Примеры: Firebird, Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, Oracle, PostgreSQL, MySQL, ЛИНТЕР, MDBS.
- встраиваемые
Встраиваемая СУБД — библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы 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 ПО, которое имеет дело с большими объёмами данных (например, геоинформационные системы).
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов Firebird, один из вариантов MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
Пользователей СУБД можно разбить на три категории:
администратор сервера баз данных
Он ведает установкой, конфигурированием сервера, регистрацией пользователей, групп, ролей и т.п. Администратор сервера имеет имя ingres. Прямо или косвенно он обладает всеми привилегиями, которые имеют или могут иметь другие пользователи.
администраторы базы данных
К этой категории относится любой пользователь, создавший базу данных, и, следовательно, являющийся ее владельцем. Он может предоставлять другим пользователям доступ к базе и к содержащимся в ней объектам. Администратор базы отвечает за ее сохранение и восстановление. В принципе в организации может быть много администраторов баз данных. Чтобы пользователь мог создать базу и стать ее администратором, он должен получить (вероятно, от администратора сервера) привилегию creatdb.
прочие (конечные) пользователи
Они оперируют данными, хранящимися в базах, в рамках выделенных им привилегий.
Основные положения концепции баз данных:
1.Независимость программ обработки от структур хранения (от физической организации данных)
2.Комплексное использование данных (простой, но авторизованный доступ.)
3.Автономное централизованное хранение данных с рациональной организацией ( при сложной структуре и большом объеме )
Модели данных
| Модель данных формальная теория представления и обработки данных в СУБД, включающая - аспект структуры (методы описания типов и логических структур данных) - аспект манипуляции (методы манипулирования данными) - аспект целостности (методы описания и поддержки целостности БД) |
Выделяют три класса моделей:
логические модели, опирающиеся на понятие объекта
логические модели, опирающиеся на понятие записи
физические модели данных
Объектные логические модели.
Объектные логические модели описывают данные на концептуальном уровне и внешнем уровне. Они позволяют определять структуру и ограничения целостности. На сегодняшний день существует свыше 30 моделей этого класса. Из них самые известные:
модель сущность-связь;
бинарная модель;
семантическая модель данных;
инфологическая модель.
Модель сущность-связь - основной представитель класса объектных моделей. Она считается наиболее адекватной для архитектуры БД и наиболее распространенной.
В основе модели сущность-связь лежит представление о реальном мире как о совокупности основных объектов, называемых сущностями и связей между ними.
Под сущностью понимают любой реально существующий объект, отличный от других объектов. Чтобы отличить один объект от другого, каждому из них приписывается набор атрибутов, описывающих данный объект.
Связь - это соединение между несколькими сущностями. Для того чтобы различать сущности и связи, каждому набору сущностей приписывается первичный ключ.
Первичный ключ - это один или несколько атрибутов, позволяющих однозначно идентифицировать сущность в наборе сущностей.
БД, удовлетворяющая диаграмме сущность-связь, может быть представлена в виде
набора таблиц. Для каждого набора сущностей, как и для каждого набора отношений, создается отдельная таблица, которой присваивается имя соответствующего набора. В свою очередь, каждая таблица состоит из столбцов, каждый из которых имеет свое название.
Логические модели, опирающиеся на понятие записи.
Логические модели, опирающиеся на понятие записи, как и объектные логические модели, описывают данные на концептуальном уровне и внешнем уровне, но, в отличие от последних, эти модели определяют не только архитектуру БД, но и дают общее описание ее реализации. Однако модели этого класса уже не позволяют вводить ограничения на содержимое БД, как это делают объектные логические модели.
Самые распространенные модели:
реляционная
сетевая
иерархическая
Реляционная модель была предложена в 1970 году Е.Ф. Коддом и на сегодняшний день является признанным лидером среди моделей своего класса. Она основана на математическом понятии отношения.
Согласно реляционной модели, общая структура данных (отношение) может быть представлена в виде таблицы, в которой каждая строка значений (кортеж) соответствует логической записи, а заголовки столбцов являются названиями полей (элементов) в записях. Таким образом, данные и отношения между ними в реляционной модели представлены в виде набора таблиц, аналогичным по своей структуре таблицам модели сущность-связь.
Примеры реляционных БД: dBASE IY, FoxPro, Paradox.
Наиболее уязвимой частью реляционной модели являются проблемы целостности. Для их разрешения приняты ограничения, соответствующие строгой реляционной модели. До сих пор не удалось создать полностью реляционную СУБД. Можно говорить лишь о большей или меньшей степени реляционности в отношении коммерческих СУБД. Однако для того чтобы называться реляционной СУБД должна обязательно отвечать следующим условиям:
данные в ней должны храниться в таблицах;
указатели и связи не должны быть видны пользователю;
язык запросов должен быть реляционно полным.
Сетевая модель появилась в конце 1960-х гг. Она более привязана к реализации БД, чем реляционная модель.
Сетевая БД состоит из набора записей, соединенных друг с другом при помощи ссылок (links), которые могут быть видны пользователю как указатели (pointers). Ссылка соединяет ровно две записи. Записи организованы в виде произвольного графа (arbitrary graph).
Иерархическая модель представляет собой разновидность сетевой.
Иерархическая БД, как и сетевая, состоит из совокупности записей, соединенных между собой при помощи ссылок. Каждая запись состоит из набора полей, каждое из которых содержит ровно один параметр данных.
Основное отличие иерархической модели от сетевой заключается в способе организации записей. В иерархической модели записи организованы в виде деревьев, а не произвольных графов, как в сетевой модели. Общая логическая структура иерархической БД описывается при помощи диаграммы структуры дерева, состоящей из записей и ссылок.
Пример иерархической БД: ACCESS.
Иерархическая зависимость между данными (группами данных) проявляется в следующем:
а) содержательный смысл значений одних данных (зависимых) определяется значением других данных(исходных)
б) для каждого значения исходного возможно появление нескольких реализаций групп зависимых данных.
Иерархическая зависимость называется древовидной, если выполняются следующие условия:
1) Есть единственный элемент, не зависящий ни от каких других – корневой элемент
2) Любой зависимый элемент имеет только один исходный
Разделение физических файлов происходит по множественности значений, времени считывания, дублирования, изменения, т.е. нужно соблюдать независимость данных в единых системах для обеспечения легкого доступа и разбивки по критериям.
Сетевая структура характеризуется наличием таких зависимостей, которые нарушают древовидную организацию:
1) Наличие более одного исходного
2) Наличие более одной связи между элементами
3) Наличие связей образующих цепи(кольца)
Объектно-реляционная модель
Применяется понятие объекта (аналогичное понятию объекта в объектно-ориентированных языках программирования).
Пользовательские типы данных, инкапсуляция, полиморфизм, наследование, переопределение методов и т.п.
Объектно-ориентированная модель
Используются разные методы:
- встраивание в объектно-ориентированный язык средств для работы с базами данных
- создание объектно-ориентированных библиотек фнкуций для работы с СУБД
- расширение существующего языка работы с базами данных объектно-ориентированными функциями
- создание нового языка и новой объектно-ориентированной модели данных
Эта модель обычно применяется для сложных ПО, для которых не хватает функциональности реляционной модели.
Физические модели данных.
Физические модели данных используются на уровне минимальной абстракции. Это самый малочисленный класс моделей. Наиболее известные из них: отождествляющая модель (unifying model) и модель фреймовой памяти (frame memory).
Уровни представления данных.
Существует 3 уровня представления данных в концепции баз данных: концептуальный, внешний и внутренний.
Физическая структура данных - это реальное расположение данных на устройстве хранения информации. Логическая структура данных - это то, КАК информация представляется программе или пользователю. Например, файл данных - это совокупность информации, которая хранится как единое целое. Это её логическая структура. Физически файл будет записан на диске несколькими, разбросанными в разных местах, кусками.
ВНЕШНЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ.
Являясь пользовательским представлением данных, оно чаще всего соответствует возможностям средств описания и обработки данных в часто используемых языках программирования высокого уровня. Это наборы данных, содержащие однотипные записи с фиксированным числом и составом данных, имеющие линейную структуру. Это наиболее простой вид представления данных, соответствующий таблице или объектно-характеристической матрице, каждая строка которых соответствует некоторому объекту, а элемент строки (графа таблицы) некоторой характеристике объекта. Такому линейному представлению соответствует понятие реляционного подхода к структуризации данных.