Для правильного функционирования любой организации требуется хорошо поддерживаемая база данных. В недавнем прошлом базы данных были централизованными. Однако с ростом глобализации организации имеют тенденцию к диверсификации по всему миру. Они могут распределить данные по локальным серверам вместо центральной базы данных. Таким образом, появилась концепция распределенных баз данных .
В этой главе дается обзор баз данных и систем управления базами данных (СУБД). База данных — это упорядоченная коллекция связанных данных. СУБД — это программный пакет для работы с базой данных. Детальное изучение СУБД доступно в нашем учебном пособии под названием «Изучение СУБД». В этой главе мы пересматриваем основные концепции, чтобы можно было легко изучить DDBMS. Обсуждаются три темы: схемы баз данных, типы баз данных и операции с базами данных.
База данных и система управления базами данных
База данных — это упорядоченная коллекция связанных данных, созданная для определенной цели. База данных может быть организована как коллекция из нескольких таблиц, где таблица представляет элемент или сущность реального мира. Каждая таблица имеет несколько различных полей, которые представляют характерные признаки объекта.
Например, база данных компании может включать таблицы для проектов, сотрудников, отделов, продуктов и финансовых отчетов. Полями в таблице Employee могут быть Имя, Company_Id, Date_of_Joining и т. Д.
Система управления базой данных — это набор программ, которые позволяют создавать и поддерживать базу данных. СУБД доступна в виде программного пакета, который облегчает определение, создание, манипулирование и обмен данными в базе данных. Определение базы данных включает описание структуры базы данных. Построение базы данных предполагает фактическое хранение данных на любом носителе. Манипуляция относится к извлечению информации из базы данных, обновлению базы данных и формированию отчетов. Обмен данными облегчает доступ к данным для различных пользователей или программ.
Примеры областей применения СУБД
- Банкоматы
- Система бронирования поездов
- Система управления сотрудниками
- Студенческая информационная система
Примеры пакетов СУБД
- MySQL
- оракул
- SQL Server
- Dbase
- FoxPro
- PostgreSQL и др.
Схемы базы данных
Схема базы данных — это описание базы данных, которое указывается при разработке базы данных и подвержено редким изменениям. Он определяет организацию данных, отношения между ними и связанные с ними ограничения.
Базы данных часто представлены с помощью архитектуры с тремя схемами или архитектуры ANSISPARC . Цель этой архитектуры — отделить пользовательское приложение от физической базы данных. Три уровня —
-
Внутренний уровень с внутренней схемой — описывает физическую структуру, детали внутреннего хранилища и пути доступа к базе данных.
-
Концептуальный уровень с концептуальной схемой — описывает структуру всей базы данных, скрывая детали физического хранения данных. Это иллюстрирует сущности, атрибуты с их типами данных и ограничениями, пользовательскими операциями и отношениями.
-
Внешний уровень или уровень представления с внешними схемами или представлениями — описывает часть базы данных, относящуюся к конкретному пользователю или группе пользователей, при этом скрывая остальную часть базы данных.
Внутренний уровень с внутренней схемой — описывает физическую структуру, детали внутреннего хранилища и пути доступа к базе данных.
Концептуальный уровень с концептуальной схемой — описывает структуру всей базы данных, скрывая детали физического хранения данных. Это иллюстрирует сущности, атрибуты с их типами данных и ограничениями, пользовательскими операциями и отношениями.
Внешний уровень или уровень представления с внешними схемами или представлениями — описывает часть базы данных, относящуюся к конкретному пользователю или группе пользователей, при этом скрывая остальную часть базы данных.
Типы СУБД
Существует четыре типа СУБД.
Иерархическая СУБД
В иерархической СУБД отношения между данными в базе данных устанавливаются так, что один элемент данных существует как подчиненный другому. Элементы данных имеют родительско-дочерние отношения и моделируются с использованием «древовидной» структуры данных. Это очень быстро и просто.
Сетевая СУБД
Сетевая СУБД в той, где отношения между данными в базе данных имеют тип многие-ко-многим в форме сети. Структура, как правило, сложна из-за существования многочисленных отношений «многие ко многим». Сетевая СУБД моделируется с использованием «графической» структуры данных.
Реляционная СУБД
В реляционных базах данных база данных представлена в виде отношений. Каждое отношение моделирует сущность и представляется в виде таблицы значений. В отношении или таблице строка называется кортежем и обозначает одну запись. Столбец называется полем или атрибутом и обозначает характеристическое свойство объекта. СУБД является самой популярной системой управления базами данных.
Например — Отношения со студентами —
Объектно-ориентированная СУБД
Объектно-ориентированная СУБД получена из модели парадигмы объектно-ориентированного программирования. Они полезны для представления как согласованных данных, хранящихся в базах данных, так и временных данных, которые можно найти в исполняемых программах. Они используют небольшие, многократно используемые элементы, называемые объектами. Каждый объект содержит часть данных и набор операций, которые работают с данными. Доступ к объекту и его атрибутам осуществляется через указатели, а не хранится в моделях реляционных таблиц.
Например — Упрощенная объектно-ориентированная база данных банковского счета —
Распределенная СУБД
Распределенная база данных — это набор взаимосвязанных баз данных, которые распространяются по компьютерной сети или Интернету. Распределенная система управления базами данных (DDBMS) управляет распределенной базой данных и предоставляет механизмы для обеспечения прозрачности баз данных для пользователей. В этих системах данные преднамеренно распределяются между несколькими узлами, так что все вычислительные ресурсы организации могут быть оптимально использованы.
Операции на СУБД
Четыре основных операции с базой данных: создание, получение, обновление и удаление.
СОЗДАЙТЕ структуру базы данных и заполняйте ее данными. Создание отношения к базе данных включает в себя указание структур данных, типов данных и ограничений данных, которые будут сохранены.
Пример — команда SQL для создания таблицы ученика —
Как только формат данных определен, фактические данные сохраняются в соответствии с форматом на некотором носителе данных.
Пример команды SQL для вставки одного кортежа в таблицу ученика —
ПОЛУЧЕНИЕ информации из базы данных. Как правило, получение информации включает в себя выбор подмножества таблицы или отображение данных из таблицы после выполнения некоторых вычислений. Это делается путем запроса на стол.
Пример. Чтобы получить имена всех учащихся потока Computer Science, необходимо выполнить следующий запрос SQL:
Информация ОБНОВЛЕНИЯ сохраняется и изменяет структуру базы данных. Обновление таблицы включает изменение старых значений в строках существующей таблицы новыми значениями.
Пример — команда SQL для изменения потока с электроники на электронику и связь —
Модификация базы данных означает изменение структуры таблицы. Тем не менее, изменение таблицы подлежит ряду ограничений.
Пример. Чтобы добавить новое поле или столбец, скажем, адрес в таблицу Student, мы используем следующую команду SQL:
УДАЛЕНИЕ сохраненной информации или удаление таблицы в целом. Удаление конкретной информации включает удаление выбранных строк из таблицы, удовлетворяющих определенным условиям.
Пример — чтобы удалить всех студентов, которые в настоящее время находятся на 4- м курсе, когда они заканчивают, мы используем команду SQL —
Кроме того, вся таблица может быть удалена из базы данных.
Пример. Чтобы полностью удалить таблицу ученика, используется команда SQL: