Системы управления базами данных

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………3

1 глава основной части………………………………………………………..….4

1.1 СУБД как составная часть автоматизированного банка данных……………4

1.2 Структура и функций системы управления базами данных………………..6

1.3 Классификация СУБД по способу доступа к базам данных……………….8

1.4 Язык SQL в системах управления базами данных……………………..…..9

2 глава основной части………………………………………………………….14

2.1 СУБД Microsoft SQL Server…………………………………………………14

2.2 СУБД Oracle…………………………………………………………………..17

Заключение………………………………………………………………….……22

Глоссарий………………………………………………………………………….23

Список использованных источников……………………………………………25

Приложение А……………………………………………………………………26

Приложение Б……………………………………………………………………26

Введение

 

В начале XXI века наше общество находится в состоянии перехода от индустриального общества к постиндустриальному. Происходит информатизация, т.е. развитие информационных технологий, обеспечивающих достижение и поддержание уровня информированности членов общества, необходимого для улучшения условий жизни общества. Увеличивается количество знаний, получаемых человечеством, следовательно, возникает необходимость эффективной организации их хранения и управления доступа к ним. Поэтому большое значение имеют автоматизированные банки данных. Предметом моего рассмотрения является программное обеспечение автоматизированного банка данных – системы управления базами данных (СУБД).

Целью данной работы является исследование устройства и функций систем управления базами данных, детальный анализ всех достоинств и недостатков современных систем управления базами данных, а также сопоставление наиболее распространенных современных СУБД на предмет их использования в банках данных крупных организаций. Также, будет проведен детальный анализ роли языка SQL в системах управления базами данных, с подробным разбором всех его плюсов и минусов.

Я рассмотрю структуру систем управления базами данных, основные их функции и их классификацию. Также, проведу сравнительный анализ на предмет функциональности, преимуществ и недостатков двух конкретных СУБД: Microsoft SQL Server и Oracle. При этом большое внимание буду уделять стоимости СУБД, возможным условиям эксплуатации, надежности данного программного обеспечения и степени защищенности информации. Все эти факторы являются предопределяющими в выборе к использованию данного программного обеспечения в информационных системах крупных предприятий и организаций.

 

Основная часть

1глава основной части

 

1. СУБД как составная часть автоматизированного банка данных

 

В современных информационных системах информация обычно хранится с использованием автоматизированных банков данных. Банки данных могут быть очень большими и могут содержать разную информацию, используемую организацией.

Банк данных – это информационная система коллективного пользования, обеспечивающая централизованное хранение данных, их обновление и выдачу по запросу пользователей. Это комплекс аппаратного и программного обеспечения банка данных и персонала, обслуживающего его. Банк данных в себя включает:

Одну или несколько баз  данных;

Систему управления базами данных (СУБД);

Персонал, обеспечивающий работу банка  данных.

База данных – это совокупность определенным образом организованных данных, хранящихся в запоминающих устройствах ЭВМ. Обычно данные хранятся на жестком диске сервера организации.

В общем случае, данные в базе данных (по крайней мере в больших системах) являются интегрированными и разделяемыми. Эти два аспекта, интеграция и  разделение данных, представляют собой наиболее важные преимущества использования банков данных на «большом» оборудовании и, по меньшей мере, один из них – интеграция – является преимуществом их применения на «малом» оборудовании.

Под понятием интеграции данных подразумевается возможность представить базу данных как объединение нескольких отдельных файлов данных, полностью или частично исключающее избыточность хранения информации.

Под понятием разделяемости данных подразумевается возможность использования  несколькими различными пользователями отдельных элементов, хранимых в  базе данных. Имеется в виду, что каждый из пользователей сможет получить доступ к одним и тем же данным, возможно, даже одновременно (параллельный доступ). Такое разделение данных, с последовательным или параллельным доступом, частично является следствием того факта, что база данных имеет интегрированную структуру.

Одним из следствий упомянутых выше характеристик базы данных (интеграции и разделяемости) является то, что  каждый конкретный пользователь обычно имеет дело лишь с небольшой частью всей базы данных, причем обрабатываемые различными пользователями части могут произвольным образом перекрываться. Иначе говоря, каждая база данных воспринимается различными пользователями по-разному. Фактически, даже те два пользователя базы данных, которые работают с одними и теми же частями базы данных, могут иметь значительно отличающиеся представления о них.

База данных характеризуется моделью  данных, т.е. формой организации данных в ней. По типу моделей данных базы данных делятся на сетевые, иерархические  и реляционные. В настоящее время  практически применяется только реляционная структура, в которой база данных состоит из одной или нескольких двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы –  один элемент данных;

- все ячейки в столбце таблицы  однородные, то есть все элементы  в столбце имеют одинаковый  тип (числовой, символьный и т.п.);

- каждый столбец имеет уникальное  имя;

- одинаковые строки в таблице  отсутствуют;

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Такая модель хранения данных обеспечивает удобство использования базы данных на ЭВМ. Учитывая, что таблицы базы данных могут быть связаны определенными  отношениями, такая модель обеспечивает целостность данных и отсутствие избыточности хранения. Поэтому она и используется в большинстве современных баз данных.

Система управления базами данных (СУБД) – специализированная программа  или комплекс программ, предназначенная  для организации и ведения  базы данных. Она обеспечивает хранение данных и взаимодействие пользователя с базами данных, позволяя пользователям производить поиск, сортировку и выборку информации в базе данных, а некоторым пользователям – добавлять, удалять и изменять записи в базе данных. В зависимости от того с какой базой данных работает СУБД, она может быть:

- иерархической;

- сетевой;

- реляционной;

- объектно-реляционной;

- объектно-ориентированной.

Я буду рассматривать реляционные  системы управления базами данных.

Персонал, обеспечивающий работу банка данных, это администратор банка данных, а также инженеры и техники, обеспечивающие работу аппаратного обеспечения банка данных.

Таким образом, система управления базами данных является необходимой составной  частью банка данных.

 

1.2 Структура и функций системы управления базами данных

 

СУБД  обычно содержит следующие компоненты:

- ядро, которое отвечает за управление  данными во внешней оперативной  памяти;

- процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов  на извлечение и изменение  данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;

- подсистему поддержки времени  исполнения, которая интерпретирует  программы манипуляции данными,  создающие пользовательский интерфейс  с СУБД;

- сервисные программы (внешние  утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

В связи с этим можно сформулировать основные функции СУБД:

- Определение данных. СУБД должна предоставлять средства определения данных в виде исходной формы (схемы данных) и преобразования этих определений в соответствующую объектную форму. То есть СУБД преобразовывает данные в форму, необходимую для их хранения в базе данных;

- Манипулирование данными. СУБД должна быть способна обрабатывать запросы пользователя на выборку, изменение или удаление данных, уже существующих в базе, или на добавление в нее новых данных. То есть СУБД обеспечивает интерфейс между пользователем и базами данных;

- Управление хранением данных и доступом к ним. СУБД осуществляет программную поддержку хранения данных в запоминающем устройстве ЭВМ и управляет всеми действиями, производимыми с данными;

- Защита и поддержка целостности данных. СУБД должна контролировать пользовательские запросы и определять, кому доступны операции изменения данных, а кому доступны только операции получения данных. Также она следит за целостностью данных, хранящихся в базе. СУБД осуществляет журнализацию изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев.

Таким образом, основная функция СУБД –  осуществление интерфейса пользователя и базы данных. Большинство современных крупных банков данных рассчитаны на работу нескольких пользователей, поэтому СУБД осуществляет разделение времени между пользователями при одновременном их доступе к базе данных, а также разделение полномочий между разными типами пользователей. Например, бухгалтер на предприятии может получать информацию из банка данных, а главный экономист может вносить изменения в банк данных.

СУБД  выполняет эти функции с помощью  определенного информационно-логического языка или языка запросов. В большинстве СУБД для этого используется язык SQL.

СУБД  реляционного типа освобождает пользователей  от необходимости знать форматы  хранения данных, методы доступа к  ним и методы управления памятью. Изменение физической структуры базы данных не влияет на работоспособность прикладных программ, работающих с ней.

По  степени универсальности разделяют  два класса СУБД:

- системы общего назначения;

- специализированные системы.

СУБД  общего назначения не ориентированы  на какую-либо предметную область или информационные потребности какой-либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели компьютеров в определенной информационной системе и поставляется многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных. Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

 

1.3 Классификация СУБД по способу доступа к базам данных

 

По способу доступа к базам  данных системы управления ими подразделяются на три типа:

- файл-серверные;

- клиент-серверные;

- встраиваемые.

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-серверах. Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на центральный процессор сервера, а недостатком – высокая загрузка локальной сети.

На  данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими. Они могут  применятся для обучения работе с  базами данных (чаще всего для этого  используется MS Access) или для хранения информации в небольших информационных системах, например: MS Access, Paradox, dBase.

Клиент-серверные  СУБД предоставляют больше возможностей для профессиональной работы с данными, поэтому они чаще всего используются в крупных предприятиях и организациях. Они больше всего подходят к крупным информационным системам с одним или несколькими серверами, обладающими большой производительностью. Даже в случае большого количества пользователей, работающих с ними, они не очень сильно загружают сеть. Примерами таких СУБД являются: Firebird, Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, Oracle, MySQL.

Встраиваемая  СУБД – это библиотека, которая  позволяет унифицированным образом  хранить большие объемы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД. Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном программном обеспечении, которое имеет дело с большими объемами данных (например, геоинформационные системы). Примерами встраиваемых СУБД являются: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Sav ZigZag, MS SQL Server Compact.

Таким образом, для использования в  крупных организациях, в том числе  на промышленных предприятиях, больше подходят клиент-серверные СУБД. Я рассмотрю особенности таких распространенных СУБД, как MS SQL Server и Oracle.

 

1.4 Язык SQL в системах управления базами данных

 

SQL (англ. Structured Query Language – язык структурированных запросов) – универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL, в его чистом (базовом) виде, является информационно-логическим языком, а не языком программирования. Вместе с тем стандарт языка спецификацией SQL/PSM предусматривает возможность его процедурных расширений, с учетом которых язык уже вполне может рассматриваться в качестве языка программирования.

SQL основывается на реляционной алгебре.

Язык  SQL делится на четыре части:

- операторы определения данных (Data Definition Language, DDL);

- операторы манипуляции данными (Data Manipulation Language, DML);

- операторы определения доступа к данным (Data Control Language,DCL);

- операторы управления транзакциями (Transaction Control Language, TCL).

Data Definition Language (DDL) (язык описания данных) – это язык, используемый в компьютерных программах для описания структуры баз данных.

Функции языков DDL определяются первым словом в предложении (часто называемом запросом), которое почти всегда является глаголом. В случае с SQL эти глаголы – «create» (создать), «alter» (изменить), «drop» (удалить). Это превращает природу языка в ряд обязательных утверждений (команд) к базе данных.