Распределенная СУБД - концепции

Для нормального функционирования любой организации необходима хорошо обслуживаемая база данных. В недавнем прошлом базы данных носили централизованный характер. Однако с усилением глобализации организации по всему миру становятся диверсифицированными. Они могут выбрать распределение данных по локальным серверам вместо центральной базы данных. Так появилась концепцияDistributed Databases.

В этой главе дается обзор баз данных и систем управления базами данных (СУБД). База данных - это упорядоченный набор связанных данных. СУБД - это программный пакет для работы с базой данных. Подробное изучение СУБД доступно в нашем руководстве под названием «Изучение СУБД». В этой главе мы пересматриваем основные концепции, чтобы можно было легко изучить DDBMS. Рассматриваются три темы: схемы баз данных, типы баз данных и операции с базами данных.

База данных и система управления базами данных

А databaseпредставляет собой упорядоченный набор связанных данных, созданный для определенной цели. База данных может быть организована как набор из нескольких таблиц, где таблица представляет собой элемент или сущность реального мира. Каждая таблица имеет несколько различных полей, которые представляют характерные особенности объекта.

Например, база данных компании может включать таблицы для проектов, сотрудников, отделов, продуктов и финансовых отчетов. Поля в таблице сотрудников могут быть Name, Company_Id, Date_of_Joining и т. Д.

А database management systemпредставляет собой набор программ, позволяющих создавать и поддерживать базу данных. СУБД доступна в виде программного пакета, который упрощает определение, построение, обработку и совместное использование данных в базе данных. Определение базы данных включает описание структуры базы данных. Построение базы данных включает фактическое хранение данных на любом носителе. Под манипуляциями понимается получение информации из базы данных, обновление базы данных и создание отчетов. Совместное использование данных упрощает доступ к данным для разных пользователей или программ.

Примеры областей применения СУБД

Банкоматы
Система бронирования поездов
Система управления персоналом
Информационная система для студентов

Примеры пакетов СУБД

MySQL
Oracle
SQL Server
dBASE
FoxPro
PostgreSQL и др.

Схемы базы данных

Схема базы данных - это описание базы данных, которое указывается во время проектирования базы данных и подлежит нечастым изменениям. Он определяет организацию данных, отношения между ними и связанные с ними ограничения.

Базы данных часто представлены через three-schema architecture или же ANSISPARC architecture. Цель этой архитектуры - отделить пользовательское приложение от физической базы данных. Три уровня -

Internal Level having Internal Schema - Он описывает физическую структуру, детали внутреннего хранилища и пути доступа к базе данных.
Conceptual Level having Conceptual Schema- Он описывает структуру всей базы данных, скрывая при этом детали физического хранения данных. Это иллюстрирует сущности, атрибуты с их типами данных и ограничениями, пользовательские операции и отношения.
External or View Level having External Schemas or Views - Он описывает часть базы данных, относящуюся к конкретному пользователю или группе пользователей, при этом скрывая остальную часть базы данных.

Типы СУБД

Существует четыре типа СУБД.

Иерархическая СУБД

В иерархической СУБД отношения между данными в базе данных устанавливаются так, что один элемент данных существует как подчиненный по отношению к другому. Элементы данных имеют отношения родитель-потомок и моделируются с использованием «древовидной» структуры данных. Это очень быстро и просто.

Сетевая СУБД

Сетевая СУБД в одной, в которой отношения между данными в базе данных имеют тип «многие ко многим» в форме сети. Структура обычно сложна из-за существования множества отношений «многие ко многим». Сетевая СУБД моделируется с использованием «графовой» структуры данных.

Реляционная СУБД

В реляционных базах данных база данных представлена в виде отношений. Каждое отношение моделирует сущность и представляется в виде таблицы значений. В отношении или таблице строка называется кортежем и обозначает одну запись. Столбец называется полем или атрибутом и обозначает характеристическое свойство объекта. РСУБД - самая популярная система управления базами данных.

Например - Отношения со студентами -

Объектно-ориентированная СУБД

Объектно-ориентированная СУБД является производным от модели парадигмы объектно-ориентированного программирования. Они полезны для представления как согласованных данных, хранящихся в базах данных, так и временных данных, обнаруживаемых при выполнении программ. Они используют небольшие многоразовые элементы, называемые объектами. Каждый объект содержит часть данных и набор операций, которые работают с данными. Доступ к объекту и его атрибутам осуществляется через указатели, а не сохраняется в моделях реляционных таблиц.

Например - упрощенная объектно-ориентированная база данных банковских счетов -

Распределенная СУБД

Распределенная база данных - это набор взаимосвязанных баз данных, которые распределены по компьютерной сети или Интернету. Система управления распределенной базой данных (DDBMS) управляет распределенной базой данных и предоставляет механизмы, позволяющие сделать базы данных прозрачными для пользователей. В этих системах данные намеренно распределяются между несколькими узлами, чтобы можно было оптимально использовать все вычислительные ресурсы организации.

Операции с СУБД

Четыре основные операции с базой данных - это создание, получение, обновление и удаление.

CREATE структура базы данных и заполнение ее данными - создание связи с базой данных включает в себя определение структур данных, типов данных и ограничений данных, которые должны быть сохранены.

Example - Команда SQL для создания таблицы учеников -

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

После определения формата данных фактические данные сохраняются в соответствии с форматом на некотором носителе.

Example Команда SQL для вставки одного кортежа в таблицу учеников -

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

RETRIEVEинформация из базы данных - получение информации обычно включает в себя выбор подмножества таблицы или отображение данных из таблицы после выполнения некоторых вычислений. Это делается путем запроса к таблице.

Example - Чтобы получить имена всех студентов потока информатики, необходимо выполнить следующий запрос SQL -

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

UPDATE сохраненная информация и изменение структуры базы данных. Обновление таблицы включает замену старых значений в строках существующей таблицы новыми значениями.

Example - Команда SQL для изменения потока с электроники на электронику и связь -

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

Изменение базы данных означает изменение структуры таблицы. Однако на изменение таблицы накладывается ряд ограничений.

Example - Чтобы добавить новое поле или столбец, например адрес в таблицу учеников, мы используем следующую команду SQL -

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

DELETE сохраненная информация или удаление таблицы в целом. Удаление определенной информации включает удаление выбранных строк из таблицы, удовлетворяющих определенным условиям.

Example- Чтобы удалить всех учеников 4- ^го курса, когда они теряют сознание, мы используем команду SQL -

DELETE FROM STUDENT 
WHERE YEAR = 4;

В качестве альтернативы, вся таблица может быть удалена из базы данных.

Example - Чтобы полностью удалить таблицу учеников, используется команда SQL -

DROP TABLE STUDENT;