Klasifikacija baze podataka: varijante, modeli podataka i glavne karakteristike

Baza podataka je skup podataka koji treba naručiti, a sistem za upravljanje bazom podataka (DBMS) odgovoran je za njegovu administraciju, određujući tako strukturu, redoslijed, prava pristupa i ovisnosti. U tu svrhu koristimo vlastiti kompajler i odgovarajući model koji definira arhitekturu sistema baze podataka. Klasifikacija baza podataka vrši se na osnovu arhitekture.

Istorija stvaranja

Baze podataka (DB) su logički strukturirani sistemi za elektronsku administraciju, koja se vrši pomoću sistema za upravljanje bazom podataka (DBMS), dodajući ga u spremište. Većina baza podataka može se otvoriti, uređivati i konsultovati samo pomoću određenih aplikacija. Prema ovim principima, vrši se DB klasifikacija. 1960-ih, koncept elektronske informacione baze počeo se razvijati kao zaseban softverski sloj između OS-a i aplikacijskog programa.

Ideja elektronskog sistema baze podataka postala je jedna od najrelevantnijih inovacija u razvoju računara. Prvi modeli koji su razvijeni bile su hijerarhijske i mrežne baze podataka. IBM je revolucionirao ovaj sektor sedamdesetih godina, razvojem modela relacijske baze podataka. Najuspješniji proizvodi u to vrijeme bili su jezik upita Oracle SQL baze podataka i IBM-ovi nasljednici, SQL / DS i DB2.

DB koncept i DB klasifikacija

Danas su sistemi baza podataka važni u mnogim oblastima nauke, tehnologije i korisničkih aplikacija. Bilo koji tip softvera, razvijen za kompanije zasnovan je na pouzdanim bazama podataka sa velikim brojem opcija i alata za sistemski administratori. Sigurnost podataka takođe postaje sve važnija, lozinke, lični podaci, pa čak i elektronske valute se čuvaju i šifruju u elektronskim bazama podataka.

Savremeni finansijski sistem nije ništa drugo do mreža baza podataka u kojima većina novčanih suma postoji samo u obliku elektronskih jedinica informacija, čija je zaštita uz pomoć sigurnih baza podataka jedan od glavnih zadataka finansijskih institucija.

U zavisnosti od varijabilnosti baze podataka, njen tip se klasifikuje prema klasifikaciji baze podataka kao statički ili dinamički.

Funkcije statičkih baza podataka:

1. Dozvolite samo čitanje podataka, bez modifikacija.
2. Koriste se za biografije i istorijske činjenice ili scenarije kojima se može pristupiti za istraživanje, bez potrebe za promjenom sadržaja.
3. Sigurni su i jednostavni za upotrebu kada su povezani na mrežu.

Funkcije dinamičke baze podataka:

1. Oni imaju koncept samouprave.
2. Može se povezati na dinamičke mreže.
3. Ova strukturna asocijacija vam omogućava da pohranite i ažurirate informacije o bazi podataka.
4. Koristi HTML kao jezik komunikacije između mreže i dinamičke baze podataka.
5. Najviše korišteni Jezici za kreiranje dinamičkih mreža vezanih za BBDD su: Perl, CGI, PHP, JSP i ASP.

Glavni DBM-ovi koji rade sa dinamičkim web stranicama su PostgreSQL, MySQL, Oracle i Microsoft SQL.

Da biste razumjeli koje opcije klasifikacije postoje za baze podataka koje se koriste u naučnom i obrazovnom okruženju, razmotrite:

• bibliografski;
• dokumentarci;
• specijalizovani;
• reference.

Funkcionalnost bibliografskih baza podataka:

1. Povezan sa starim zapisima koji sadrže informacije o lokaciji knjige ili dokumenta.
2. Ne sadrži cijeli tekst, samo link.
3. Zahvaljujući formatima kao što je PDF, omogućava vam pristup originalnim člancima koji imaju linkove.
4. Sa razvojem tehnologije uključene su veze iz drugih medija.

Karakteristike specijalizovanih baza podataka:

1. Sadrže tačne informacije i fokusirani su na određenu temu.
2. Koriste se u akademskom i naučnom okruženju.
3. Za neke slučajeve se ne smatraju kao tačno BBDD: na primjer, telefonski imenik, lista kontakata kompanije ili međunarodne kompanije.

Modeli elektronske obrade

Da bismo detaljno proučili pitanje koje opcije DB klasifikacije postoje, nemoguće je zaobići temu modela. Hijerarhijske baze podataka su prve razvijene 60-ih godina u Hollerithovim spisima, zavisile su od vrste skladištenja informacija 1N / NN u obliku obrnutog stabla.

Odnosi su tipa 1N kada roditeljski čvor može imati više podređenih podnoda, ali podređeni čvor ne može pripadati više roditeljskih čvorova. Njihov nedostatak je što redundantnost podataka nije dobro predstavljena.

Model mrežne baze podataka koji je predložio CODASYL je njegov prvi sistem upravljanja (IMS), pojavio se 1968. godine za NASA program "Apollonian". Rešio je neke probleme prethodnog hijerarhijskog modela, koji se praktično ne koriste u savremenom IT procesu.

Da bi se razumio savremeni model, potrebno je uzeti u obzir koji odnosi postoje između roditeljskih i podređenih čvorova u klasifikaciji baze podataka. Danas se odnosi tipa NN koriste kada je podređenom pod-čvoru dozvoljeno da pripada više roditeljskih čvorova. Zajedno s hijerarhijskim modelom čini prvu generaciju baze podataka.

Prednosti modela: nude odličnu stabilnost, dobre performanse i bolju redundantnost obrade. Nedostatak modela je složenost sistema za koji je potrebno znanje iz oblasti programiranja.

Karakteristike transakcionih baza podataka:

1. Jedina svrha je slanje i primanje podataka velikom brzinom.
2. Oni su usmjereni na kvalitativnu analizu i podatke o proizvodnji.
3. Jedinstvena svrha je prikupljanje i vraćanje podataka što je brže moguće, tako da redundantnost i dupliranje informacija ne predstavljaju problem, kao kod drugih baza podataka.
4. Dozvoli povezivanje sa relacionim bazama podataka.
5. Operacije su atomske, kod ovog tipa je moguće samo da se izvode u potpunosti (integritet) ili da se uopšte ne izvode.

Glavne razlike u bazama podataka

Dokumentarni-povratak sadržaja, rad sa kognitivnim i konceptualnim dokumentima, pripadaju intelektualnom i akademskom okruženju. Imaju menadžere dokumenata i sadržaja kao što su CD/ISIS, Filemaker, Knosys ili Imagic Text za kontrolu terminologije. Lako su dostupni kada se koriste standardizirani jezici upita i imaju klasifikaciju baze podataka po tipu modela podataka.

Relaciona se zasniva na uspostavljanju odnosa između skupova podataka, organizovanih u obliku tabela koje ispunjavaju neke osnovne zahteve. Imaju fiksni broj polja. Svaki atribut ima ime i mnogo mogućih vrijednosti. Svaki zapis je jedinstven i identifikovan pomoću ključa. Oni implementiraju jezik SQL upita i zasnovani su na modelu koji je razvio Edgar Codd 70-ih godina.

Objektno orijentisane baze podataka vraćaju fizičke datoteke ili programski kod, pojavile su se krajem dvadesetog veka. Koristi se u industrijskoj proizvodnji i dizajnu. Radite sa objektno orijentisanim jezikom kao što je C++ ili Python. Posmatraj "zlatno pravilo": upornost, secondary storage manager, konkurentnost, oporavak, i upita objekta.

DBMS sistemi upravljanja

Sistem upravljanja bazom podataka (DBMS) je termin za opisivanje funkcija i zahtjeva transakcija u sistemu upravljanja bazom podataka, skraćeno kiselina (kiselina) iz atomičnosti, konzistentnosti ,izolacije i izdržljivosti. Ova četiri parametra pokrivaju najvažnije DBMS zahtjeve usklađene sa kiselinom:

1. Atomičnost (atomičnost) označava svojstvo "sve ili ništa" od DB menadžera da bi zahtev bio validan, transakcija je izvršena ispravno i sprovedena uz tačan redosled procedura.
2. Dosljednost ili koherentnost, kada DB transakcija ostane stabilna, što zahtijeva stalno praćenje svih operacija.
3. Izolacija je uslov i garancija da se transakcije ne mešaju jedna u drugu, što se obično postiže blokiranjem određenih funkcija koje izoluju podatke uključene u transakciju.
4. Trajnost znači da se svi podaci dugoročno čuvaju u DBMS-u, čak i nakon završetka transakcije, kao i u slučaju pada sistema ako se DBMS sruši. For ovo stanje , potrebni su zapisi transakcija koji evidentiraju sve procese koji se dešavaju.

Klasifikacija funkcija i zahtjeva

Baza podataka pohranjuje informacije i veže ih u logičku jedinicu zajedno sa metapodacima, potrebno za obrada:. Ovo je veoma koristan alat za upravljanje velikim fajlovima sa jednostavnim upitom, koji ima sistem dozvola koji određuje, koji korisnici ili programi imaju prava pristupa.

Klasifikacija baze podataka:

Funkcija	Sastanak
Pohrani podatke	Baza podataka čuva tekstove, dokumente, lozinke. U elektronskom formatu pristup podacima možete dobiti konsultacijama.
Promjena Podataka	Ovisno o tome koje su dozvole dostupne, većina baza podataka omogućava vam uređivanje filtera za zaštitu podataka.
Očisti podatke	Zapisi u većini varijanti DB klasifikacije mogu se potpuno izbrisati bez ostavljanja praznina. U nekim slučajevima, izbrisani podaci se mogu vratiti, ali u drugim se trajno brišu.
Upravljanje Metapodacima	Obično se informacije čuvaju sa metapodacima ili meta tagovima koji održavaju red u bazi podataka i omogućavaju funkciju pretrage. Metapodaci se takođe često koriste za regulisanje dozvola.
Sigurnost podataka	Baze podataka moraju biti zaštićene kako bi se sprečilo neovlašćeno korišćenje informacija koje čuvaju.
Podaci	integritet podataka integritet znači da oni moraju biti u skladu sa određenim pravila za osigurajte njihovu ispravnost i odredite poslovnu logiku banke podataka.
Višekorisnička funkcija	DB aplikacije omogućavaju pristup sa različitih uređaja. Dodjela dozvola i sigurnost podataka su osnovni u višekorisničkoj upotrebi.
Optimizirajte upite	Tehnički, baza podataka treba da bude u stanju da obrađuje upite na najbolji mogući način da garantuje dobro performanse.
Okidači i uskladištene procedure	Ove dvije procedure su mini-aplikacije pohranjene u DBMS-u. Okidači i pohranjene procedure su tipični procesi relacijske baze podataka.
Transparentnost sistema	Transparentnost sistema je relevantna, posebno u distribuiranim modelima klasifikacije baza podataka.

Hijerarhijski model

Razlike između najčešći modeli baza podataka rezultat su tehničke evolucije elektronskog prenosa podataka, koji ne samo da je težio ciljevima efikasnosti i upravljivosti, već je proširio i mogućnosti najpoznatijih proizvođača. Ovo je najstariji model, koji je danas znatno superiorniji u odnosu na relacijski, iako je u posljednje vrijeme zabilježen porast njegove popularnosti.

XML koristi ovaj sistem za čuvanje informacije. Neki osiguravajuća društva a banke se okreću hijerarhijskim bazama podataka u najstarijim aplikacijama. Najpoznatija je IBM IMS/DB baza podataka.

Postoje stroge i nedvosmislene zavisnosti u hijerarhijskom modelu klasifikacije podataka baze podataka. Svaki zapis ima samo jedan presedan (odnosi roditelj-dijete, PCR), s izuzetkom korijena, koji čini shemu stabla. Iako svaki podređeni čvor može imati samo jednog roditelja, "roditelji" mogu imati onoliko dječijih čvorova koliko žele.

S obzirom na strogo hijerarhijsko uređenje, nivoi koji nemaju direktnu vezu ne stupaju u interakciju jedni s drugima, tako da nije lako povezati dva različita stabla. Istovremeno, hijerarhijske strukture baze podataka su izuzetno fleksibilne i razumljive. Zapisi sa "deca" zovu se zapisi, a oni bez listova nazivaju se listovi i obično su dokumenti u zapisu za listove u DB klasifikaciji. Upiti za hijerarhijsku bazu podataka dosežu listove, počevši od korijena i prolazeći kroz različite zapise.

Grafički orijentisani DMS

Mrežni model razvio se gotovo istovremeno s relacijskim modelom, iako su s vremenom poraženi od takmičara. Za razliku od hijerarhijskog modela, zapisi ovdje ne otkrivaju stroge "odnosi između roditelja i djeteta", , ali svaki može imati nekoliko presedana, što mu daje mrežnu strukturu svog imena. Postoji i jedinstvena i nepromjenjiva putanja za pristup zapisu.

Ne postoji fiksna hijerarhija u modelu mrežne baze podataka, pa stoga postoji više putanja koje vode do istog odredišta. Zapisu koji se nalazi u sredini slike teoretski se može pristupiti sa pet drugih, a pristupom njemu možete pristupiti pet drugih zapisa.

U modelu mreže, zavisnosti se takođe mogu definisati - registar koji se nalazi iznad. Nije direktno povezan sa registrom na krajnjoj desnoj poziciji, pa da bi došao do njega mora proći kroz registar u centru, koji može prihvatiti ili odbiti. Možete se obratiti onom koji se nalazi u gornjem lijevom uglu. U modelu mreže, zapisi se dodaju ili brišu bez uticaja na globalnu strukturu.

Danas se ovaj model koristi na velikim računarima. U drugim oblastima, oni se i dalje oslanjaju na hijerarhijski model ili se okreću relacionom modelu, koji je mnogo fleksibilniji i jednostavniji za korišćenje. Neki poznati modeli mrežnih baza podataka su Siemens UDS i Sperry Univac DMS. S vremenom su oba proizvođača također razvila zanimljive mješovite oblike između mrežnog modela i relacijskog. Grafički orijentisana baza podataka zbog svoje retikularne strukture smatra se modernom evolucijom modela mreže.

Skalabilnost skladišta

U modelu baze podataka orijentisanom na dokumente, dokumenti su glavna jedinica za čuvanje informacija. Ove jedinice su one koje strukturiraju podatke i ne treba ih miješati sa dokumentima programa za obradu teksta. Ovdje se podaci čuvaju u tzv "parovi ključ-vrijednost".

Budući da ni struktura ni broj parova nisu definirani, dokumenti koji čine dokumentno orijentiranu bazu podataka mogu se međusobno uvelike razlikovati. Svaki sam dokument je zatvorena jedinica i nije lako uspostaviti odnose između dokumenata.

Poslednjih godina, zahvaljujući uspehu NoSQL-a, dokumentarne baze podataka doživele su veliki procvat, posebno zbog dobre skalabilnosti. Primjer sistema baze podataka ovog tipa to je MongoDB. U modelu baze podataka orijentisanom na dokumente, podaci se čuvaju u zasebnim dokumentima, a ne u tabelama, kao u relacionom modelu.

Ovi sistemi su posebno interesantni za web aplikacije jer vam omogućavaju da sačuvate kompletne HTML formulare. Treba naglasiti da postoje primjetne razlike među različitim sistemima zasnovanim na dokumentima, od sintakse do interne strukture, tako da nisu sve baze podataka orijentisane na dokumente pogodne za ovaj scenario. Zbog ovih razlika postoji nekoliko sistema baza podataka fokusiranih na dokumente o reputaciji Lotus Notes, Amazon SimpleDB, MongoDB, CouchDB, Riak, ThruDB i OrientDB.

Prednosti i mane

Odgovarajući sistemi za upravljanje bazama podataka pomažu da se dobije bolji pristup podacima, kao i da se optimizuje njihovo upravljanje. Zauzvrat, pristup tačkama pomaže krajnjim korisnicima da brzo i efikasno razmjenjuju podatke u okviru zadataka organizacije.

Model baze podataka	Godina stvaranja	Prednosti	Mane
Hijerarhijski	jedna hiljada i ninehundredsixty	Veoma brz pristup za čitanje, jasna struktura, tehnički jednostavan.	Fiksirana struktura u drvetu koja ne dozvoljava veze između drveća.
Mreža	Ranih 1970-ih	Podržava više načina za pristup zapisima, bez stroge hijerarhije.	Loš pregled sa velikim bazama podataka.
Relacijski	jedan hiljadu i devet stotina sedam	Jednostavno, fleksibilno kreiranje i uređivanje, lako proširivo, brzo puštanje u rad, lako proširenje, brzo pokretanje, vrlo dinamičan kontekst.	Neupravljani sa velikim količinama podataka, loša segmentacija, umjetni ključni atributi, vanjski programski interfejs, slabo odražava svojstva i ponašanje objekata.
Objektno orijentisan	Krajem 1980-ih	Bolja podrška za objektno orijentisane programske jezike, skladištenje multimedijalnog sadržaja. Podržava objektno orijentisani programski jezici, omogućava vam čuvanje multimedijalnog sadržaja.	Niže performanse sa velikim količinama podataka, nekoliko kompatibilnih interfejsa.
Fokusiran na dokumente	od 1980-ih	Relevantni podaci se centralno čuvaju u nezavisnim dokumentima, slobodnoj strukturi, multimedijalnom konceptu, odnose se na klasifikaciju DB entiteta.	Organizacioni rad je relativno visok, često zahtijeva vještine programiranja.

Područja primjene

Osoba to možda ne shvata, ali baze podataka su svuda. Bez obzira da li zna nešto o njima ili ne, njihov uticaj na svakodnevni život je veoma velik. Od vremenskih aplikacija do Online Filmova, baze podataka odgovorne su za mnoge usluge koje ljudi svakodnevno koriste, a kako se ne bi zbunili u povećanoj količini informacija, koriste klasifikaciju podataka u bazi podataka.

Područja primjene DBMS-a:

1. Bankarstvo-za informacije o klijentima, računima i kreditima, kao i za bankarske operacije.
2. Airlines - za informacije o rezervaciji i rasporedu. Aviokompanije su među prvima koristile baze podataka na geografski raspoređen način: terminali koji se nalaze širom svijeta pristupali su centralnom sistemu baza podataka putem telefonskih linija i drugih mreža za prijenos podataka.
3. Univerziteti - za informacije o studentima, registraciju kursa i ocjene.
4. Transakcije kreditnom karticom - za kupovinu kreditnom karticom i formiranje mjesečnih izvještaja.
5. Telekomunikacije - za vođenje evidencije upućenih poziva, sastavljanje mjesečnih računa, održavanje ravnoteže na prepaid telefonskim karticama i čuvanje informacija o komunikacionim mrežama.
6. Finansije - za čuvanje informacija o dionicama, prodaji i kupovini finansijskih instrumenata, kao što su dionice i obveznice.
7. Prodaja-informacije o klijentu, proizvodu i kupovini.
8. Proizvodnja - za upravljanje lancem snabdevanja i za praćenje proizvodnje robe u fabrikama, zaliha robe u skladištima, u prodavnicama i narudžbama za robu.
9. Ljudski resursi - za dobijanje informacija o zaposlenima, platama, porezima i beneficijama na zarade, kao i za primanje plata.

Budući trendovi

U budućem svjetonazoru baza podataka, World Wide Web (WWW, ili, u skraćenom obliku, web) i dalje će biti važan aspekt kao sredstvo za objavljivanje dokumenata i kao sredstvo za razmjenu informacija. WWW pruža jedan od najrazličitije i složena okruženja u oblasti interakcije.

Nedavno su se pojavile tehnologije i standardi koji imaju za cilj da mrežu učine skalabilnom i upravljivom infrastrukturom. Jedna od ovih tehnologija je XML, koji se transformiše u Internet, u sistem baza podataka, u stilu tradicionalnih rukovatelja baza podataka, što daje mnogo bolje rezultate od pretraživača. Izazov je integrirati ovu funkciju u XML i maksimalno iskoristiti strateške informacije koje korisnik može pronaći na Internetu.

Novi trendovi su proaktivna i prediktivna analiza performansi, testiranje opterećenja baze podataka, upotreba NOSQL-mongodb i cassandra i BigData (Hadoop) u korporativnim i cloud okruženjima.