СУБД (DBMS)

Сама база данных состоит из следующих компонентов:

Ядро осуществляет управление данными, которые находятся на внешних носителях, а также в оперативной памяти. Также оно ведет журнал изменений.

Процессор языка базы данных оптимизирует запросы на извлечение и изменение данных, помогает создавать их, а также генерирует машинно-независимый исполняемый внутренний код.

Подсистема поддержки времени исполнения интерпретирует программы манипуляции данными и создает пользовательский интерфейс с СУБД.

Внешние утилиты, они же сервисные программы, помогают обслуживанию информационной системы, обеспечивая ряд дополнительных возможностей.

Какой бывает классификация СУБД?

По модели данных:

1. Иерархическая. Состоит из объектов или данных различного уровня, имеет древовидную структуру. Все объекты связаны между собой. Каждый более крупный может включать в себя несколько мелких (более низкого уровня). Объект-предок, который находится ближе к корню, может иметь или не иметь несколько потомков или не иметь их вовсе. А вот у потомков предок только один. Все объекты, у которых общий предок, называются близнецами или братьями. Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога, в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов. Примеры: Caché, Google App Engine Datastore API.
2. Сетевая. В целом, похожа на иерархическую, с той разницей, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
3. Реляционная. Практически все разработчики современных приложений, предусматривающих связь с системами баз данных, ориентируются на реляционные СУБД. По оценке Gartner в 2013 году рынок реляционных СУБД составлял 26 млрд долларов с годовым приростом около 9%, а к 2018 году рынок реляционных СУБД достигнет 40 млрд долларов. В настоящее время абсолютными лидерами рынка СУБД являются компании Oracle, IBM и Microsoft, с общей совокупной долей рынка около 90%, поставляя такие системы как Oracle Database, IBM DB2 и Microsoft SQL Server.
4. Объектно-ориентированная. В них данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов. Помогает работать с объектами баз данных тем же образом, что и в в объектно-ориентированных языках программирования. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и другие возможности.

Примеры: GemStone.

5. Объектно-реляционная. Использует возможности объектно-ориентированного подхода: объекты, классы и наследование. Для этого применяются расширенные структуры баз данных и язык запросов.

По степени распределённости

Локальные СУБД (все ее части на одном компьютере) Распределенные (все части содержатся на двух и более компьютерах)

По способу доступа к БД

6. Файл-серверные. Данные находятся на файл-сервере централизованно. Доступ через локальную сеть. Файловые блокировки помогают синхронизации чтений и обновлений. Преимущество – нагрузка на процессор файлового сервера очень низкая.

Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro. Клиент-серверные.

7. Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к ней в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных централизованно обрабатываются клиент-серверной СУБД. Недостаток – высокие требования к серверу.

Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.

Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР. Встраиваемые.

8. Встраиваемая СУБД является частью программного продукта, не требует дополнительной установки. Ее используют для локального хранения данных своего приложения. Чаще всего представляет собой подключаемую библиотеку.

Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы (API).

Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

Каковы стратегии работы с памятью?

СУБД с непосредственной записью. В ней все измененные блоки сразу же записываются во внешнюю память, как только поступает сигнал подтверждения любой транзакции. Данная стратегия эффективна только при наличии высокой эффективности внешней памяти.

СУБД с отложенной записью. При этой стратегии все изменения накапливаются до того как:

Будет установлена контрольная точка

Если закончилось пространство, отведённое под журнал, во внешней памяти. В этом случае СУБД стирает записанную ранее информацию и запоминает новую.

Останов. При его возникновении СУБД сначала ждет, пока содержимое буферов внешней памяти будет перенесено непосредственно в нее, а уже потом отмечает, что останов базы данных выполнен правильно.

При нехватке оперативной памяти для буферов внешней.

Преимущество данной стратегии в том, что она увеличивает эффективность работы СУБД и позволяет избежать частый обмен с внешней памятью.