Система управления базами данных (СУБД) относится к набору компьютерных программ, предназначенных для создания и модификации баз данных. Она служит набором программного обеспечения, обеспечивающим целостность данных. Кроме того, СУБД действует как посредник между конечным пользователем и базой данных, одновременно предоставляя нескольким пользователям платформу для совместного создания данных в базе данных, доступа к ним и манипулирования ими.
Характеристики СУБД
Ниже мы подробнее остановимся на некоторых характеристиках Системы управления базами данных (СУБД).
1. Объект реального мира:
Одной из фундаментальных и легко понятных характеристик системы управления базами данных (СУБД) является ее практичность. СУБД специально разработана для удовлетворения сложных требований крупных коммерческих организаций и защиты их ценных данных.
База данных в СУБД имеет возможность хранить различные типы информации, такие как цены на овощи, молоко, хлеб и так далее. В СУБД сущности, представляющие объекты реального мира, зеркально отражены.
Например, при создании базы данных студентов необходимо определить сущность, соответствующую реальному студенту, инкапсулирующую его соответствующие данные. Обычно используемые атрибуты в базе данных студентов обычно включают, среди прочего, имя, возраст, пол и регистрационный номер.
2. Самоописывающийся характер
В рамках Системы управления базами данных (СУБД) базы данных состоят из СУБД, каждый уровень которых содержит метаданные, которые относятся к данным о данных.
Например, в базе данных школы метаданные могут включать такую информацию, как общее количество строк в таблице и название самой таблицы.
Таким образом, неотъемлемая характеристика самоописания в СУБД является результатом того, что данные хранятся в базе данных в структурированном формате, что позволяет ей автоматически предоставлять исчерпывающую информацию.
3. Атомарность операций (Transactions):
Концепция атомарности в системе управления базами данных (СУБД) подразумевает представление о том, что операция должна либо выполняться полностью, либо не выполняться вообще, не оставляя промежуточных состояний. Эта характеристика атомарности очень важна и полезна в СУБД. Чтобы более четко понять концепцию атомарности, рассмотрим следующий пример:
В контексте банка каждый банк поддерживает свою собственную базу данных, содержащую исчерпывающую информацию о клиентах. Транзакции представляют собой наиболее распространенные атомарные операции, проводимые банком. Предположим, Sona желает перевести 1000 рупий на счет Archita. С помощью функции атомарности базы данных эта передача может быть надежно выполнена. Однако, если возникает проблема с учетной записью Archita или сбой в поддержании атомарности в базе данных, счет Sona может быть списан, но средства не будут зачислены на счет Archita.
Когда база данных обладает функцией атомарности, такие транзакции либо происходят полностью, либо не происходят вообще. В случае неудачной транзакции средства автоматически возвращаются на счет отправителя.
По сути, успешное завершение транзакции зависит от надлежащего функционирования базы данных. Если база данных работает безупречно, транзакция будет успешной. И наоборот, если в базе данных обнаруживаются ошибки, весь банковский сервер может испытывать простои.
В данном контексте “аномалии” относятся к способности нескольких пользователей получать доступ к базе данных и извлекать информацию без возникновения каких-либо проблем.
Чтобы лучше проиллюстрировать эту концепцию, давайте еще раз рассмотрим пример банка. Предположим, что Сону одалживает свою банковскую карту своей сестре Архите и поручает ей снять 5000 рупий в банкомате. Одновременно Сону также переводит 2000 рупий своему брату Мону. Обе операции успешно выполнены. Изначально на банковском счете Сону было 10000 рупий. После транзакций перевода и вывода средств, когда Сону проверяет свой банковский баланс, он правильно отражает 3000 рупий. Такое точное обновление банковского баланса становится возможным благодаря параллельной функции базы данных.
Таким образом, мы видим, что параллелизм является отличной особенностью базы данных, позволяющей выполнять несколько операций одновременно без ошибок.
5. Хранит любые структурированные данные:
База данных обладает способностью хранить данные в хорошо организованном формате.
Хотя на различных веб-сайтах часто можно встретить примеры баз данных студентов для облегчения понимания, важно понимать, что базы данных способны хранить неограниченный объем данных.
Важной характеристикой системы управления базами данных (СУБД) является ее способность структурированно хранить различные типы реальных данных.
6. Целостность:
Термин “целостность” в данном контексте относится к требованию точности и согласованности данных. Давайте проиллюстрируем это на примере.
Рассмотрим банк с именем ABC Bank, который поддерживает свою собственную базу данных для хранения данных клиентов. Если будет предпринята попытка получить доступ к реквизитам счета в базе данных, которых нет в записях банка, база данных выдаст неверный вывод. Аналогично, если клиент меняет свой адрес, но обновленная информация не отражается в базе данных, это приводит к несогласованности данных.
Следовательно, важно, чтобы данные, хранящиеся в базе данных, были точными и непротиворечивыми. Например, если баланс счета клиента изначально равен нулю, а впоследствии он вносит на свой счет 6000 рупий, неспособность обновить новый баланс счета в базе данных вызовет у клиента значительные проблемы.
7. Простота доступа (запросы к СУБД):
До появления СУБД данные обычно хранились с использованием системы файлов и папок.
Поиск имени учащегося в такой системе был сложной задачей, поскольку каждую операцию поиска приходилось выполнять вручную. Однако с внедрением СУБД доступ к базе данных значительно упростился.
В СУБД любой тип хранимых данных может быть легко извлечен путем выполнения простого поискового запроса. Этот метод поиска намного быстрее по сравнению с процессами ручного поиска.
Более того, СУБД предоставляет набор CRUD-операций (Создание, Чтение, Обновление, Удаление), которые позволяют выполнять различные типы запросов в базе данных.
Существуют два различных типа баз данных, а именно SQL и Не-SQL, которые выходят за рамки СУБД (системы управления базами данных).
Базы данных SQL хранят данные в виде таблиц, используя строки и столбцы для структурирования информации. С другой стороны, базы данных без SQL могут хранить данные в различных форматах, не ограничиваясь табличными структурами. Например, MongoDB, широко используемая база данных без SQL, хранит данные в формате JSON (объектная нотация JavaScript).
Доступность как баз данных SQL, так и не-SQL обеспечивает гибкость в выборе подходящего метода хранения данных на основе конкретных требований проекта. Важно отметить, что не должно быть споров относительно баз данных SQL или не-SQL. Пригодность каждого типа базы данных зависит от конкретного проекта или варианта использования.
Такая гибкость является характерной чертой СУБД, поскольку позволяет пользователям выполнять операции и выполнять запросы как к базам данных SQL, так и без SQL.
9. Свойства ACID:
Для поддержания согласованности в базе данных СУБД придерживается набора свойств, обычно называемых свойствами ACID. Важно упомянуть эти свойства во всей их полноте, поскольку они играют жизненно важную роль в обеспечении надежности базы данных.
ACID означает атомарность, согласованность, изоляцию и долговечность.
Ранее мы обсуждали атомарность, которая влечет за собой требование о том, чтобы транзакция была либо полностью завершена (100%), либо не выполнялась вообще (0%). Согласованность, с другой стороны, гарантирует, что любые изменения, внесенные в данные, будут последовательно отражены во всей базе данных.
Изоляция относится к способности поддерживать независимое выполнение нескольких транзакций без вмешательства других транзакций. Каждая транзакция работает так, как если бы она выполнялась изолированно от других, даже если они могут выполняться одновременно.
Долговечность означает, что после успешного завершения и фиксации транзакции ее последствия должны сохраняться в базе данных даже в случае последующих сбоев или сбоев системы. Изменения, внесенные транзакцией, должны быть долговечными и оставаться неизменными.
В совокупности эти свойства ACID работают для поддержания целостности, надежности и непротиворечивости базы данных, обеспечивая успешное выполнение транзакций и операций с данными.
10. Безопасность:
База данных должна предоставлять ограниченный доступ своим пользователям, ограничивая их способность вносить изменения в данные и предотвращая несанкционированный доступ.
Доступ ко всей базе данных не должен предоставляться пользователям, а их привилегии должны быть ограничены на основе их авторизованных ролей.
Аутентификация играет решающую роль в регулировании доступа пользователей к СУБД. Она гарантирует, что пользователи могут входить в систему с соответствующими учетными данными и им предоставляется доступ только к определенным частям базы данных, доступ к которым им разрешен. Например, в организации администратор может иметь доступ для модификации базы данных организации с учетом изменений, таких как добавление или увольнение новых сотрудников. С другой стороны, сотрудникам предоставляется доступ только к их индивидуальным профилям и ограничен доступ к базе данных других сотрудников или организации в целом.
В заключение, Система управления базами данных (СУБД) обладает несколькими важными характеристиками, которые способствуют ее функциональности и эффективности. Эти характеристики включают практичность, понятность, атомарность, параллельный доступ, целостность данных, поддержку различных типов баз данных (SQL и без SQL), свойства ACID и ограниченный доступ пользователей. Эти функции гарантируют, что СУБД может эффективно создавать, хранить, манипулировать и извлекать данные, сохраняя при этом согласованность, безопасность и доступность.
Часто задаваемые вопросы (FAQs) о характеристиках СУБД:
Вопрос 1. Каковы свойства ACID в СУБД?
Свойства ACID в СУБД означают атомарность, согласованность, изоляцию и долговечность. Эти свойства обеспечивают надежную обработку транзакций базы данных, поддерживают целостность данных, позволяют транзакциям выполняться независимо и гарантируют долговечность завершенных транзакций.
Вопрос 2. Каково значение атомарности в СУБД?
Атомарность гарантирует, что транзакция в СУБД либо полностью завершена (100%), либо не выполняется вообще (0%). Она предотвращает неполные или частичные транзакции, поддерживая целостность и согласованность базы данных.
Вопрос 3. Как параллельный доступ приносит пользу СУБД?
Параллельный доступ позволяет нескольким пользователям получать доступ к базе данных и управлять ею одновременно, не мешая друг другу. Это повышает эффективность, сокращает время ожидания и повышает общую производительность системы.
Вопрос 4. Насколько важна целостность данных в СУБД?
Целостность данных в СУБД гарантирует, что данные, хранящиеся в базе данных, являются правильными, непротиворечивыми и аккуратными. Это предотвращает несоответствия данных, несанкционированные модификации и ошибки, поддерживая надежность данных.
Вопрос 5. Почему ограниченный доступ пользователей имеет решающее значение в СУБД?
Ограниченный доступ пользователей необходим для защиты базы данных от несанкционированного доступа и обеспечения безопасности данных. Это гарантирует, что пользователи имеют ограниченные привилегии и могут получать доступ к данным и изменять их только в пределах своей разрешенной области, предотвращая несанкционированные манипуляции с данными или утечки.
Вопрос 6. Чем отличаются базы данных SQL и без SQL в СУБД?
Базы данных SQL хранят данные в таблицах структурированного формата с использованием строк и столбцов, в то время как базы данных без SQL могут хранить данные в различных форматах, отличных от таблиц, таких как JSON. Базы данных SQL идеально подходят для структурированных данных, в то время как базы данных без SQL являются гибкими и подходят для обработки неструктурированных или полуструктурированных данных.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
