Система управления базами данных

Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных, сокр. СУБД (англ. Database Management System, сокр. DBMS) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных (БД).

Система управления базами данных
Краткое имя/название	DBMS
Медиафайлы на Викискладе

СУБД — комплекс программ, позволяющих создать базу данных и манипулировать данными (вставлять, обновлять, удалять и выбирать). Система обеспечивает безопасность, надёжность хранения и целостность данных, а также предоставляет средства для администрирования БД.

Основные функции СУБД

• управление данными во внешней памяти (на дисках);
• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
• (журнализация изменений), (резервное копирование) и (восстановление базы данных) после сбоев;
• поддержка языков БД ((язык определения данных), (язык манипулирования данными)).

Состав СУБД

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и (журнализацию);
• процессор языка базы данных, обеспечивающий (оптимизацию запросов) на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;
• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД;
• сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификации СУБД

По модели данных

Примеры:

• (Иерархические)
• (Сетевые)
• Реляционные
• (Объектно-ориентированные)
• (Объектно-реляционные)

По степени распределённости

• Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
• Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться не только на одном, но на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД

• (Файл-серверные)

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на (файл-сервере). СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции). Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок.

Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера.

Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик, как высокая надёжность, (высокая доступность) и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.

На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком.

Примеры: Microsoft Access, (Paradox), (dBase), (FoxPro), (Visual FoxPro).

• (Клиент-серверные)

Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно.

Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях 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 Database), (Firebird), (Interbase), (IBM DB2), (Informix), (MS SQL Server), , (PostgreSQL), MySQL, (Caché), (ЛИНТЕР).

• (Встраиваемые)

Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной (установки). Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети.

Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы.

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

Стратегии работы с внешней памятью

СУБД с непосредственной записью

В таких СУБД все изменённые блоки данных незамедлительно записываются во внешнюю память при поступлении сигнала подтверждения любой (транзакции). Такая стратегия используется только при высокой эффективности внешней памяти.

СУБД с отложенной записью

В таких СУБД изменения аккумулируются в буферах внешней памяти до наступления любого из следующих событий:

• ;
• нехватка пространства во внешней памяти, отведённого под журнал (СУБД создаёт контрольную точку и начинает писать журнал сначала, затирая предыдущую информацию);
• останов (СУБД ждёт, когда всё содержимое всех буферов внешней памяти будет перенесено во внешнюю память, после чего делает отметки, что останов базы данных выполнен корректно);
• нехватка оперативной памяти для буферов внешней памяти.

Такая стратегия позволяет избежать частого обмена с внешней памятью и значительно увеличить эффективность работы СУБД.

См. также

• (Архитектура ANSI — SPARC)
• Информационная система

Примечания

1. ГОСТ Р ИСО МЭК ТО 10032-2007: Эталонная модель управления данными (идентичен ISO/IEC TR 10032:2003 Information technology — Reference model of data management)
2. Кузнецов С. Д. Система управления базами данных от 24 октября 2018 на Wayback Machine // Большая российская энциклопедия
3. Еленев Д. В. и др. Автоматизация системы управления национальным исследовательским университетом и мониторинга его деятельности от 2 ноября 2012 на Wayback Machine // Программные продукты и системы, № 3, 2012.

Литература

• Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. — М.: , 2002. — 800 с. — .
• Кузнецов С. Д. Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с. — .
• (Дейт К. Дж.) (Введение в системы баз данных) = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: , 2005. — 1328 с. — (рус.) 0-321-19784-4 (англ.).
• Коннолли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика = Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management. — 3-е изд. — М.: , 2003. — 1436 с. — .

• Гарсиа-Молина Г., (Ульман Дж.), Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс = Database Systems: The Complete Book. — , 2003. — 1088 с. — .
• (C. J. Date). Date on Database: Writings 2000–2006. — (Apress), 2006. — 566 с. — , 1-59059-746-X.

Ссылки

• Database of Databases — онлайн-энциклопедия СУБД, составляемая группой баз данных (Университета Карнеги — Меллона) (руководитель — )
• Список всех коммерческих СУБД, доступных в США на 1987 год (англ.) // (Computerworld), 10 августа 1987
• Рейтинг «популярности» СУБД, согласно ресурсу DB-Engines, основан, в основном, на частоте упоминаний СУБД и не учитывает количество установок и реальное использование в информационных системах (см. описание метода ранжирования)