Adatbázis osztályozás: változatok, adatmodellek és főbb jellemzők

Az adatbázis olyan adathalmaz, amelyet meg kell rendelni, és az adatbázis-kezelő rendszer (DBMS) felelős az adminisztrációért, így meghatározva a struktúrát, a sorrendet, a hozzáférési jogokat és a függőségeket. Erre a célra saját fordítót használunk, valamint egy megfelelő modellt, amely meghatározza az adatbázis-rendszer architektúráját. Az adatbázis osztályozása az architektúra alapján történik.

A teremtés története

Adatbázisok (DB) logikailag strukturált rendszerek elektronikus adminisztrációhoz, amelyet adatbázis-kezelő rendszer (DBMS) segítségével hajtanak végre, hozzáadva a tárolóhoz. A legtöbb adatbázist csak meghatározott alkalmazások segítségével lehet megnyitni, szerkeszteni és megtekinteni. Ezen elvek szerint a DB osztályozást végezzük. Az 1960-as években az elektronikus információs bázis fogalmát külön szoftverrétegként fejlesztették ki az operációs rendszer és az alkalmazási program között.

Az elektronikus adatbázis-rendszer ötlete a számítógépes fejlesztés egyik legfontosabb újításává vált. Az első modellek hierarchikus és hálózati adatbázisok voltak. Az IBM a hetvenes években forradalmasította ezt az ágazatot, egy relációs adatbázis-modell kifejlesztésével. Az akkori legsikeresebb termékek az Oracle SQL database query language és az IBM utódai, az SQL/DS és a DB2 voltak.

DB koncepció és DB besorolás

Ma az adatbázis-rendszerek fontosak a tudomány, a technológia és a felhasználói alkalmazások számos területén. Bármilyen típusú szoftver, a vállalatok számára kifejlesztett megbízható adatbázisokon alapul, számos lehetőséggel és eszközzel rendszergazdák. Az adatbiztonság is egyre fontosabbá válik, a jelszavakat, a személyes adatokat, sőt az elektronikus pénznemeket elektronikus adatbázisokban tárolják és titkosítják.

A modern pénzügyi rendszer nem más, mint egy adatbázis-hálózat, amelyben a pénzösszegek nagy része csak elektronikus információs egységek formájában létezik, amelyek védelme biztonságos adatbázisok segítségével a pénzügyi intézmények egyik fő feladata.

Az adatbázis változékonyságától függően annak típusát az adatbázis statikus vagy dinamikus besorolása szerint osztályozzák.

Statikus adatbázisok funkciói:

1. Csak adatolvasás engedélyezése, a módosítás kivételével.
2. Életrajzokhoz, történelmi tényekhez vagy forgatókönyvekhez használják őket, amelyek kutatáshoz hozzáférhetők, a tartalom megváltoztatása nélkül.
3. Biztonságos és könnyen használható, ha csatlakozik a hálózathoz.

Dinamikus adatbázis funkciók:

1. Az önkormányzat fogalma van.
2. Dinamikus hálózatokhoz csatlakoztatható.
3. Ez a strukturális Társítás lehetővé teszi az adatbázis-információk tárolását és frissítését.
4. HTML-t használ kommunikációs nyelvként a hálózat és a dinamikus adatbázis között.
5. A leggyakrabban használt nyelvek a BBDD-hez kapcsolódó dinamikus hálózatok létrehozása: Perl, CGI, PHP, JSP és ASP.

A dinamikus weboldalakkal működő fő DBMS a PostgreSQL, a MySQL, az Oracle és a Microsoft SQL.

Annak érdekében, hogy megértsük, milyen lehetőségek vannak a tudományos-oktatási környezetben használt adatbázisok osztályozására, fontolja meg:

• bibliográfiai;
• dokumentumfilmek;
• speciális;
• referenciák.

A bibliográfiai adatbázisok működése:

1. Olyan régi rekordokhoz társítva, amelyek információkat tartalmaznak egy könyv vagy dokumentum helyéről.
2. Ne tartalmazza a teljes szöveget, csak egy linket.
3. Az olyan formátumoknak köszönhetően, mint a PDF, lehetővé teszi az eredeti cikkek elérését, amelyek hivatkozásokkal rendelkeznek.
4. A technológia fejlődésével más médiumok linkjei is szerepelnek.

Speciális adatbázisok jellemzői:

1. Pontos információkat tartalmaznak, és egy adott témára összpontosítanak.
2. Ezeket az akadémiai és tudományos környezetben használják.
3. Egyes esetekben nem veszik figyelembe mint helyes BBDD: például egy telefonkönyv, egy vállalat vagy egy nemzetközi vállalat névjegyzéke.

Elektronikus feldolgozási modellek

Annak érdekében, hogy részletesen tanulmányozzuk a DB osztályozási lehetőségek kérdését, lehetetlen megkerülni a modellek témáját. A hierarchikus adatbázisokat először a 60-as években fejlesztették ki Hollerith írásaiban, az 1N/NN információtárolás típusától függtek fordított fa formájában.

A kapcsolatok 1N típusúak, ha egy szülőcsomópontnak több gyermek alcsomópontja lehet, de egy gyermekcsomópont nem tartozhat több szülőcsomóponthoz. Hátrányuk, hogy az adatok redundanciája nem nagyon képviselteti magát.

A CODASYL által javasolt hálózati adatbázis-modell az első vezérlőrendszer (IMS), amely 1968-ban jelent meg a NASA program számára "Apollóniai". Megoldotta az előző hierarchikus modell néhány problémáját, amelyeket gyakorlatilag nem használnak a modern informatikai folyamatban.

A modern modell megértése érdekében meg kell vizsgálni, hogy milyen kapcsolatok vannak a szülő-gyermek csomópontok között az adatbázis osztályozásában. Ma az NN típusú kapcsolatokat akkor használják, amikor egy gyermek alcsomópont több szülőcsomóponthoz tartozhat. A hierarchikus modellel együtt az adatbázis első generációját képezi.

A modell előnyei: kiváló stabilitást, jó teljesítményt és jobb feldolgozási redundanciát kínálnak. A modell hátránya a rendszer összetettsége, amely ismereteket igényel a programozás területén.

A tranzakciós adatbázisok jellemzői:

1. Az egyetlen cél az adatok nagy sebességgel történő küldése és fogadása.
2. Ezek célja a minőségi elemzés és a termelési adatok.
3. Az egyedülálló cél az adatok lehető leggyorsabb összegyűjtése és visszaállítása, így a redundancia és az információk megkettőzése nem jelent problémát, mint más adatbázisoknál.
4. Kapcsolat engedélyezése relációs adatbázisokhoz.
5. A műveletek atomi jellegűek, ebben a típusban csak akkor lehetséges, ha teljesen (integritás) vagy egyáltalán nem hajtják végre őket.

Az adatbázisok fő különbségei

Dokumentumfilmek-tartalom visszatérése, kognitív és fogalmi dokumentumokkal való munka, szellemi és tudományos környezethez tartoznak. Dokumentum - és tartalomkezelőkkel rendelkeznek, mint például a CDS/ISIS, a Filemaker, a Knosys vagy az Imagic Text a terminológia vezérléséhez. Ezek könnyen elérhetők szabványosított lekérdezési nyelvek használata esetén, és adatbázis-osztályozással rendelkeznek adatmodell típus szerint.

A relációs az adatkészletek közötti kapcsolatok létrehozásán alapul, táblázatok formájában, amelyek megfelelnek néhány alapvető követelménynek. Rögzített számú mezővel rendelkeznek. Minden attribútumnak van egy neve és számos lehetséges értéke. Minden rekord egyedi és egy kulcs segítségével azonosítható. Végrehajtják az SQL lekérdezési nyelvet, és Edgar Codd által a 70-es években kifejlesztett modellen alapulnak.

Az objektumorientált adatbázisok fizikai fájlokat vagy programkódot adnak vissza, a huszadik század végén jelentek meg. Ipari termelésben és tervezésben használják. Munka egy objektum-orientált nyelv, mint a C++ vagy Python. Figyeld "az aranyszabály": perzisztencia, másodlagos tárolókezelő, konkurencia, helyreállítás és lekérdezési objektum.

DBMS irányítási rendszerek

Az adatbázis-kezelő rendszer (DBMS) egy olyan kifejezés, amely leírja a tranzakciók funkcióit és követelményeit egy adatbázis-kezelő rendszerben, rövidítve ACID (ACID) az atomicitás, a konzisztencia, az elszigeteltség és a tartósság alapján. Ez a négy paraméter lefedi a sav-kompatibilis DBMS legfontosabb követelményeit:

1. Atomicitás (atomicity) egy tulajdonságot jelöl "mindent vagy semmit" annak érdekében, hogy a kérelem érvényes legyen, a tranzakciót helyesen hajtották végre, és a megfelelő eljárásrenddel hajtották végre.
2. Konzisztencia vagy koherencia, ha a DB tranzakció stabil marad, ami az összes művelet folyamatos ellenőrzését igényli.
3. Az elkülönítés feltétele és garanciája annak, hogy a tranzakciók ne zavarják egymást, amit általában bizonyos funkciók blokkolásával érnek el, amelyek elkülönítik a tranzakcióban részt vevő adatokat.
4. A tartósság azt jelenti, hogy az összes adatot hosszú távon tárolják a DBMS-ben, még a tranzakció megkötése után is, valamint a rendszer összeomlása esetén, ha a DBMS összeomlik. A ez a feltétel , tranzakciós rekordokra van szükség, amelyek naplózják az összes előforduló folyamatot.

A funkciók és követelmények osztályozása

Az adatbázis tárolja az információt, majd a metaadatokkal együtt egy logikai egységbe köti, szükséges feldolgozás. Ez egy nagyon hasznos eszköz a nagy fájlok egyszerű lekérdezéssel történő kezeléséhez, amelynek engedélyezési rendszere meghatározza, mely felhasználók vagy a programok hozzáférési jogokkal rendelkeznek.

Adatbázis-besorolás:

Hierarchikus modell

A különbségek a leggyakoribb az adatbázismodellek az elektronikus adatátvitel technikai fejlődésének eredménye, amely nemcsak a hatékonyság és a kezelhetőség céljait követte, hanem kibővítette a legismertebb gyártók képességeit is. Ez a legrégebbi modell, amely ma jelentősen felülmúlja a relációs, bár a közelmúltban nőtt a népszerűsége.

Az XML ezt a rendszert használja tárolni információ. Néhány biztosítótársaságok a bankok pedig hierarchikus adatbázisokhoz fordulnak a legrégebbi alkalmazásokban. A leghíresebb az IBM IMS / DB adatbázis.

A hierarchikus adatbázis adatosztályozási modellben szigorú és egyértelmű függőségek vannak. Minden rekordnak csak egy precedense van (szülő-gyermek kapcsolatok, PCR), a gyökér kivételével, amely a fa sémát alkotja. Bár minden gyermekcsomópontnak csak egy szülője lehet, a "szülőknek" annyi gyermekcsomópontja lehet, amennyit csak akarnak.

A szigorú hierarchikus sorrend miatt a közvetlen kapcsolattal nem rendelkező szintek nem lépnek kölcsönhatásba egymással, ezért nem könnyű két különböző fát összekapcsolni. Ugyanakkor a hierarchikus adatbázis-struktúrák rendkívül rugalmasak és érthetőek. Rekordok "gyermekek" ezeket rekordoknak nevezzük, és azokat, amelyek nincsenek, leveleknek nevezzük, és általában a DB osztályozásban szereplő levelek rekordjának dokumentumai. A hierarchikus adatbázis lekérdezései elérik a leveleket, a gyökértől kezdve a különböző rekordokon keresztül.

Grafikusan orientált DMS

A hálózati modell szinte egyidejűleg alakult ki a relációs modellel, bár idővel a versenytársak legyőzték. A hierarchikus modelltől eltérően az itt szereplő rekordok nem hoznak szigorú adatokat "szülő-gyermek kapcsolatok", , de mindegyiknek több precedense lehet, ami a nevének hálózati struktúráját adja. Van egy egyedi és megváltoztathatatlan út is a rekord eléréséhez.

A hálózati adatbázis modellben nincs rögzített hierarchia, ezért több út vezet ugyanahhoz a célhoz. A kép közepén található rekord elméletileg öt másik rekordból érhető el, elérésével pedig öt másik rekordhoz férhet hozzá.

A hálózati modellben a függőségek is meghatározhatók - a fenti regiszter. Nem kapcsolódik közvetlenül a jobb szélső helyzetben lévő regiszterhez, így ahhoz, hogy elérje, át kell haladnia a középső regiszteren, amely elfogadhatja vagy elutasíthatja. Felveheti a kapcsolatot a bal felső sarokban találhatóval. A hálózati modellben a rekordok hozzáadása vagy törlése a globális struktúra befolyásolása nélkül történik.

Ma ezt a modellt nagy számítógépeken használják. Más területeken továbbra is a hierarchikus modellre támaszkodnak, vagy a relációs modellre fordulnak, amely sokkal rugalmasabb és könnyebben használható. A hálózati adatbázisok néhány jól ismert modellje a Siemens UDS és a Sperry Univac DMS. Idővel mindkét gyártó érdekes vegyes formákat fejlesztett ki a hálózati modell és a relációs között. A retikuláris szerkezete miatt grafikusan orientált adatbázis a hálózati modell modern evolúciójának tekinthető.

Tárolási méretezhetőség

A dokumentumorientált adatbázis modellben a dokumentumok jelentik az információtárolás fő egységét. Ezek az egységek strukturálják az adatokat, és nem szabad összekeverni a szövegfeldolgozó programok dokumentumaival. Itt az adatokat úgynevezett "kulcs-érték párok".

Mivel sem a szerkezet, sem a párok száma Nincs meghatározva, a dokumentumorientált adatbázist alkotó dokumentumok nagyban eltérhetnek egymástól. Minden dokumentum maga egy zárt egység, és nem könnyű kapcsolatot létesíteni a dokumentumok között.

Az elmúlt években a NoSQL sikerének köszönhetően a dokumentációs adatbázisok nagy fellendülést tapasztaltak, különösen a jó skálázhatóság miatt. Példa egy adatbázis rendszerre az ilyen típusú a MongoDB. Dokumentumorientált adatbázismodellben az adatokat külön dokumentumokban tárolják, nem táblákban, mint egy relációs modellben.

Ezek a rendszerek különösen érdekesek a webes alkalmazások számára, mivel lehetővé teszik a teljes HTML űrlapok mentését. Hangsúlyozni kell, hogy észrevehető különbségek vannak a különféle dokumentumalapú rendszerek között, a szintaxistól a belső struktúráig, ezért nem minden dokumentumorientált adatbázis alkalmas erre a forgatókönyvre. Ez azért van, mert ezek a különbségek, hogy több adatbázis-rendszerek összpontosított hírnevét dokumentumok Lotus Notes, Amazon SimpleDB, MongoDB, CouchDB, Riak, ThruDB, OrientDB.

Előnyök és hátrányok

A megfelelő adatbázis-kezelő rendszerek elősegítik az adatokhoz való jobb hozzáférést, valamint optimalizálják kezelésüket. A point access viszont segíti a végfelhasználókat az adatok gyors és hatékony cseréjében a szervezet feladatainak keretein belül.

Alkalmazási területek

Lehet, hogy egy személy nem veszi észre, de az adatbázisok mindenhol megtalálhatók. Függetlenül attól, hogy tud-e valamit róluk, vagy sem, a mindennapi életre gyakorolt hatásuk nagyon nagy. Az időjárási alkalmazásoktól az online filmekig az adatbázisok felelősek számos olyan szolgáltatásért, amelyet az emberek naponta használnak, és annak érdekében, hogy ne keveredjenek össze a megnövekedett információmennyiséggel, az adatok osztályozását használják az adatbázisban.

DBMS alkalmazási területek:

1. Banki szolgáltatások-ügyféltájékoztatás, számlák és hitelek, valamint banki műveletek.
2. Légitársaságok-foglalási és menetrendi információk. A légitársaságok az elsők között használták az adatbázisokat földrajzilag elosztott módon: a világ minden táján található terminálok telefonvonalakon és más adatátviteli hálózatokon keresztül jutottak el a központi adatbázis-rendszerhez.
3. Egyetemek-hallgatói információk, tanfolyam regisztráció és évfolyamok.
4. Hitelkártya-tranzakciók-hitelkártya-vásárlásokhoz és havi kimutatások készítéséhez.
5. Távközlés-a kezdeményezett hívások nyilvántartása, havi számlák összeállítása, az előre fizetett telefonkártyák egyenlegének fenntartása és a kommunikációs hálózatokkal kapcsolatos információk tárolása.
6. Pénzügy-pénzügyi eszközök, például részvények és kötvények részvényeivel, értékesítésével és vásárlásával kapcsolatos információk tárolására.
7. Értékesítés-vevői, termék-és vásárlási információk.
8. Termelés-az ellátási lánc menedzsmentjéhez és az áruk gyártásának nyomon követéséhez a gyárakban, a raktárakban, az üzletekben és az áruk megrendeléseiben.
9. Emberi erőforrások-a munkavállalókról, a bérekről, a béradókról és a juttatásokról szóló információk megszerzése, valamint a fizetések fogadása.

Jövőbeli trendek

Az adatbázisok jövőbeli világnézetében a World Wide Web (WWW, vagy rövidített formában a web) továbbra is fontos szempont lesz a dokumentumok közzétételének eszközeként és az információcsere eszközeként. A WWW az egyik a legváltozatosabb komplex környezetek az interakció területén.

A közelmúltban olyan technológiák és szabványok jelentek meg, amelyek célja a hálózat skálázható és kezelhető infrastruktúrává tétele. Az egyik ilyen technológia az XML, amelyet az internetre, adatbázisrendszerré alakítanak át, a hagyományos adatbázis-kezelők stílusában, ami sokkal jobb eredményeket ad, mint a keresőmotorok. A kihívás az, hogy ezt a funkciót integráljuk az XML-be, és a lehető legtöbbet hozzuk ki a felhasználó által az interneten megtalálható stratégiai információkból.

Új trendek a proaktív és prediktív teljesítményelemzés, az adatbázis-terhelés tesztelése, a NoSQL - mongodb és a cassandra és a BigData (Hadoop) használata vállalati és felhőkörnyezetekben.