Министерство образования и науки Российской Федерации
Гуманитарный институт
Кафедра Иностранных языков №1
Data bases and data bases management systems
Базы данных и системы управления базами данных
Выполнил: ст. гр. Ис-09
Петелина Евгения Александровна
Проверила: Сильнягина
Мария Владимировна
Тюмень, 2011
Introduction
The evolution of society comes along with giant rates of increasing capacity of information used for managing. Nowadays the period of information doubling is 3 years long. Modern search engines in the Internet can execute searching of information with great speed. That’s why the core of modern technologies is based on information bases or databases which store a great amount of different information. Herewith the point of databases is not storage of data itself but the providing of managing tasks solutions.
A database is a system intended to organize, store, and retrieve large amounts of data easily. It consists of an organized collection of data for one or more uses, typically in digital form. Digital databases are managed using database management systems, which store database contents, allowing data creation and maintenance, and search and other access.
A Database Management System (DBMS) is a set of computer programs that controls the creation, maintenance, and the use of a database. It allows organizations to place control of database development in the hands of database administrators and other specialists. To make it simple, a DBMS is a system software package that helps the use of integrated collection of data records and files known as databases. It allows different user application programs to easily access the same database. A DBMS also provides the ability to logically present database information to users. A database management system consists of software that operates databases, providing storage, access, security, backup and other facilities.
There are some classifications of databases based on methods of data storage, distribution and access. It means that the choice of DBMS depends directly on the abilities of support and working with specified type of database.
On data model:
Ø Hierarchical
Hierarchical databases can be presented as a treelike model, which consists of objects of different levels. This structure is simple but nonflexible because the relationship is confined to a one-to-many relationship. There are relationships between objects, each object can include several objects of the lower level. The first database management systems used the hierarchical structure of data, they were the predecessors of a network structure. The hierarchical structure is used primarily today for storing geographic information and file systems. The examples of the DBMS working with hierarchical databases are:
The most famous and spread one is Information Management System (IMS) by IBM. The first version of it was introduced in 1968.
Ø Network
Network databases are similar to hierarchical ones in spite of having both directions indexes which connect related information. In other words, this structure allows for many-to-many type of relationships. Despite the fact that this structure solves some problems connected with hierarchical model, carrying out simple enquiries is still rather complicated process.
The examples of network DBSM:
Ø Relational
The relational structure is the most commonly used today. It is used by mainframe, midrange and microcomputer systems. Relational databases can be characterized with a simple data structure, a two-dimensional table’s presentation convenient for users. The tables of records can be connected by common key values.
Products offering a more general data model than the relational model are sometimes classified as post-relational. Alternate term is “hybrid database”. Some post-relational products extend relational systems with non-relational features. Others arrived in much the same place by adding relational features to pre-relational systems.
Ø Object-oriented
Object-oriented (object) DBMS is a database managing system based on a object-oriented data structure. The object oriented structure has the ability to handle graphics, pictures, voice and text, types of data, without difficultly unlike the other database structures. This structure is popular for multimedia Web-based applications. It was designed to work with object-oriented programming languages such as Java.
In recent years[update], the object-oriented paradigm has been applied in areas such as engineering and spatial databases, telecommunications and in various scientific domains.
Advantages of the object-oriented databases:
• Simplicity
• Speed
• Decreasing of compatibility process time
Disadvantages of the object-oriented databases:
• No limitation on data integrity
• Process of data modeling
• Complication with changing one DBMS to other
On distribution:
Ø Local DBMS (all parts of a local DBMS are located on the same computer)
Ø Allocated DBMS (all parts of a DBMS can be located on 2 or more computers).
On access
Ø File-server
In file-server DBMS data is located on a file-server. DBMS is stationed on all of the client computers (work stations). Access to the data is realized via local network. The advantage of this architecture is a low server processor capacity. Disadvantages are: potentially high capacity of local network, difficulty with a centralized management, complication with important features as high reliability, high accessibility and high security. At the moment file-server technology is considered to be outworn.
Examples: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
Ø Client-server
Client-server DBMS is located on the server together with the database and directly manages the access to the database. All clients’ enquiries for data processing are centrally processed by the client-server DBMS. The disadvantage of client-server DBMS is very high demands to the server. Advantages are: potentially less capacity of a local network, convenience of a centralized management, convenience of providing important features as high reliability, high accessibility and high security.
Examples: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, PostgreSQL, MySQL, Caché.
Ø Embedded
Embedded DBMS is a DBMS which can be distributed as a component of some software not demanding itself the procedure of installation. Embedded DBMS is designed for its application’s local data storage and is not designed for collective usage in Web. Physically embedded DBMS is often realized in the form of a library.
Examples: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact.
Security
Database security denotes the system, processes, and procedures that protect a database from unauthorized activity.
DBMSs usually enforce security through access control, auditing, and encryption:
Advanced DBMS
An example of an advanced DBMS is Distributed Data Base Management System (DDBMS), a collection of data which logically belong to the same system but are spread out over the sites of the computer network.
Current trends
As the speeds of consumer internet connectivity increase, and as data availability and computing become more ubiquitous, databases are seeing a migration to web services. Web-based languages such as XML and PHP are used to process databases. These languages allow databases to live in "the cloud" (provision of computational resources on demand via a computer network). As with products such as Google's Gmail, Microsoft's Office 2010, and Carbonite's online backup services, many services are beginning to move to web based services due to increasing internet reliability, data storage efficiency, and the lack of a need for dedicated IT staff to manage the hardware.
Nowadays the most wide-spread DBMS are relational ones. DBMS market is very saturated at this time and distributors have less and less variants for maneuvers. Open code DBMS segment is growing. The capacity of DBMS is growing too.
The directions of DBMS development:
— Postgres direction (maximum following known principles of DBMS organization).
— Exodus/Genesis direction (creating of a system generator of most fully matching to the applications demands).
— Starburst direction (achievement of system extensibility and its adaptability to the demands of the applications by using the standard mechanism of rules controlling).
Введение
Развитие современного общества сопровождается огромными темпами увеличения объемов информации, использующейся для управления. Так, в настоящее время период удвоения объемов информации составляет 3 года. Современные поисковые системы в сети Интернет осуществляют поиск информации с огромной скоростью. Поэтому основу современной технологии управления составляют информационные базы или базы данных, содержащие огромное количество всевозможной информации. При этом целью является не хранение информации как таковое, а обеспечение решений задач управления. Информационные базы являются современной формой хранения информации, представленной в электронном виде.
База данных – это система, предназначенная для легкой организации, хранения и восстановления данных. Она состоит из организованного массива данных для однократного или многократного использования в электронном варианте. Управление электронными базами данных происходит с помощью систем управления базами данных, которые хранят содержание базы данных, позволяют добавлять данные и изменять уже существующие и производить поиск среди них.
Система управления базой данных (СУБД) – набор компьютерных программ, созданный для контроля создания, управления и использования базы данных. Она позволяет организациям передать развитие базы данных в руки системным администраторам и прочим специалистам. Проще говоря, СУБД является пакетом программного обеспечения, который помогает использовать записи данных и файлы, которые вместе составляют базу данных. Она позволяет различным приложениям легко использовать данные, хранимые в базе, в том числе возможно и обращение нескольких программ к одним и тем же данным. Также СУБД предоставляет возможность логически представить данные пользователю. Система управления базой данных состоит из программного обеспечения, которое работает с базами данных, предоставляя возможности хранения, доступа к данным, защиты, восстановления и прочие функции.
Существует несколько классификаций баз данных, в зависимости от способов хранения данных, распределенности и способу доступа. Это значит, что выбор СУБД напрямую зависит от возможности поддержки и работы с определенным типом базы данных.
По модели данных:
Ø Иерархические
Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Такая структура является легкой, но негибкой, так как в такой базе данных используются отношения типа «один ко многим». Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Первые системы управления базами данных использовали иерархическую модель данных, и во времени их появление предшествует появлению сетевой модели. В настоящее время такие базы данных устарели. В наше время иерархическая структура данных используется в основном для хранения географической информации и в файловых системах. Примерами СУБД, работающими с иерархическими базами данных, являются:
Ø Сетевые
Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию. Другими словами, такая структура использует отношения типа «многие ко многим». Несмотря на то, что эта модель решает некоторые проблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросов остается достаточно сложным процессом. Примеры сетевых СУБД:
Ø Реляционные
Реляционная модель является наиболее используемой в наши дни. Она используется мэйнфреймами, настольными и микрокомпьютерами. Реляционные базы данных характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя двухмерным табличным представлением. Таблицы могут быть связаны с помощью общих ключевых значений.
Продукты, предлагающие более общую модель данных иногда классифицируются как пост – реляционные. Друге название – гибридная база данных. Некоторые пост – реляционные продукты расширяют реляционные системы не реляционными функциями. Другие добавляют функции реляционных систем в пре – реляционные системы.
Ø Объектно-ориентированные
Объектно-ориентированная (объектная) СУБД — система управления базами данных, основанная на объектной модели данных.
Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами, в виде неструктурированных данных, и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира. Объектно – ориентированная структура позволяет управлять графическими, голосовыми и текстовыми типами данных без особых проблем в отличии от других структур баз данных. Такая модель популярна для мультимедиа веб – приложений. Она была создана для работы с объектно – ориентированными языками программирования, такими, как Java.
В последние годы объектно – ориентированная модель была применена в таких областях, как инжиниринг и базы данных, содержащие пространственные фигуры, такие, как полигоны, телекоммуникации и в различных научных сферах.
Преимущества ООБД:
• Простота
• Скорость
• Сокращение времени процесса совмещения
Недостатки ООБД:
• Нет ограничения на целостность данных.
• Процесс моделирования данных.
• Сложность перехода с одной СУБД на другую.
По степени распределённости:
Ø Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
Ø Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).
По способу доступа к БД:
Ø Файл-серверные
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость централизованного управления; затруднённость обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей.
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
Ø Клиент-серверные
Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server,, PostgreSQL, MySQL, Caché.
Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки.
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact.
Безопасность
Защита базы данных включает в себя систему, процессы и процедуры, которые защищают базу данных от неавторизированных действий.
Системы управления базами данных обычно производят защиту, используя контроль доступа, аудитинг (проверка действий пользователя в базе данных) и шифровка:
Ø Контроль доступа определяет того, кто может иметь доступ к базе данных после регистрации в системе.
Ø Аудитинг собирает информацию о процессах, происходящих в базе данных: кто, когда, где и какие вносил изменения.
Ø Шифровка защищает данные, собирая данные и переводя их в нечитаемую форму. СУБД шифрует данные по добавлению в базу данных и расшифровывает их, когда выдает ответ на запрос.
Продвинутые системы управления базами данных
Примером продвинутой СУБД является распределяющая СУБД, собрание данных, которые принадлежат к одной системе, но разнесены на разные сайты компьютерной сети.
Тенденции развития
Так как скорость интернета повышается из-за все большего распространения данных и вычислений, можно проследить, что базы данных мигрируют на веб-сервера. Для работы с базами данных используются языки, основанные на веб, такие, как XML и PHP. Эти языки позволяют базам данных находиться «в облаке» (ответы на запросы исходят от компьютеров одной сети). С такими продуктами как Gmail от Google, Microsoft's Office 2010 и онлайн-системы резервного копирования от Carbonite многие сервисы начинают переезжать на веб-серверы из-за возрастающей надежности Интернета, удобства хранения данных и малой потребности в квалифицированном IT-персонале, который должен работать с аппаратной частью компьютера.
В настоящее время самыми распространенными СУБД являются реляционные. Рынок СУБД в настоящее время достаточно насыщен и у поставщиков решений все меньше остается вариантов для маневров. Растет сектор СУБД с открытым кодом. Происходит рост производительности СУБД.
Направления развития СУБД
Ø Направление Postgres (максимальное следование известным принципам организации СУБД).
Ø Направление Exodus/Genesis (создание генератора систем, наиболее полно соответствующих потребностям приложений).
Ø Направление Starburst (достижение расширяемости системы и ее приспосабливаемости к нуждам конкретных приложений путем использования стандартного механизма управления правилами).
Список используемой литературы:
1. Кузнецов С. Д. Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.
2. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. — М.: Финансы и статистика, 2002.
3. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс. — М.: Вильямс, 2003.
4. К. Дж. Дейт. Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: Вильямс, 2006.
5. Википедия [эл. ресурс] – Режим доступа: www.ru.wikipedia.org
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 22 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Refrigerators and Sleeping Coaches | | | Нирвана Все Сессии Звукозаписи 1 страница |