Дешон
Набор взаимосвязанных данных вместе с набором программ для доступа к данным, также называемый системой баз данных или просто базой данных. Основная цель такой системы - предоставить среду, которая одновременно удобна и эффективна для извлечения и хранения информации.
Система управления базами данных (СУБД) предназначена для управления большим объемом информации. Управление данными включает как определение структур для хранения информации, так и предоставление механизмов для манипулирования информацией. Кроме того, система базы данных должна обеспечивать безопасность хранимой информации, несмотря на сбои системы или попытки несанкционированного доступа. Если данные должны совместно использоваться несколькими пользователями, система должна избегать возможных аномальных результатов из-за того, что несколько пользователей одновременно получают доступ к одним и тем же данным.
Примеры использования систем баз данных включают системы бронирования авиабилетов, системы расчета заработной платы и информации о сотрудниках, банковские системы, системы обработки кредитных карт, а также системы отслеживания продаж и заказов.
Основная цель системы баз данных - предоставить пользователям абстрактное представление данных. То есть система скрывает определенные детали того, как данные хранятся и обслуживаются. Таким образом, данные могут храниться в сложных структурах данных, которые обеспечивают эффективный поиск, но при этом пользователи видят упрощенное и удобное представление данных. Самый низкий уровень абстракции, физический уровень, описывает, как данные фактически хранятся, и детализирует структуры данных. Следующий, более высокий уровень абстракции, логический уровень, описывает, какие данные хранятся и какие отношения существуют между этими данными. Самый высокий уровень абстракции, уровень представления, описывает части базы данных, относящиеся к каждому пользователю; прикладные программы, используемые для доступа к базе данных, являются частью уровня представления.
Общая структура базы данных называется схемой базы данных. Схема определяет данные, отношения данных, семантику данных и ограничения согласованности данных.
В основе структуры базы данных лежит логическая модель данных: набор концептуальных инструментов для описания схемы.
Модель данных «сущность-связь» основана на наборе основных объектов, называемых сущностями, и взаимосвязей между этими объектами. Сущность - это «вещь» или «объект» в реальном мире, который можно отличить от других объектов. Например, каждое лицо является юридическим лицом, а банковские счета могут считаться юридическими лицами. Сущности описываются в базе данных набором атрибутов. Например, атрибуты номер счета и баланс описывают один конкретный счет в банке. Отношения - это ассоциация между несколькими объектами. Например, отношения вкладчика связывают клиента с каждым из его счетов. Набор всех сущностей одного типа и набор всех отношений одного типа называются набором сущностей и набором отношений, соответственно.
Как и модель сущность-связь, объектно-ориентированная модель основана на наборе объектов. Объект содержит значения, хранящиеся в переменных экземпляра внутри объекта. Объект также содержит фрагменты кода, которые работают с объектом. Эти фрагменты кода называются методами. Единственный способ, которым один объект может получить доступ к данным другого объекта, - это вызвать метод этого другого объекта. Это действие называется отправкой сообщения объекту. Таким образом, интерфейс вызова методов объекта определяет внешнюю видимую часть этого объекта. Внутренняя часть объекта - переменные экземпляра и код метода - не видны извне. Результатом являются два уровня абстракции данных, которые важны для абстрагирования (скрытия) внутренних деталей объектов.Объектно-ориентированные модели данных также предоставляют ссылки на объекты, которые можно использовать для идентификации (ссылки) объектов.
В моделях на основе записей база данных структурирована в виде записей фиксированного формата нескольких типов. Каждая запись имеет фиксированный набор полей. Три наиболее широко распространенных модели данных на основе записей - это реляционная, сетевая и иерархическая модели. Последние два когда-то широко использовались, но их важность снижается. Очень широко используется реляционная модель. Базы данных, основанные на реляционной модели, называются реляционными базами данных.
Реляционная модель использует набор таблиц (называемых отношениями) для представления как данных, так и отношений между этими данными. Каждая таблица состоит из нескольких столбцов, и каждый столбец имеет уникальное имя. Каждая строка таблицы называется кортежем, а каждый столбец представляет значение атрибута кортежа.
Размер базы данных может варьироваться в широких пределах: от нескольких мегабайт для личных баз данных до гигабайт (гигабайт составляет 1000 мегабайт) или даже терабайт (терабайт равен 1000 гигабайт) для больших корпоративных баз данных.
Информация в базе данных хранится на энергонезависимом носителе, который может вмещать большие объемы данных; наиболее часто используемые такие носители - это магнитные диски. Магнитные диски могут хранить значительно большие объемы данных, чем основная память, при гораздо меньших затратах на единицу данных.
Для повышения надежности в критически важных системах диски могут быть организованы в структуры, обычно называемые избыточными массивами независимых дисков (RAID). В системе RAID данные организованы с некоторой избыточностью (например, репликацией) на нескольких дисках. Даже если один из дисков в системе RAID будет поврежден и потеряет данные, потерянные данные могут быть восстановлены с других дисков в системе RAID. См. Компьютерная технология хранения
Логически данные в реляционной базе данных организованы как набор отношений, каждое отношение состоит из набора записей. Это представление, предоставляемое пользователям базы данных. Базовая реализация на диске (скрыта от пользователя) состоит из набора файлов. Каждый файл состоит из набора частей дискового хранилища фиксированного размера, называемых блоками. Записи отношения хранятся в блоках. Каждое отношение связано с одним или несколькими файлами. Обычно файл содержит записи только из одного отношения, но организации, в которых файл содержит записи из более чем одного отношения, также используются по соображениям производительности.
Один из способов получить желаемую запись в реляционной базе данных - выполнить сканирование соответствующего отношения; сканирование выбирает все записи из отношения, по одной за раз.
Доступ к желаемым записям из большого отношения с помощью сканирования отношения может быть очень дорогостоящим. Индексы - это структуры данных, которые обеспечивают более эффективный доступ к записям. Индекс строится на одном или нескольких атрибутах отношения; такие атрибуты составляют ключ поиска. Учитывая значение для каждого из атрибутов ключа поиска, структуру индекса можно использовать для быстрого получения записей с указанными значениями ключа поиска. Индексы могут также поддерживать другие операции, такие как выборка всех записей, значения ключа поиска которых попадают в указанный диапазон значений.
Схема базы данных определяется набором определений, выраженных языком определения данных. Результатом выполнения операторов языка определения данных является набор информации, хранящийся в специальном файле, называемом словарем данных. Словарь данных содержит метаданные, то есть данные о данных. К этому файлу обращаются до того, как фактические данные будут прочитаны или изменены в системе базы данных. Язык определения данных также используется для определения структур хранения и методов доступа.
Манипулирование данными - это поиск, вставка, удаление и изменение информации, хранящейся в базе данных. Язык манипулирования данными позволяет пользователям получать доступ к данным или манипулировать ими, организованными с помощью соответствующей модели данных. В основном существует два типа языков манипулирования данными: процедурные языки манипулирования данными требуют, чтобы пользователь указывал, какие данные необходимы и как их получить; непроцедурные языки манипулирования данными требуют, чтобы пользователь указывал, какие данные необходимы, без указания способа их получения.
Запрос - это утверждение, запрашивающее получение информации. Часть языка манипулирования данными, которая включает поиск информации, называется языком запросов. Хотя это технически некорректно, обычно термины «язык запросов» и «язык обработки данных» используются как синонимы.
Языки баз данных поддерживают функции как определения данных, так и управления данными. Хотя было предложено и реализовано множество языков баз данных, SQL стал стандартным языком, поддерживаемым большинством систем реляционных баз данных. Базы данных, основанные на объектно-ориентированной модели, также поддерживают декларативные языки запросов, аналогичные SQL.
SQL предоставляет полный язык определения данных, включая возможность создания отношений с указанными типами атрибутов и возможность определять ограничения целостности данных.
Query By Example (QBE) - это графический язык для задания запросов. Он широко используется в системах персональных баз данных, поскольку для неспециалистов он намного проще, чем SQL.
Интерфейсы форм представляют собой экранный вид, похожий на форму, с полями, заполняемыми пользователями. Некоторые поля могут заполняться системой автоматически. Создатели отчетов позволяют определять форматы отчетов, а также запросы для выборки данных из базы данных; результаты запросов отображаются в отчете в формате. По сути, эти инструменты предоставляют новый язык для создания интерфейсов баз данных и часто называются языками четвертого поколения (4GL). См. Взаимодействие человека и компьютера.
Часто несколько операций с базой данных образуют одну логическую единицу работы, называемую транзакцией. Пример транзакции - перевод средств с одного счета на другой. Транзакции в базах данных отражают соответствующие транзакции в коммерческом мире.
Традиционно системы баз данных были разработаны для поддержки коммерческих данных, состоящих в основном из структурированных буквенно-цифровых данных. В последние годы в системы баз данных добавлена поддержка ряда нетрадиционных типов данных, таких как текстовые документы, изображения, карты и другие пространственные данные. Цель - сделать базы данных универсальными серверами, на которых можно хранить все типы данных. Вместо того, чтобы добавлять поддержку всех таких типов данных в основную базу данных, поставщики предлагают дополнительные пакеты, которые интегрируются с базой данных для обеспечения такой функциональности.
Хайди
Доступ Изучите ряд вопросов, которые являются неотъемлемой частью среды баз данных, например, конечный пользователь, использование на разных платформах и совместимость?
Декстер
СУБД можно использовать как в коммерческой, так и в некоммерческой среде только потому, что каждый хочет хранить данные в той или иной форме. Если это в РСУБД, легче получить данные лучшим способом.