Обзор существующих субд и их характеристики. Обзор систем управления базами данных (субд) для систем контроля и управления доступом (скуд). Реляционные системы управления базами данных

Реляционные базы данных уже давно используются в программировании. В своё время они обрели популярность благодаря простоте и удобству реляционной модели работы с данными.

Данная статья анализирует различия между наиболее популярными реляционными системами управления базами данных (СУБД): SQLite, MySQL и PostgreSQL.

Системы управления базами данных

Базы данных – это логически смоделированные хранилища различной информации (данных) всех видов. Каждая база данных SQL основана модели, которая предоставляет структуру для хранящихся в ней данных. Системы управления базами данных — это приложения (или библиотеки), которые управляют базами данных различных форм, размеров и видов.

Реляционные системы управления базами данных

Реляционные СУБД для работы с данными используют реляционную модель. Эта модель хранит любую информацию в таблицах в виде связанных записей с атрибутами.

Этот тип СУБД требует наличия структур-таблиц. Столбцы (атрибуты) такой таблицы содержат различные типы данных. Каждая запись БД воспринимается как строка в таблице, атрибуты которой представлены в виде столбцов.

Отношения и типы данных

Отношения можно рассматривать как математические наборы, содержащие ряд атрибутов, которые в совокупности представляют собой базы данных и хранимую в ней информацию.

Добавляя запись в таблицу, нужно распределить все её компоненты (атрибуты) по типам данных. Разные реляционные СУБД используют разные типы данных, и они не всегда взаимозаменяемы.

Подобные ограничения (как, например, с типами данных) типичны для реляционных СУБД, ведь, по сути, отношения между данными и строятся на основе ограничений.

Примечание : Базы данных NoSQL не имеют таких строгих ограничений, поскольку они не выстраивают таких отношений между данными. Чтобы узнать больше о NoSQL, читайте .

Популярные реляционные базы данных

В данной статье мы рассмотрим три наиболее важные и популярные СУБД с открытым исходным кодом.

• SQLite: встроенная мощная система управления базами данных.
• MySQL: самая популярная и широко распространённая БД.
• PostgreSQL: продвинутая SQL-совместимая объектная СУБД с открытым исходным кодом.

Примечание : Приложения с открытым исходным кодом почти всегда дают пользователям право на свободное использование и изменение кода. Ответвляя код, вы можете создать совершенно новое приложение. Одним из ответвлений MySQL, например, является MariaDB .

SQLite

SQLite – это производительная библиотека, которую можно встраивать в приложения. Полноценная БД на основе файлов SQLite предлагает широкий набор инструментов для обработки всех видов данных и накладывает намного меньше ограничений, чем другие реляционные базы данных.

Приложения, использующие SQLite, не взаимодействуют с помощью интерфейса (портов, сокетов), а отправляют прямые запросы в файл, в котором хранятся данные (например БД SQLite). Благодаря этому приложение SQLite очень быстрое и производительное.

Типы данных SQLite

• NULL: пустое значение.
• INTEGER: целочисленное значение (зависимо от объёма значение хранится в 1, 2, 3, 4, 6 или 8 байтах).
• REAL: число с плавающей точкой, хранится в виде 8-байтного IEEE.
• TEXT: текстовая строка, хранится в зашифрованном виде (UTF-8, UTF-16BE или UTF-16LE).
• BLOB: бинарные данные, хранятся в том виде, в котором были введены.

Преимущества SQLite

• Простое строение на основе файлов: вся база данных состоит всего из одного файла, что увеличивает её портативность.
• Стандарты: несмотря на простоту, система SQLite основана на SQL. Некоторые функции опущены (RIGHT OUTER JOIN или FOR EACH STATEMENT), однако вместо них добавлены другие.
• SQLite отлично подходит для разработки или тестирования. На этих этапах почти всегда необходимо простое, но масштабируемое решение.

Недостатки SQLite

• Нет управления пользователями. Более сложные СУБД поддерживают управление пользователями (их взаимосвязями, привилегиями и т.п.). Простая СУБД SQLite такой функции не предоставляет.
• Невозможно повысить производительность. Библиотека SQLite проста в настройке и в использовании. Однако она разработана таким образом, что не позволяет путём тонкой настройки получить дополнительную производительность. То есть сделать SQLite более производительной технически невозможно.

Когда лучше использовать SQLite

• Простые встроенные приложения, которым нужна портативность, например, однопользовательские локальные приложения, мобильные приложения, игры.
• Замена диска. Обычно приложения, которым необходимо читать или записывать файлы на диск, могут использовать SQLite для получения дополнительных функций.
• Тестирование.

Когда лучше не использовать SQLite

• Многопользовательские приложения. Если приложение построено таким образом, что большое количество клиентов одновременно использует одну БД, то в такое приложение лучше внедрить полнофункциональную реляционную СУБД (например, MySQL).
• Приложения, записывающие большое количество данных. операция записи является одним из ограничений SQLite. Эта СУБД позволяет выполнять только одну операцию записи за один момент времени, следовательно, она ограничивает пропускную способность.

MySQL

MySQL – самая популярная СУБД. Это многофункциональное открытое приложение, поддерживающее работу огромного количества сайтов. Система MySQL довольно проста в работе и может хранить большие массивы данных.

Примечание : Учитывая популярность MySQL, для этой системы было разработано большое количество сторонних приложений, инструментов и библиотек.

MySQL не реализует полный стандарт SQL. Несмотря на это, MySQL предлагает множество функциональных возможностей для пользователей: автономный сервер баз данных, взаимодействие с приложениями и сайтами и т.п.

Типы данных MySQL

• TINYINT: целое число в диапазоне от -128 до 127 (1 байт).
• SMALLINT: целое число от -32768 до 32767 (2 байта).
• MEDIUMINT: число от -8388608 до 8388608 (3 байта).
• INT или INTEGER: число в диапазоне от -2147683648 до 2147683648 (4 байта).
• BIGINT: число от -2 63 до 2 63 -1 (8 байт).
• FLOAT: число с плавающей точкой (4 байта).
• DOUBLE, DOUBLE PRECISION, REAL: число с двойной точностью и плавающей точкой.
• DECIMAL, NUMERIC: величины повышенной точности.
• DATE: дата.
• DATETIME: дата и время.
• TIMESTAMP: временная метка.
• TIME: время в формате hh:mm:ss.
• YEAR: год (по умолчанию хранится в виде 4 цифр, но можно настроить и 2).
• CHAR: строка фиксированной длины.
• VARCHAR: строки переменных.
• TINYBLOB, TINYTEXT: Тип TEXT позволяет хранить текст, а BLOB — изображения, звук, электронные документы и т.п. Максимальная длина – 225 символов.
• BLOB, TEXT: большие объемы текста, максимум 65535 символов.
• MEDIUMBLOB, MEDIUMTEXT: аналогично предыдущему, но максимум до 16777215 символов.
• LONGBLOB, LONGTEXT: аналогично предыдущему, но максимум до 4294967295 символов.
• ENUM: принимает только одно из значений заданного множества.
• SET: принимает любой или все элементы из значений заданного множества.

Преимущества MySQL

• Простота в работе: MySQL очень просто установить и настроить. Сторонние инструменты, в том числе визуализаторы (интерфейсы) значительно упрощают работу с данными.
• Функциональность: MySQL поддерживает огромное количество функций SQL.
• Безопасность: MySQL предоставляет много встроенных продвинутых функций для защиты данных.
• Масштабируемость и производительность: MySQL может работать с большими объёмами данных.

Недостатки MySQL

• Ограничения: структура MySQL накладывает некоторые ограничения, из-за которых не смогут работать продвинутые приложения.
• Уязвимости: метод обработки данных, применяемый в MySQL, делает эту СУБД немного менее надёжной по сравнению с другими СУБД.
• Медленное развитие: хотя MySQL является продуктом с открытым исходным кодом, он очень медленно развивается. Однако тут следует заметить, что на MySQL основано несколько полноценных баз данных (например, MariaDB).

Когда использовать MySQL

• Распределенные операции: автономный сервер баз данных MySQL поддерживает множество операций и предоставляет несколько дополнительных функций.
• Высокая безопасность данных: MySQL предлагает высокую защиту данных.
• Веб-сайты и веб-приложения: несмотря на ограничения MySQL может поддерживать работу почти любого сайта и веб-приложения. Этот гибкий и масштабируемый инструмент прост в использовании.
• Пользовательские решения: MySQL можно подогнать под строгие требования сайта или приложения.

Когда лучше не использовать MySQL

• Конфликты с SQL: поскольку MySQL всё же полностью не реализует стандартов SQL, он не полностью совместим с SQL. Потому MySQL не всегда можно интегрировать с другой СУБД.
• Слабая поддержка параллелизма: несмотря на то, что MySQL хорошо выполняет операции чтения, одновременные операции чтения и записи могут вызвать проблемы.
• Отсутствие некоторых функций (например, полнотекстового поиска).

PostgreSQL

PostgreSQL – это продвинутая открытая объектно-ориентированная СУБД. PostgreSQL реализует SQL-стандарты ANSI/ISO.

В отличие от других СУБД, PostgreSQL поддерживает очень важные объектно-ориентированные и реляционные функции баз данных: надежные транзакции ACID (атомарность, согласованность, изолированность, долговечность) и т.п.

Основанная на надёжной технологии СУБД PostgreSQL может одновременно обрабатывать большое количество задач. Поддержка согласованности достигается без блокирования операций чтения благодаря MVCC.

Хотя СУБД PostgreSQL не так популярна, как MySQL, для неё тоже разработано большое количество дополнительных инструментов и библиотек, которые упрощают работу с данными и увеличивают производительность СУБД.

Типы данных PostgreSQL

• bigint: знаковое восьмибайтное целое число.
• bigserial: восьмибайтное целое число с автоинкрементом.
• bit [(n)]: битовая строка фиксированной длины.
• bit varying [(n)]: битовая строка с переменной длиной.
• boolean: логическое значение (true/false).
• box: четырёхугольник на плоскости.
• bytea: бинарные данные.
• character varying [(n)]: строка символов с переменной длиной.
• character [(n)]: строка символов с фиксированной длиной
• cidr: адрес сети IPv4 или IPv6.
• circle: круг на плоскости.
• date: дата (год, месяц, день).
• double precision: число с плавающей точкой двойной точности (8 байт).
• inet: адрес хоста IPv4 или IPv6.
• integer: знаковое четырёхбайтовое целое число.
• interval [(p)]: промежуток времени.
• line: бесконечная линия на плоскости.
• lseg: сегмент линии на плоскости.
• macaddr: MAC (Media Access Control) адрес.
• money: валюта.
• numeric [(p, s)]: точное числовое значение с выбранной точностью.
• path: геометрический путь на плоскости.
• point: геометрическая точка на плоскости.
• polygon: закрытый геометрический путь на плоскости (полигон)
• real: число с плавающей точкой одинарной точности (4 байта).
• smallint: знаковое двухбайтное целое число.
• serial: четырёхбайтное целое число с автоинкрементом.
• text: строка символов с переменной длиной.
• time [(p)] : время дня (без часового пояса).
• time [(p)] with time zone: время дня и часовой пояс.
• timestamp [(p)] : временная метка (дата и время) без часового пояса.
• timestamp [(p)] with time zone: временная метка с часовым поясом.
• tsquery: запрос текстового поиска.
• tsvector: документ текстового поиска.
• txid_snapshot: снапшот ID-транзакции уровня пользователя.
• uuid: универсальный уникальный идентификатор.
• xml: данные XML.

Преимущества PostgreSQL

• Система управления базами данных PostgreSQL открытая, SQL-совместимая, свободная.
• Активное сообщество PostgreSQL поможет найти решение любой проблемы, связанной с СУБД, в любое время суток.
• Поддержка сторонних инструментов: помимо встроенных продвинутых функций, PostgreSQL поддерживает множество открытых сторонних инструментов для проектирования, управления данными и т.п.
• Масштабируемость и расширяемость.
• Объектно-ориентированность.

Недостатки PostgreSQL

• Производительность: в некоторых ситуациях производительность PostgreSQL ниже, чем у MySQL.
• Невысокая популярность.
• В связи с вышеперечисленными недостатками не все хостинг-провайдеры поддерживают PostgreSQL.

Когда использовать PostgreSQL

• Если приложению необходима целостность данных.
• Для выполнения сложных пользовательских задач.
• Если в будущем приложению понадобится более надёжная платная БД, с PostgreSQL легче будет перейти.
• Для поддержки приложений со сложной структурой PostgreSQL предлагает специальный набор функций.

Когда лучше не использовать PostgreSQL

• Если приложению нужны быстрые операции чтения.
• Если приложению не нужна абсолютная целостность данных, ACID или сложная структура, PostgreSQL может стать слишком сложным решением.
• Репликация данных сложнее, чем в MySQL, потому в кластерах PostgreSQL лучше не использовать.

Обзор современных СУБД

Широкая потребность в автоматизированной обработке данных массовой информации выдвинула потребность в специализированных языках обработки данных. Такие средства обычно включены в системы управления базами данных. Пакеты СУБД дают возможность осуществлять управление данными непосредственно в интерактивном режиме, а так же позволяют программистам разрабатывать более совершенные программные средства их обработки - программные приложения.

В наиболее полном варианте пакеты СУБД должны иметь следующие компоненты:

1. Среда пользователя, дающая возможность непосредственно управления БД.

2. Алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки данных.

3. Компилятор для придания завершенной программе готового коммерческого вида, в виде exe-файла.

4. Программы- утилиты быстрого программирования рутинных операций, такие как FORM, MENU.

СУБД является пользовательской оболочкой, ориентированной на немедленное управление запросов пользователя. Однако для отечественного пользователя это представляет меньшую значимость вследствие трудности овладения англоязычным интерфейсом. Наличие в СУБД языка программирования позволяет создавать сложные системы обработки данных для конкретных задач. Группа реляционных СУБД представлена на рынке программных продуктов достаточно широко. Это, например, такие системы как Paradox, Clipper.

Основная особенность СУБД - это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Файлы, снабженные описанием хранимых в них данных и находящиеся под управлением СУБД, стали называть банки данных, а затем "Базы данных" (БД).

Базы Данных (БД) представляют собой совокупность данных, структурированных определенным образом по определенной тематике, применяющихся в различных отраслях экономики, промышленности, бизнеса и науки. Скорость доступа к нужной информации, оперативность ее получения определяют, в конечном итоге, успешное ведение бизнеса и уменьшают затраты на соответствующие статьи доходов. Разработаны методы, которые облегчают работу с большим объемом данных: создание баз данных, выполнение поиска, редактирование, извлечение различных выборок, а также проведение анализа данных и оформления расчетов, которые содержат итоговые документы и данные в виде таблиц, диаграмм и графиков.

Эти методы реализуются с помощью комплекса программных средств, обеспечивающих работу с БД - системой управления базой данных (СУБД).

Известно много программных продуктов, позволяющих создавать и работать с БД, например, Access, Clipper, Excel и другие. Среди большого разнообразия программ наибольшей популярностью пользуется СУБД FoxPro, которая по своим характеристикам удовлетворяет самым высоким требованиям, предъявляемым такого типа системам как по уровню и объему, так и по скорости обработки информации.

На данный момент разработано и широко используется Visual FoxPro для Windows версий 3.0 и 5.0. Однако, работа с этими пакетами для непрограммистов представляет собой довольно сложную задачу. Поэтому для создания БД для пользователей, имеющих небольшой опыт в программировании, очень удачными являются версии 2.5 и 2.6 под Windows и 2.0 под DOS.

Структура Базы данных:

База данных - это набор однородной и,как правило, упорядоченной по некоторому критерию информации. База данных может быть представлена как в “бумажном”, так и в компьютерном виде.

Типичным примером “бумажной” базы данных является каталог библиотеки- набор бумажных карточек, содержащий информацию о книгах. Информация в этой базе однородная (содержит сведения только о книгах) и упорядоченная (карточки расставлены в алфавитном порядке фамилий авторов). Другими примерами бумажной базы данных являются телефонный справочник и расписание движения поездов.

Компьютерная база данных представляет собой файл (или набор связанных файлов), содержащий информацию, который часто называют файлом данных. Файл данных состоит из записей, каждая из которых содержит информацию об одном экземпляре. Записи состоят из полей. Каждое поле содержит информацию об одной характеристике экземпляра. Следует обратить внимание, что каждая запись состоит из одинаковых полей. Некоторые поля могут быть не заполнены, однако все равно присутствуют в записи. На бумаге базу данных удобно представлять в виде таблицы. Информацию компьютерных баз данных обычно выводят на экран в виде таблиц. Поэтому часто вместо словосочетания “файл данных” используют словосочетание “таблица данных” или просто “таблица”.

Среда разработки Borland С++ Builder.

Для создания автономного рабочего места можно выбрать программные средства языка « С++ Builder» , которое является одной из наиболее известных СУБД. На рынке программных продуктов есть много средств для автоматизации программирования. Но по мощности и удобству использования со средой Builder может соперничать лишь Borland Delphi и Microsoft Visual Basic.

« С++ Builder» является мощной системой визуального объектно-ориентированного программирования, которая позволяет работать как с простыми локальными удаленными БД, так и с многозвенными распределенными БД. Она сама и поставляемые с ней программные продукты позволяют решать следующий круг задач:

1. Быстро создавать профессионально выглядящие оконные интерфейсы для приложений даже начинающих программистов.

2. Создавать приложения любой сложности и любого назначения, будь то офисные, бухгалтерские, инженерные, информационно поисковые приложения.

3. Создавать удобный интерфейс любым ранее созданным программам.

4. Создавать собственные библиотеки DLL- компонентов, которые потом можно использовать в других языках программирования.

5. Создавать системы работы с локальными и удаленными БД любых типов.

6. Создавать БД различных типов с помощью инструментария С++ Builder (DataBaseDesktop).

7. Форматировать и печатать из приложения сложные отчеты, включающие в себя таблицы, графики, самого разного обозначения.

8. Связываться со своего приложения с такими продуктами Microsoft как Word, Excel и др.

9. Создавать систему помощи, как для своих приложений, так и для других.

Borland C++Builder 6 - это программа, созданная для управления данными - каталогизации, поддержки, обработки информации и многое другое. Хотя Вы можете производить многие операции базы данных через систему меню и интерфейс, овладение обширными возможностями Borland C++Builder 6 требует некоторого знания лежащего в основе языка программирования.

Приложения в среде Borland С++ Builder 6 строятся в виде специальных конструкций - проектов, которые выглядят для пользователя как совокупность нескольких файлов. Ни одна программа не может существовать вне структуры-проекта. Действия по управлению проектами осуществляет специальный программный комплекс - Менеджер проектов.

Обоснование выбора технических средств

Минимальные системные требования:

2. Операционная система Microsoft Windows 98, Windows Millennium (Me), Windows 2000 и поздние версии операционных систем Microsoft Windows.

3. объем оперативной памяти должен составлять не менее 128 Mb (256 Mb рекомендуется).

4. 115 Mb свободного места на жестком диске.

5. VGA или более высокое разрешение монитора.

6. Мышь, клавиатура.

7. Пространство на жестком диске, необходимое для полной установки: 675 Mb (Enterprise edition); 580 Mb (Professional); 480 Mb (Personal)

База данных (БД) – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Для манипулирования БД разработаны системы управления базами данных (СУБД). Система управления базами данных (СУБД) - совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Использование СУБД обеспечивает:

минимизацию избыточности данных – в предельном случае любые данные могут храниться в одном экземпляре;

совместное использование данных многими пользователями;

независимость данных от программ;

эффективность доступа к данным, как удовлетворение требований по своевременности, достоверности и др.;

простоту работы с базой и т.д.

Обычно на СУБД возлагается выполнение следующих функций :

описание данных;

манипулирование данными;

заведение базы данных;

выполнение запросов;

выдача отчетов;

сервис (поддержание целостности, справочные функции, восстановление базы).

По характеру своего размещения БД могут быть централизованными или распределенными.

Централизованная БД – это БД, размещенная на одном единственном сервере.

Обзор субд ведущих производителей

Поскольку СУБД работает не сама по себе, а поверх определенной программно-аппаратной платформы, стоимость этой платформы играет важную роль для заказчика. Поэтому неудивительно, что крупные компании предпочитают СУБД для Unix, а средние и малые - для Windows и Linux. Чтобы удовлетворить все запросы, вендоры предлагают СУБД для всех платформ. На мировом рынке наиболее быстро растет спрос на СУБД для Linux. Однако по объему продаж у Oracle лидируют Unix-системы, на втором месте - СУБД для Windows и на третьем - для Linux, но разрыв между двумя последними платформами с каждым годом уменьшается.

Лидерами рынка субд на данный момент являются компании ibm, Oracle, Microsoft и Sybase.

СУБД

Однако некоторые задачи являются настолько требовательными к вычислительным мощностям, что даже мощнейшие из современных суперкомпьютеров не справляются. Немаловажным фактором является и стоимость оборудования (если требуется создать новую суперсистему) или стоимость машинного времени (в случае использования какого-либо суперкомпьютера). В первом случае стоимость исчисляется сотнями, во втором – десятками... миллионов долларов (евро и.т.п.).

Выходом из данной ситуации является использование распределенных баз данных.

Распределённые базы данных (РБД) - совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределённых в компьютерной сети.

Система управления распределенной базой данных - это программная система, которая обеспечивает управление распределенной базой данных и прозрачность ее распределения для пользователей.

РБД состоит из набора узлов, связанных коммуникационной сетью, в которой: а) каждый узел - это полноценная СУБД сама по себе;

б) узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.

Фундаментальный принцип создания распределённых баз данных («правило 0»): для пользователя распределённая система должна выглядеть так же, как нераспределённая система.

Фундаментальный принцип имеет следствием определённые дополнительные цели. Таких целей всего двенадцать:

1. Локальная автономность. Локальные данные должны находиться под локальным владением и управлением, включая функции безопасности, целостности, представления данных в памяти.

2. Никакой конкретный сервис не должен возлагаться на какой-либо специально выделенный центральный узел. Соблюдение этого правила, т.е. принципа децентрализации функций РаСУБД, позволяет избежать узких мест.

3. Непрерывность функционирования. Система не должна останавливаться в случае необходимости добавления нового узла или удаления в распределенной среде некоторых данных, изменения определения метаданных и даже (что довольно сложно) осуществления перехода к новой версии СУБД на отдельном узле.

4. Независимость от местоположения. Пользователи и приложения не обязаны знать о том, где физически располагаются данные.

5. Независимость от фрагментации. Фрагменты (называемые также разделами) данных должны поддерживаться и обрабатываться средствами РаСУБД таким образом, чтобы пользователи или приложения могли бы вообще ничего не знать об этом. Более того, РаСУБД должна уметь обходить при обработке запросов фрагменты, не имеющие к ним отношения (например, РаСУБД должна быть достаточно интеллектуальной, для того чтобы определять, можно ли исключить при обработке запроса тот или иной фрагмент в силу того, что запрос не содержит ссылок на хранящиеся в этом фрагменте столбцы).

6. Независимость от тиражирования. Те же принципы независимости и прозрачности относятся и к механизму тиражирования, который обсуждается ниже.

7. Распределенная обработка запросов. Обработка запросов должна производиться распределенным образом. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые архитектурные принципы реализации РаСУБД и различные модели, в рамках которых возможна распределенная обработка запросов.

8. Управление распределенными транзакциями. На распределенные базы данных необходимо распространить механизмы управления транзакциями и управления одновременным доступом. Эта проблема включает выявление и разрешение тупиковых ситуаций, прерывания по истечении временных интервалов, фиксацию и откат распределенных транзакций, а также ряд других вопросов.

9. Независимость от оборудования. Одно и то же программное обеспечение РаСУБД должно выполняться на различных аппаратных платформах и функционировать в системе в качестве равноправного партнера. Как уже обсуждалось выше, на практике достичь этого исключительно сложно, поскольку многие поставщики поддерживают множество платформ. Это ограничение преодолевается с помощью модели многопродуктовых сред.

10. Независимость от операционных систем. Эта проблема тесно связана с предыдущей, и она также решается аналогичным образом.

11. Независимость от сети. Узлы могут быть связаны между собой с помощью множества разнообразных сетевых и коммуникационных средств. Многоуровневая модель, присущая многим современным информационным системам (например, семиуровневая модель OSI, модель TCP/IP, уровни SNA и DECnet), обеспечивает решение этой проблемы не только в среде РаБД, но и для информационных систем вообще.

12. Независимость от СУБД. Локальные СУБД должны иметь возможность участвовать в функционировании РаСУБД.

Очевидно, что, хотя крайне желательно было бы иметь системы, удовлетворяющие всем 12 правилам, нереально ожидать реализации этих требований в рамках хотя бы одного продукта даже в ближайшие годы.

Ниже определены четыре шага, необходимых для перехода к управлению распределенными базами данных и призванных обеспечить следующие возможности:

1. Удаленный запрос. Выполняется подключение к удаленному узлу и производится чтение или изменение данных на этом узле. Результат поступает на исходный узел, после чего транзакция завершается. Практически любая коммерческая СУБД в настоящее время поддерживает удаленные запросы, и такая возможность предоставляется уже в течение некоторого времени.

2. Удаленная единица работы. Это означает, что на удаленном узле можно выполнить группу запросов как атомарную единицу (транзакцию). Приложение, вообще говоря, может получать и модифицировать данные многих узлов, но каждая транзакция затрагивает данные только одного узла.

3. Распределённая единица работы при этом каждый запрос относится только к одному узлу, но запросы, составляющие распределенную единицу работы (транзакцию), могут выполняться совместно на нескольких узлах. Вся группа запросов при этом фиксируется или откатывается как одно целое.

4. Распределенный запрос. Этот шаг предусматривает возможность выполнения запросов, охватывающих множество баз данных на разных узлах. Несколько таких распределенных запросов может быть далее сгруппировано в качестве транзакции.

Сегодня довольно сложно представить себе какое-либо приложение, которое не использовало бы базы данных, будь то сервера, персональные компьютеры или мобильные устройства. От простых игр до серьезных бизнес приложений. Все они обрабатывают, читают и записывают определенный набор данных.

Система управления базами данных (DBMS/СУБД) - программное обеспечение, предназначенное для хранения и управления данными. Для решения различных задач разрабатывалось всё больше и больше различных СУБД (Реляционные и NoSQL) и программ для работы с ними (MySQL, PostgreSQL, MongoDB, Redis и т.д.)

1. Модели БД
   1. Реляционная модель
   2. Безсхемный подход (NoSQL)
2. Популярные СУБД
   1. Реляционные СУБД
   2. NoSQL (NewSQL) СУБД
3. Сравнение SQL и NoSQL БД

Системы управления базами данных

Термин СУБД включает в себя довольно большое количество сильно отличающихся друг от друга инструментов для работы с базами данных (отдельные программы и подключаемые библиотеки). Так как данные бывают различных видов и типов, начиная со второй половины 20 века было разработано огромное количество разных СУБД и других приложений для работы с БД.

Сравнение SQL и NoSQL систем управления базами данных

Для представления общей картины давайте сравним эти два типа СУБД:

• Стуруктуры данных и их типы - реляционные БД используют строгие схемы данных, NoSQL БД допускают любой тип данных
• Запросы - вне зависимости от типа лицензии, реляционные базы данных в той или иной мере соответствуют стандартам SQL, поэтому данные из них можно получать при помощи языка SQL. NoSQL БД используют специфические способы запросов к данным.
• Масштабируемость - оба эти типа СУБД довольно легко поддаются вертикальному масштабированию (т.е. увеличение системных ресурсов). Тем не менее, так как NoSQL это более современный продукт, именно такие СУБД предлагают более простые способы горизонтального масштабирования (т.е. создание кластера из нескольких машин).
• Надежность - когда дело доходит до сохранности данных и гарантии выполнения транзакций SQL БД по прежнему занимают лидирующие позиции.
• Поддержка - Реляционные СУБД имеют не малую историю за плечами. Они очень популярны и предлагают как платные, так и бесплатные решения. При возникновении проблем, все же гораздо проще найти ответ, если дело касается реляционных систем, чем NoSQL, особенно если решение довольно сложное по своей природе (например MongoDB).
• Хранение и доступ к сложным структурам данных - изначально реляционные системы предполагали работу со сложными структурами, именно поэтому они превосходят остальные решения по производительности.

Среди современных систем управления базами данных выделяют реляционные СУБД, к которым относятся:

• MS Access,
• Visual FoxPro,
• MySQL,
• PostgreSQL,
• Sybase,
• SQL Server,
• Oracle,
• и др.

Рассмотрим наиболее распространенные из них.

СУБД MS Access

Программа Access функционирует под управлением операционной системы Windows и обладает стандартизованным интерфейсом приложений Windows.

Основным компонентом является база данных , которая может содержать таблицы, отчеты, запросы, формы, модули и макросы.

Обработка информации в процессе работы с БД осуществляется с помощью макросов или VBA программ.

Открытая БД может обмен иваться данными с внешними БД. Внешней базой данных может быть любая БД, которая поддерживает протокол ODBC и расположена на удаленном сервере, или одна из БД СУБД Access, dBASE или Paradox.

Access позволяет создавать и выполнять запросы на выборку, добавление данных, удаление и обновление.

Запрос можно создать с помощью QBE или SQL . Программой Access поддерживается механизм OLE (связывание и встраивание объектов) и механизм DDE (динамический обмен данными).

СУБД Visual FoxPro

СУБД Visual FoxPro содержит развитые средствами создания баз данных, организации запросов к ним, создания приложений с при помощи визуального, объектно-ориентированного программирования. СУБД Visual FoxPro работает под управлением Windows.

База данных в Visual FoxPro является совокупностью связанных таблиц. В базе данных определены условия ее целостности через первичные и внешние ключи таблиц. Все изменения, которые происходят в БД, обнаруживаются и централизованно обрабатываются с помощью триггеров и встроенных процедур программы.

Visual FoxPro характеризует высокая скорость обслуживания БД.

С помощью стандарта ODBC и SQL -запросов для выборки данных Visual FoxPro может работать с базами данных dBase, Paradox, Access и т. д., с серверами баз данных – Oracle MS SQL Server и др.

Возможна одновременная работа приложения Visual FoxPro с собственными и сетевыми таблицами, которые расположены на других компьютерах в локальной сети.

Visual FoxPro поддерживает механизмы OLE и DDE работы с Windows приложениями.

Visual FoxPro позволяет создавать сетевые приложения, которые функционируют в сетях под управлением MS LAN Manager, MS Windows и др.

MS SQL Server

Microsoft SQL Server широко используется в области БД и для анализа данных, позволяет быстро создавать масштабируемые решения электронной коммерции, приложений для бизнеса и хранилищ данных. SQL Server поддерживает язык XML и протокол HTTP , средства повышения доступности и быстродействия, которые позволяют обеспечить бесперебойную работу и распределить нагрузку, функции улучшения настройки и управления.

Платформа анализа данных SQL Server, которая интегрирована с MS Office, позволяет открыть доступ к необходимой бизнес-информации с помощью интерфейса MS Word и MS Excel.

В SQL Server входит развитая, удобная и функциональная среда программирования, которая включает средства для работы с веб-службами, технологии доступа к данным.

Oracle

Oracle включает СУБД и средства разработки и анализа данных.

Oracle включает БД, интеграционную платформу, сервер приложений, инструменты управления неструктурированными данными и аналитики.

СУБД Oracle Database позволяет автоматизировать задачи администрирования, обеспечивает безопасность и соответствие нормативно-правовым актам защиты информации, содержит функции управления и самодиагностики. К характеристикам системы относится управление большими объемами данных с помощью использования компрессии и распределенных таблиц, эффективная защита данных, возможность интеграции геофизических данных и полного восстановления и т.д.