Система управления базами данных (СУБД). Лекция №2

База данных (БД) – динамическая информационная модель своей предметной области, адекватно отражающая ее состояние в любой момент времени.

Динамическое изменение
информации на примере
студентов:
Студенты
Фамилия Имя Отчество Группа
Петров Иван Васильевич 529-1
Сидорова Мария Анатольевна 529-2
Иванов Иван Иванович 579
4

Студенты
Фамилия Имя Отчество Группа
Петров Иван Васильевич 529-1
Петрова
Сидорова Мария Анатольевна 529-2
Иванов Иван Иванович 579
4

Свойства БД:
Доступность - возможность работы со всеми данными из БД.
Целостность – уменьшение дублирования данных влечет их согласованность между собой.
Гибкость – изменение, редактирование как самих данных так и структуры БД при правильной организации работы с БД сравнительно простой процесс.
Скорость – возможность оперативного доступа ко всем хранимым данным в БД.
4

Система управления базами данных (СУБД)
4

СУБД – представляет собой обобщенный инструмент манипулирования данными.
СУБД – система программных и языковых средств (информационная система) предназначенный для:
- создания БД;
обеспечение эффективного
доступа к данным БД;
управление данными в БД;
поддержание БД в актуальном
состоянии для предметной
области.
4

Классификация СУБД
1. По типу управляемой базы данных СУБД.
2. По архитектуре СУБД и организации хранения данных.
3. По способу доступа СУБД к базе данных.
4

По типу управляемой базы данных СУБД

Иерархические СУБД - поддерживают древовидную организацию информации.
4

Особенности:
1. Связи между записями выражаются в виде отношений предок/потомок, а у каждой записи есть ровно одна родительская запись. Это помогает поддерживать ссылочную целостность.
2. Иерархические базы данных имеют централизованную структуру, т.е. безопасность данных легко контролировать.
4

Недостатки:
1. Необходимы знания о физическом порядке хранения записей, так как отношения предок/потомок реализуются в виде физических указателей из одной записи на другую. Это означает, что поиск записи осуществляется методом прямого обхода дерева. Записи, расположенные в одной половине дерева, ищутся быстрее, чем в другой.
4

Сетевые СУБД - сетевая модель расширяет иерархическую модель СУБД, позволяя группировать связи между записями в множества.
4

Особенности:
Как и в иерархической модели, связи ведут от родительской записи к дочерней, но на этот раз поддерживается множественное наследование.
Сетевая модель поддерживает DDL (Data Definition Language — язык определения данных) и DML (Data Manipulation Language — язык обработки данных). Это специальные языки, предназначенные для определения структуры базы данных и составления запросов.
4

Недостатки:
Существует необходимость знания структуры БД.
Готовую структуру трудно менять. Если вид таблицы претерпевает изменения, все отношения с другими таблицами должны быть установлены заново, чтобы не нарушилась целостность данных.
4

Реляционные СУБД - представляет собой централизованное хранилище таблиц, обеспечивающее безопасный одновременный доступ к информации со стороны многих пользователей.
4

Особенности:
- применяется язык SQL, позволяющий формулировать произвольные, нерегламентированные запросы.
4

Объектно-ориентированные СУБД - позволяет, интерпретировать все свои информационные сущности как объекты, хранящиеся в оперативной памяти. Дополнительный интерфейсный уровень абстракции обеспечивает перехват запросов, обращающихся к тем частям базы данных, которые находятся в постоянном хранилище
на диске. Изменения, вносимые в
объекты, оптимальным образом
переносятся из памяти на диск.
4

Особенности:
Приложения получают возможность интерпретировать данные в контексте того языка программирования, на котором они написаны. Методы манипулирования данными всегда остаются одинаковыми независимо от того, находятся данные на диске или в памяти.
4

Недостаток:
- тесная связь с применяемым языком программирования.
4

Объектно-реляционные СУБД - объединяют в себе черты реляционной и объектной моделей.
Особенность: - база данных сохраняет свою табличную структуру, но способ обработки некоторых полей таблиц определяется извне
4

По архитектуре СУБД и организации хранения данных
4

Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере);
Распределенные СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).
4

По способу доступа СУБД к базе данных
4

Файл-серверные СУБД.
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере СУБД.
Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере.
Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок.
4

Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера.
Недостатком — высокая загрузка локальной сети.
4

Клиент-серверные СУБД.
Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера СУБД.
Клиент-серверные СУБД, в отличие от файл-серверных, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины.
Сервер является внешней по отношению к клиенту программой, и по надобности его можно заменить другим.
4

Недостаток клиент-серверных СУБД в самом факте существования сервера СУБД и больших вычислительных ресурсах, потребляемых сервером.
4

Встраиваемые СУБД.
Встраиваемая СУБД — библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине.
Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД.
4

Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном ПО, которое имеет дело с большими объёмами данных.
4

Жизненный цикл БД
4

Жизненный цикл можно разделить на 2 фазы:
Анализа и проектирования.
Реализации и функционирования.
4

Анализ и проектирование:
формулирование и анализ требований;
концептуальное проектирование;
проектирование реализации;
физическое проектирование.
4

2. Реализация и функционирование:
1. реализация БД;
2. анализ функционирования и поддержка;
3. модификация и адаптация.
4