одних и тех же данных несколькими пользователями. Он ограничивает доступ для каждого пользователя индивидуально.
- Менеджер журнала: Все СУБД ведут журналы того, как и когда данные в базе данных редактируются, создаются или удаляются. Эту информацию записывает менеджер журналов, который также может взаимодействовать с инструментами базы данных для восстановления данных или создания резервных копий. Он обеспечивает организованность и доступность журналов путем их категоризации.
- Утилиты данных: эта категория включает в себя широкий спектр компонентов, которые помогают упростить обслуживание базы данных и мониторинг активности. Они могут включать программное обеспечение для резервного копирования и восстановления данных, проверки целостности, отчетности и мониторинга, базового восстановления, проверки и других функций.
Типы систем управления базами данных
Базы данных подразделяются на множество категорий. Вот некоторые распространенные типы:
№1. Иерархические базы данных
В модели иерархической системы управления базами данных (иерархической СУБД) данные хранятся в узле отношений родитель-потомок. Помимо реальных данных, записи в иерархической базе данных также содержат информацию о группах родительских/дочерних связей.
Данные сгруппированы в древовидную форму в иерархической модели базы данных. Информация сохраняется в виде набора полей, каждое из которых имеет одно значение. Записи связаны друг с другом отношениями «родитель-потомок». Каждая дочерняя запись в иерархической модели базы данных имеет только одного родителя. У родителя может быть более одного ребенка.
Чтобы получить данные из поля, мы должны пройти по каждому дереву, пока не будет найдена запись.
Иерархические базы данных обычно используются в банковской и телекоммуникационной отраслях для создания высокопроизводительных и доступных решений. В начале 1960-х годов компания IBM создала иерархическую структуру системы баз данных. В то же время иерархическая структура является базовой, но жесткой из-за связи «один ко многим» между родителем и ребенком.
Хорошо известными примерами являются иерархические базы данных, такие как IBM Information Management System (IMS) и реестр Windows.
№2. Сетевые базы данных
Сетевые системы управления базами данных (сетевые СУБД) создают отношения между объектами, используя сетевую структуру. Большие цифровые компьютеры являются основной платформой для сетевых баз данных. Сетевые базы данных имеют иерархическую структуру; однако, в отличие от иерархических баз данных, где один узел может иметь только одного родительского узла, сетевой узел может иметь несколько связей. Сетевая база данных напоминает паутину или связанную сеть записей.
В сетевых базах данных дети называются участниками, а родители — оккупантами. Каждый дочерний элемент или член отличается тем, что у него может быть более одного родителя.
Процесс утверждения сетевой модели данных аналогичен процессу утверждения иерархической модели данных. Данные сетевой базы данных организованы по принципу отношений «многие ко многим».
№3. Реляционные базы данных
Связь между данными в системе управления реляционными базами данных (СУБД) является реляционной и записывается в табличной форме столбцов и строк. Каждый столбец таблицы представляет атрибут, а каждая строка представляет запись. Каждое из полей таблицы представляет значение данных.
Запросы к СУБД выполняются с использованием языка структурированных запросов (SQL), который включает в себя ввод, обновление, удаление и поиск записей. Реляционные базы данных используют ключевое поле для уникальной идентификации каждой строки в каждой таблице. Эти ключевые поля можно использовать для связи одной таблицы данных с другой.
Наиболее распространенными и часто используемыми базами данных являются реляционные базы данных. Oracle, SQL Server, MySQL, SQLite и IBM DB2 — это некоторые распространенные DDBMS.
№4. База данных объектно-ориентированной модели
Мы должны обсудить полезность объектно-ориентированного программирования в этой модели. Это требует большего, чем просто хранение объектов языка программирования. Семантика C++ и Java расширяется с помощью объектной СУБД. Он поддерживает совместимость с родными языками, обеспечивая при этом полнофункциональные функции разработки баз данных. Он расширяет языки объектного программирования функциями баз данных.
Метод объектно-ориентированного программирования аналогичен созданию приложений и баз данных в согласованной модели данных и языковой среде. Приложения используют меньше кода, более интуитивное моделирование данных и их легче обслуживать. Приложив небольшую дополнительную работу, разработчики объектов могут создавать комплексные приложения для работы с базами данных.
Целостность объектно-ориентированных языков программирования и согласованных систем является основой объектно-ориентированной разработки баз данных. Возможности объектно-ориентированных баз данных проистекают из циклической обработки как постоянных данных, например, тех, которые находятся в базах данных, так и временных данных, например, тех, которые находятся в запущенных приложениях.
№5. Графовые базы данных
Базы данных графов — это базы данных NoSQL, которые используют структуру графа для семантических запросов. Информация организована в узлы, ребра и свойства. Узел в графовой базе данных представляет собой сущность или экземпляр, например клиента, человека или транспортное средство. В системе реляционной базы данных узел идентичен записи. В графовой базе данных Edge описывает связь, соединяющую узлы. Свойства — это биты информации, которые добавляются к узлам.
Базы данных графов включают Neo4j, Azure Cosmos DB, SAP HANA, Sparks, Oracle Spatial and Graph, OrientDB, ArrangoDB и MarkLogic. Некоторые СУБД, особенно Oracle и SQL Server 2017 и последующие версии, также поддерживают графовую структуру базы данных.
№6. Базы данных моделей ER
База данных обычно используется для реализации модели ER. Каждая строка таблицы представляет один экземпляр типа сущности в простой системе реляционной базы данных, а каждое поле в таблице представляет тип атрибута. Связь между сущностями осуществляется в реляционной базе данных путем сохранения первичного ключа одной сущности в виде указателя или «внешнего ключа» в таблице другого объекта.
№7. Базы данных документов
Базы данных документов (Document DB) — это базы данных NoSQL, в которых данные хранятся в виде документов. Каждый документ представляет данные, их связь с другими частями данных и свойства данных. Данные в базе данных документов хранятся в формате «ключ-значение».
База данных документов в последнее время приобрела популярность благодаря хранилищу документов и возможностям NoSQL. Хранилище данных NoSQL позволяет быстрее хранить и искать документы.
Hadoop/HBase, Cassandra, Hypertable, MapR, Hortonworks, Cloudera, Amazon SimpleDB, Apache Flink, IBM Informix, Elastic, MongoDB и Azure DocumentDB — все это популярные базы данных NoSQL.
№8. Базы данных NoSQL
SQL не является основным языком доступа к данным в базах данных NoSQL. Базы данных NoSQL включают графовые базы данных, сетевые базы данных, базы данных объектов и базы данных документов.
Поскольку базы данных NoSQL не имеют установленных схем, они идеально подходят для быстро меняющихся сред разработки.
NoSQL позволяет разработчикам вносить изменения «на лету» без необходимости перезапускать программы.
Базы данных NoSQL подразделяются на пять основных типов: столбец, документ, график, ключ-значение и объект.
Примеры систем управления базами данных (СУБД)
№1. MySQL
MySQL — это клиент-серверная система управления реляционными базами данных (СУБД) с открытым исходным кодом. Давайте сначала определим архитектуру клиент-сервер. Клиенты — это компьютеры, на которых устанавливается и используется программное обеспечение РСУБД. Они подключаются к серверу РСУБД всякий раз, когда им требуется доступ к данным. Это компонент «клиент-сервер».
№2. Доступ к Майкрософт
Microsoft Access — это СУБД от Microsoft, которая сочетает в себе реляционное ядро базы данных Microsoft Jet с графическим пользовательским интерфейсом и возможностями разработки программного обеспечения. Он является частью пакета программного обеспечения Microsoft Office и доступен в профессиональной и более высоких версиях.
№3. Oracle
Oracle — это система управления реляционными базами данных, разработанная и поддерживаемая корпорацией Oracle. В настоящее время в одной базе данных поддерживается несколько моделей данных, таких как документальная, реляционная и ключ-значение. Система основана на основе реляционной базы данных, посредством которой пользователи могут напрямую получать доступ к элементам данных.
№4. Microsoft SQL
Microsoft SQL Server, наряду с MySQL, PostgreSQL и Oracle, является одной из самых популярных систем управления реляционными базами данных как полностью коммерческое решение. Он способен эффективно хранить и управлять реляционными данными. Для связи с базами данных SQL Server.
Почему бизнесу необходимо управление базами данных
Взрывной рост данных не показывает никаких признаков ослабления. В результате корпорации инвестируют в деятельность по управлению базами данных, менеджеров баз данных и системы управления базами данных, чтобы:
- Поддерживать деловую активность в соответствии с ожиданиями.
- Ведите учет клиентов, инвентаризаций данных и работников.
- Поддерживайте производительность вашего приложения и базы данных.
- Храните и систематизируйте множество типов данных.
- Автоматизируйте операции и процедуры базы данных.
В частности, трудно не заметить преимущества системы управления базами данных, особенно с учетом того, что объем данных, генерируемых людьми и машинами ежедневно, растет. Одним из наиболее заметных преимуществ является повышенная безопасность данных в базе данных. Предприятия могут использовать СУБД для улучшения доступа к данным и предоставления конечным пользователям возможности совместного использования данных на предприятии. Имея доступ к точным данным, которые им необходимы, эти конечные пользователи могут быстрее продавать и делать выбор.
Кроме того, используя систему управления базами данных, компании могут уменьшить проблемы, вызванные несогласованностью данных, которая возникает, когда несколько форм одних и тех же данных существуют в разных местах. СУБД дает организациям полную и прозрачную картину обмена данными, предотвращая ненужное копирование данных. СУБД также позволяет предприятиям обеспечивать соблюдение стандартов безопасности и конфиденциальности данных, снижая вероятность утечки данных.
Наконец, конечные пользователи смогут принимать обоснованные решения на основе имеющихся в их распоряжении данных. Более качественные и согласованные данные предоставляют высококачественную и полезную информацию, которая может помочь пользователям принимать решения на основе необходимых им точных данных. Это, в свою очередь, приводит к повышению производительности во всей организации.
Как выбрать систему управления
Независимо от того, хочет ли ваша организация разработать передовой опыт управления базами данных или внедрить систему управления базами данных, выбор правильной СУБД зависит от множества критериев и приоритетов.
Понимание вашей существующей базы данных — это первый и самый важный шаг в выборе наиболее подходящей для вас СУБД. Каждая база данных будет иметь свой собственный набор данных, поэтому организации должны знать свои требования. Хорошая СУБД предоставит консолидированное представление о состоянии ваших данных, что позволит вам понять, где они хранятся и как используются. Не говоря уже о том, что СУБД обеспечит доступ к данным нескольких приложений без необходимости репликации данных.
Также важно помнить, что, как и многим другим системам, СУБД потребует дополнительной памяти и ЦП, поэтому организациям следует подумать, смогут ли они удовлетворить это требование. Однако преимущества СУБД ощутимы, особенно при работе с большими объемами конфиденциальных данных, например, в медицинских учреждениях.
Каковы 5 целей систем управления базами данных?
Параллелизм, безопасность, резервное копирование и восстановление, целостность и описание данных — все это функции СУБД. Системы управления базами данных предлагают множество преимуществ, но их установка обходится дорого и требует много времени.
- 27 лучших программ для систем управления базами данных (СУБД) в 2023 году
- УПРАВЛЕНИЕ БАЗОЙ ДАННЫХ: определение, типы и преимущества
- Программное обеспечение для управления базами данных: определение, типы и 10 лучших вариантов
- САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ: руководство 2023 года
Рекомендации
