Rozproszony DBMS - Pojęcia

Do prawidłowego funkcjonowania każdej organizacji potrzebna jest dobrze utrzymana baza danych. W niedawnej przeszłości bazy danych miały charakter scentralizowany. Jednak wraz ze wzrostem globalizacji organizacje na całym świecie są zróżnicowane. Mogą zdecydować się na dystrybucję danych na lokalnych serwerach zamiast do centralnej bazy danych. W ten sposób powstała koncepcjaDistributed Databases.

Ten rozdział zawiera przegląd baz danych i systemów zarządzania bazami danych (DBMS). Baza danych to uporządkowany zbiór powiązanych danych. DBMS to pakiet oprogramowania do pracy z bazą danych. Szczegółowe omówienie DBMS jest dostępne w naszym samouczku o nazwie „Naucz się DBMS”. W tym rozdziale dokonamy przeglądu głównych koncepcji, aby badanie DDBMS było łatwe. Omówione trzy tematy to schematy baz danych, typy baz danych i operacje na bazach danych.

Baza danych i system zarządzania bazami danych

ZA databaseto uporządkowany zbiór powiązanych danych, który został utworzony w określonym celu. Baza danych może być zorganizowana jako zbiór wielu tabel, gdzie tabela reprezentuje rzeczywisty element lub jednostkę. Każda tabela ma kilka różnych pól, które reprezentują charakterystyczne cechy jednostki.

Na przykład baza danych firmy może zawierać tabele projektów, pracowników, działów, produktów i zapisów finansowych. Pola w tabeli Employee mogą mieć postać Name, Company_Id, Date_of_Joining i tak dalej.

ZA database management systemto zbiór programów umożliwiających tworzenie i utrzymywanie bazy danych. DBMS jest dostępny jako pakiet oprogramowania, który ułatwia definiowanie, konstruowanie, manipulowanie i udostępnianie danych w bazie danych. Definicja bazy danych obejmuje opis struktury bazy danych. Budowa bazy danych polega na faktycznym przechowywaniu danych na dowolnym nośniku. Manipulacja odnosi się do pobierania informacji z bazy danych, aktualizowania bazy danych i generowania raportów. Udostępnianie danych ułatwia dostęp do danych różnym użytkownikom lub programom.

Przykłady obszarów zastosowań DBMS

• Automatyczne maszyny kasowe
• System rezerwacji pociągów
• System zarządzania pracownikami
• System informacji o uczniach

Przykłady pakietów DBMS

• MySQL
• Oracle
• SQL Server
• dBASE
• FoxPro
• PostgreSQL itp.

Schematy baz danych

Schemat bazy danych to opis bazy danych, który jest określony podczas projektowania bazy danych i podlega rzadkim zmianom. Określa organizację danych, relacje między nimi oraz związane z nimi ograniczenia.

Bazy danych są często reprezentowane przez three-schema architecture lub ANSISPARC architecture. Celem tej architektury jest oddzielenie aplikacji użytkownika od fizycznej bazy danych. Trzy poziomy to -

• Internal Level having Internal Schema - Opisuje strukturę fizyczną, szczegóły dotyczące pamięci wewnętrznej i ścieżki dostępu do bazy danych.

• Conceptual Level having Conceptual Schema- Opisuje strukturę całej bazy danych, ukrywając szczegóły fizycznego przechowywania danych. Ilustruje to jednostki, atrybuty z ich typami danych i ograniczeniami, operacje użytkownika i relacje.

• External or View Level having External Schemas or Views - Opisuje część bazy danych odnoszącą się do konkretnego użytkownika lub grupy użytkowników, ukrywając resztę bazy danych.

Rodzaje DBMS

Istnieją cztery typy DBMS.

Hierarchiczny DBMS

W hierarchicznym DBMS relacje między danymi w bazie danych są ustanawiane w taki sposób, że jeden element danych istnieje jako podrzędny względem innego. Elementy danych mają relacje rodzic-dziecko i są modelowane przy użyciu „drzewiastej” struktury danych. Są bardzo szybkie i proste.

Sieć DBMS

Sieciowy DBMS w takim, w którym relacje między danymi w bazie danych są typu wiele-do-wielu w postaci sieci. Struktura jest ogólnie skomplikowana ze względu na istnienie wielu relacji wiele do wielu. Sieć DBMS jest modelowana za pomocą „grafowej” struktury danych.

Relacyjny DBMS

W relacyjnych bazach danych baza danych jest reprezentowana w postaci relacji. Każda relacja modeluje jednostkę i jest reprezentowana jako tabela wartości. W relacji lub tabeli wiersz nazywany jest krotką i oznacza pojedynczy rekord. Kolumna nazywana jest polem lub atrybutem i oznacza charakterystyczną właściwość jednostki. RDBMS to najpopularniejszy system zarządzania bazami danych.

Na przykład - Relacja studencka -

DBMS zorientowany obiektowo

DBMS zorientowany obiektowo wywodzi się z modelu paradygmatu programowania obiektowego. Są pomocne w reprezentowaniu zarówno spójnych danych przechowywanych w bazach danych, jak i danych przejściowych, jakie można znaleźć w wykonywaniu programów. Używają małych elementów wielokrotnego użytku zwanych obiektami. Każdy obiekt zawiera część danych i zestaw operacji, które działają na danych. Obiekt i jego atrybuty są dostępne za pośrednictwem wskaźników, a nie są przechowywane w relacyjnych modelach tabel.

Na przykład - Uproszczona obiektowa baza danych kont bankowych -

Rozproszony DBMS

Rozproszona baza danych to zestaw połączonych ze sobą baz danych, które są rozproszone w sieci komputerowej lub w Internecie. Rozproszony system zarządzania bazami danych (DDBMS) zarządza rozproszoną bazą danych i zapewnia mechanizmy zapewniające przejrzystość baz danych dla użytkowników. W tych systemach dane są celowo dystrybuowane między wieloma węzłami, dzięki czemu wszystkie zasoby obliczeniowe organizacji mogą być optymalnie wykorzystane.

Operacje na DBMS

Cztery podstawowe operacje na bazie danych to tworzenie, pobieranie, aktualizacja i usuwanie.

• CREATE strukturę bazy danych i zapełnij ją danymi - Tworzenie relacji z bazą danych obejmuje określenie struktur danych, typów danych i ograniczeń danych, które mają być przechowywane.

  Example - Polecenie SQL do tworzenia tabeli uczniów -

CREATE TABLE STUDENT ( 
   ROLL INTEGER PRIMARY KEY, 
   NAME VARCHAR2(25), 
   YEAR INTEGER, 
   STREAM VARCHAR2(10) 
);

• Po zdefiniowaniu formatu danych rzeczywiste dane są przechowywane zgodnie z formatem na jakimś nośniku pamięci.

  Example Polecenie SQL do wstawienia pojedynczej krotki do tabeli uczniów -

INSERT INTO STUDENT ( ROLL, NAME, YEAR, STREAM) 
VALUES ( 1, 'ANKIT JHA', 1, 'COMPUTER SCIENCE');

• RETRIEVEinformacje z bazy danych - pobieranie informacji zazwyczaj obejmuje wybranie podzbioru tabeli lub wyświetlenie danych z tabeli po wykonaniu niektórych obliczeń. Odbywa się to poprzez zapytanie o tabelę.

  Example - Aby pobrać nazwiska wszystkich studentów strumienia informatyki, należy wykonać następujące zapytanie SQL -

SELECT NAME FROM STUDENT 
WHERE STREAM = 'COMPUTER SCIENCE';

• UPDATE informacje przechowywane i modyfikuj strukturę bazy danych - aktualizacja tabeli obejmuje zmianę starych wartości w istniejących wierszach tabeli na nowe wartości.

  Example - Polecenie SQL do zmiany strumienia z elektroniki na elektronikę i komunikację -

UPDATE STUDENT 
SET STREAM = 'ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS' 
WHERE STREAM = 'ELECTRONICS';

• Modyfikacja bazy danych oznacza zmianę struktury tabeli. Jednak modyfikacja tabeli podlega szeregowi ograniczeń.

  Example - Aby dodać nowe pole lub kolumnę, powiedz adres do tabeli Ucznia, używamy następującego polecenia SQL -

ALTER TABLE STUDENT 
ADD ( ADDRESS VARCHAR2(50) );

• DELETE informacje przechowywane lub usuwanie całej tabeli - usunięcie określonych informacji obejmuje usunięcie wybranych wierszy z tabeli spełniających określone warunki.

  Example- Aby usunąć wszystkich uczniów, którzy obecnie ^{omdlają na} czwartym roku, używamy polecenia SQL -

DELETE FROM STUDENT 
WHERE YEAR = 4;

• Alternatywnie całą tabelę można usunąć z bazy danych.

  Example - Aby całkowicie usunąć tabelę uczniów, użytym poleceniem SQL jest -

DROP TABLE STUDENT;