Урок за СУБД:Пълен краш курс по СУБД

Както всички знаете, системата за управление на бази данни (СУБД) е софтуер, който се използва за управление на бази данни. И така, тази статия за урока за СУБД ще ви помогне да разберете както основните, така и разширените концепции за СУБД .

Темите, обсъждани в тази статия са:

• Какво е база данни?
  • Характеристики, предимства, приложения и недостатъци
• СУБД
• Архитектура
• Компоненти
• Типове
• Модели на данни
• Ключове
• Нормализация

Да започнем!

Какво е база данни?

База данни е организирана колекция от структурирани данни, за да бъде лесно достъпна, управляема и актуализирана. С прости думи можете да кажете база данни на място, където се съхраняват данните. Най-добрата аналогия е библиотеката. Библиотеката съдържа огромна колекция от книги от различни жанрове, тук библиотеката е база данни, а книгите са данните.

През началната фаза на компютърната ера данните се събираха и съхраняваха на ленти, които бяха предимно устройства само за запис, което означаваше, че след като данните се съхраняват на тях, те никога не могат да бъдат Прочети отново. Те бяха бавни и обемисти и скоро компютърните учени разбраха, че се нуждаят от по-добро решение на този проблем.

Заедно данните и СУБД, заедно с приложенията, които са свързани с тях, се наричат ​​система от бази данни, често съкратена само до база данни.

Развитие на базата данни

• Базите данни се развиват от създаването си в началото на 60-те години на миналия век.
• През 80-те години на миналия век Релационни бази данни става популярен, последван от обектно-ориентирани бази данни през 90-те години.
• Напоследък NoSQL бази данни се появи като отговор на растежа на интернет и необходимостта от по-бърза скорост и обработка на неструктурирани данни.
• Днес базите данни в облака и базите данни за самостоятелно управление разкриват нова основа, когато става въпрос за това как се събират, съхраняват, управляват и използват данните.

„Бази данни“ е много обширна тема. Така че обхващането на темите по тази тема е много досадна задача.

Урок за СУБД:Характеристики на базата данни

Сега основните характеристики на базата данни включват:

• Той използва цифрово хранилище, установено на сървър, за да съхранява и управлява информацията.|
• Базата данни трябва да може да съхранява всички видове данни, които съществуват в този реален свят.
• Може да осигури ясен и логичен изглед на процеса, който манипулира данните.
• Най-важното е, че базата данни се използва за осигуряване на сигурност на данните.
• СУБД съдържа всички процедури за автоматично архивиране и възстановяване.
• Той също така съдържа свойства на ACID, които поддържат данните в изправно състояние в случай на повреда.
• База данни може да намали сложната връзка между данните.
• Използва се и за подпомагане на манипулирането и обработката на данни.
• Можете да преглеждате база данни от различни гледни точки според изискванията, посочени от потребителя.

Сега, като говорим за приложенията на база данни, ще видим къде точно можете да използвате базата данни.

Урок за СУБД:Приложения на база данни

Приложенията за бази данни са софтуерни програми, които са предназначени да събират, управляват и разпространяват информация много ефективно. Толкова много собственици на малък бизнес създават прости бази данни като контакти с клиенти и пощенски списъци с лесен за използване софтуер и има компании, които използват предварителните бази данни за манипулиране на данни.

• Счетоводни приложения
• Уеб приложения
• CRM приложения

Счетоводни приложения

Като говорим за счетоводната система, това е персонализирано приложение за база данни, използвано за управление на финансови данни.

• Можете да използвате персонализираните формуляри, които се използват за записване на активи, пасиви, инвентар и транзакции между клиенти и доставчици.
• Получете общ преглед на генерираните отчети за приходите, баланси, поръчки за покупка и фактури са персонализирани отчети, базирани на информация, въведена в базата данни.
• Счетоводните приложения се изпълняват на един компютър, подходящ за малък бизнес или в мрежова споделена среда, за да задоволят нуждите на множество отдели и местоположения в по-големи организации.

Уеб приложения

Много уеб приложения също използват бази данни, за да съхраняват данни. Това може да бъде поверителна информация на организация или частна информация за потребителя. Базата данни се използва за съхраняване на данни в последователен ред и ви помага при достъп до данни, когато е необходимо.

• Също така много уеб приложения се създават с помощта на приложения за база данни. Има уеб сайтове, които също така комбинират система за счетоводна база данни за записване на транзакции по продажбите и приложение за база данни за CRM, за да включат обратна връзка и да стимулират положителното изживяване на клиентите. Ще обсъдим CRM базата данни в следващата тема.
• Най-популярното уеб-базирано приложение „Facebook“ по същество е база данни, изградена върху „MySQL ” система от бази данни и е индикация за нарастващото използване на приложения за бази данни като основа за уеб-базирани приложения.

CRM приложения

Системата за управление на взаимоотношенията с клиенти (CRM) е перфектно приложение за база данни, което е персонализирано да управлява маркетинга, продажбите и връзките за поддръжка между бизнеса и неговите клиенти.

Основната цел е максимизиране на броя на продажбите, минимизиране на разходите и насърчаване на стратегически взаимоотношения с клиентите.

Предимства

• Намалено излишък на данни.
• Освен това има намалени грешки и повишена последователност.
• По-лесна цялост на данните от приложните програми.
• Подобрен достъп до данни на потребителите чрез използването на хост и езици за заявки.
• Сигурността на данните също е подобрена.
• Намалени разходи за въвеждане, съхранение и извличане на данни.

Недостатъци

• Сложност :Базите данни са сложни хардуерни и софтуерни системи.
• Разходи :Изисква значителни предварителни и текущи финансови ресурси.
• Сигурност: Повечето водещи компании трябва да знаят, че техните системи за бази данни могат сигурно да съхраняват данни, включително чувствителна информация за служители и клиенти.
• Съвместимост :Съществува риск една СУБД да не е съвместима с оперативните изисквания на компанията.

След като вече имате представа как работи базата данни, нека да продължим и да разберем системата за управление на базата данни.

СУБД

Системата за управление на база данни (СУБД) е софтуер, който се използва за управление на базата данни. Той получава инструкции от администратор на база данни (DBA) и съответно инструктира системата да направи съответните промени. Това са основно команди, които се използват за зареждане, извличане или модифициране на съществуващи данни от системата.

Системите за управление на бази данни също имат за цел да улеснят прегледа на базите данни, като предоставят разнообразни административни операции като настройка, наблюдение на производителността и възстановяване на архиви.

Системите за управление на бази данни позволяват на потребителите да правят следното:

• Дефиниране на данни – Позволява на потребителите да създават, променят и изтриват дефинициите, които определят организацията на базата данни.
• Актуализиране на данните – Предоставя достъп на потребителите за вмъкване, модифициране и изтриване на данни от базата данни.
• Извличане на данни – Позволява на потребителите да извличат данни от база данни въз основа на изискването.
• Администриране на потребители – Регистрира потребители и следи действията им, налага сигурността на данните, поддържа целостта на данните, следи производителността и се занимава с контрол на паралелност.

Характеристики

• За ограничаване разрешения за достъп на потребители
• Осигурете множество изгледи на схемата на единната база данни
• Улеснява сигурността и премахва излишъка от данни
• Позволява транзакция на няколко потребители обработка и споделяне на данни
• Следва ACID собственост
• Предлага както физическа, така и логическа независимост на данните

Сега нека видим как да създадем база данни.

Използваме израза CREATE DATABASE, за да създадем нова база данни.

Синтаксис:

CREATE DATABASE databasename;

Пример:

CREATE DATABASE College;

Така че базата данни с имена College ще бъде създадена. Ето колко лесно можете да създадете база данни.

Сега нека разберем приложенията на СУБД.

Приложения на СУБД

• Банково дело
• Авиокомпании
• Финанси
• Продажби и производство
• Университети

Това са някои от забележителните приложения на СУБД. Сега нека продължим и да разберем характеристиките на СУБД.

Урок за СУБД:Характеристики

• Минимално дублиране: Има много потребители, които използват базата данни, така че шансовете за дублиране на данните са много високи. В системата за управление на базата данни файловете с данни се споделят, което от своя страна минимизира дублирането на данни.
  
• Спестява място за съхранение: СУБД има много за спестяване, но интегрирането на данни в СУБД спестява много повече място.
• Разходно-ефективно: Много компании плащат толкова много пари, за да съхраняват своите данни. Ако са успели да запишат данни, това ще спести разходите им за въвеждане на данни.
• Сигурност: DBMS съхранява всички файлове с данни за постоянно и няма шанс да загубите данни. Например, случайно загубите някои данни, тогава има и метод за архивиране и възстановяване, който може да запази файловете с данни на организацията. Така че СУБД е много защитена.

Сега нека разберем архитектурата на СУБД.

Архитектура

Проектирането на СУБД зависи основно от нейната архитектура. Архитектурата може да бъде централизирана, децентрализирана или йерархична. Може да се разглежда като едностепенен или многостепенен. Можете също така да имате n-степенна архитектура, която разделя цялата система на свързани, но независими n модули, които могат да бъдат независимо модифицирани, променени, променени или заменени.

Можете да имате:

• Едностепенна
• Двустепенна
• Тристепенна

Едностепенна

Тук базата данни е директно достъпна за потребителя. Това означава, че потребителят може директно да живее в СУБД и да я използва. Всички промени, направени тук, ще бъдат направени директно в самата база данни. И не предоставя удобен инструмент за крайните потребители.

Едно ниво се използва, когато клиентът, сървърът и базата данни всички се намират на една и съща машина. Всеки път, когато инсталирате база данни във вашата система и осъществявате достъп до SQL заявки, се използва 1-степенната архитектура. Но тази архитектура рядко се използва в производствената секция.

2-степенна

Двустепенната архитектура е същата като основната клиент-сървър. В тази архитектура приложенията от страна на клиента могат директно да комуникират с базата данни от страна на сървъра. За да комуникира със СУБД, приложението от страна на клиента установява връзка със сървърната страна.

Всеки път, когато клиентската машина отправи заявка за достъп до базата данни, налична на сървъра, използвайки SQL , сървърът изпълнява заявката към базата данни и връща резултата обратно на клиента.

Тристепенна

3-степенната архитектура съдържа слой между клиента и сървъра. Тук клиентът не може директно да комуникира със сървъра. Крайният потребител няма представа за сървъра на приложения. Базата данни също няма представа за друг потребител извън приложението.

Приложението, което се намира на клиентския край, взаимодейства със сървър на приложения, който от своя страна комуникира със системата на базата данни.

Той има три слоя или нива, а именно слой презентация, слой приложение и слой база данни.

• Ниво на базата данни: В това ниво присъства база данни заедно с нейните езици за обработка (заявка). Имате и релациите, които дефинират данните и техните ограничения на това ниво.

• Ниво на приложение: Нарича се още средно ниво. Това ниво се състои от сървър на приложения и програмите, които имат достъп до базата данни. За потребител това ниво на приложение показва абстрактен изглед на базата данни. От друга страна, нивото на базата данни не знае за други потребители извън нивото на приложението. Следователно слоят на приложението е в средата и действа като посредник между крайния потребител и базата данни.

• Потребителско ниво: Това се нарича още ниво на презентация. Крайните потребители работят в този слой и не знаят нищо за съществуването на базата данни извън този слой. В този слой множество изгледи от базата данни може да бъде предоставена от приложението. Всички изгледи се генерират от приложения, които присъстват в нивото на приложения.

Сега, след като разбрахте архитектурата, нека да продължим и да разберем компонентите на СУБД.

Урок за СУБД:Компоненти

Говорейки за компонентите на СУБД, имаме:

• Хардуер

Това се състои от набор от физически електронни устройства като I/O устройства, устройства за съхранение и много други. Освен това осигурява интерфейс между компютрите и системите от реалния свят.

• Софтуер

Това е наборът от програми, които се използват за контрол и управление на цялостната база данни. Той също така включва самия софтуер за СУБД. Операционната система, мрежовият софтуер, използван за споделяне на данните между потребителите, приложните програми, използвани за достъп до данни в СУБД.

• Данни

Системата за управление на бази данни събира, съхранява, обработва и осъществява достъп до данни. Базата данни съдържа както действителните или оперативните данни, така и метаданните.

• Процедура

Това са правилата и инструкциите за това как да използвате базата данни, за да проектирате и стартирате СУБД, за да насочвате потребителите, които я оперират и управляват.

• Език за достъп до база данни

Използва се за достъп до и от базата данни. За да въведете нови данни, актуализирането или извличането изисква данни от бази данни. Можете да напишете набор от подходящи команди на езика за достъп до базата данни, да ги изпратите на СУБД, която след това обработва данните и ги генерира, показва набор от резултати в четим от потребителя формуляр.

Сега, момчета, разбрахте компонентите на база данни, нека продължим напред и да разберем типовете.

Урок за СУБД:Типове

Следват различните типове СУБД:

• Йерархично: Този тип СУБД демонстрира стил на връзката предшественик-наследник. Можете да го считате за подобно на дърво, където възлите на дървото представляват записи, а клоните на дървото представляват полета.

• Релационна база данни (RDBMS): Този тип има структура, която позволява на потребителите да идентифицират и имат достъп до данни във връзка към друга част от данни в базата данни. Тук данните се съхраняват под формата на таблици.

• Мрежа: Този тип система за управление на база данни поддържа много към много отношения, където множество потребителски записи могат да бъдат свързани.
• Обектно-ориентиран: Той използва малък индивидуален софтуер, наречен обекти. Тук всеки обект съдържа част от данни и инструкции за действията, които трябва да се извършват с данните.

Урок за СУБД:Модели на данни

Моделите на данни в СУБД помагат да се дефинира как се моделира логическата структура на база данни. Моделите на данни са основно основните обекти, които въвеждат абстракция в СУБД. Тези модели на данни също така определят как данните са свързани помежду си и как се обработват и съхраняват в системата.

Сега, защо ви е необходим този модел на данни?

• Той гарантира, че всички обекти с данни, изисквани от базата данни, са точно представени. Пропускането на данни понякога ще доведе до създаване на грешни отчети и ще доведе до неправилни резултати.
• Моделът на данни помага при проектирането на базата данни на концептуално, физическо и логическо ниво.
• Структурата помага да се дефинират релационните таблици, основни и външни ключове и съхранени процедури.
• Полезно е също така да идентифицирате липсващи и излишни данни.

Този модел на данни може допълнително да бъде разделен на следните типове:

Типове модели на данни

1. 1. Концептуално
   2. Физически
   3. Логически

Сега нека видим как работят тези модели на данни.

Концептуален

Този тип модел на данни дефинира какво съдържа системата. Концептуалният модел е създаден от Data Architects като цяло. Целта е организиране, обхват и дефиниране на бизнес концепции и правила.

Има 3 основни стила под модели на концептуални данни:

• Обект
• Атрибут
• Връзка

Това може да се нарече модел на субект-връзка.

Моделът на същност-връзка (ER) се основава на идеята за обекти от реалния свят и връзките между тях. Този ER модел се използва най-добре за концептуалния дизайн на база данни.

Обект: Обект в ER модел е обект от реалния свят със свойства, наречени като Атрибути . Всеки атрибут се дефинира от неговия набор от стойности, наречен Домейни .
Например, разгледайте подробностите за ученик. Подробностите като име, възраст, клас, раздел и всички те са под обекта.

Връзка: Логическата асоциация между обектите се нарича R връзка . Тези връзки са картографирани с обекти по различни начини. Съпоставянето (едно към едно, едно към много, много към много) дефинира броя на асоциациите между две единици.

Сега нека разберем модела на физически данни.

Физически

Моделът на физически данни помага при описването на специфичната за база данни реализация на модела на данни. Моделът на физическите данни предлага абстракция на базата данни и помага за генерирането на Схема .

Този модел на физически данни също помага да се визуализира структурата на базата данни. Също така помага за моделиране на ключове, ограничения, индекси на колони в базата данни , тригери и други RDBMS функции.

Сега нека разберем логическия модел на данни.

Логически

Логическите модели на данни помагат да се добави допълнителна информация към елементите на концептуалния модел. Този модел дефинира структурата на елементите от данни и също така задава съответните връзки между тях.

На това ниво не е дефиниран първичен или вторичен ключ и трябва да проверите и коригирате детайлите на конектора, които бяха зададени по-рано за връзки.

Основното предимство на този логически модел на данни е да осигури основа за формиране на основата за физическия модел.

Надявам се това да ви е ясно, момчета.

Продължавайки с урока за СУБД, нека да разгледаме ключовете в СУБД.

Урок за СУБД:Ключове

Ключовете са най-важната концепция на базите данни. Ключовете играят жизненоважна роля в Релационната база данни. Това се използва за идентифициране на уникални редове от таблицата. Той също така установява връзката между таблиците.

Защо са ви необходими тези ключове в базата данни?

Отговорът на това би бил,

• В приложение в реалния свят таблица може да съдържа хиляди или дори повече записи. Освен това записите могат да бъдат дублирани. Ключовете гарантират, че можете уникално да идентифицирате запис в таблица въпреки многото предизвикателства.
• Ключовете също ви позволяват да установите връзка и също така да идентифицирате връзките между таблиците
• Ключовете също ви помагат да наложите идентичност и почтеност във връзката.

Типове ключове

СУБД притежава различни ключове, които имат различни функционалности.

• Супер ключ
• Първичен ключ
• Ключ на кандидата
• Външен ключ
• Сложен ключ

Нека обсъдим най-често използваните ключове в СУБД.

• • Кандидат ключ: Минималният набор от атрибути, които могат уникално да идентифицират кортеж, е известен като кандидат ключ. Връзката може да съдържа повече от един ключ кандидат, където ключът е прост или съставен ключ.

  • Супер ключ: Наборът от атрибути, които могат уникално да идентифицират кортеж, е известен като Супер ключ. Така че кандидат-ключът е суперключ, но обратното не е вярно.

  • Първичен ключ: Набор от атрибути, които могат да се използват за уникално идентифициране на всеки кортеж, също е първичен ключ. Така че, ако в една връзка има 3-4 кандидат ключа, тогава един от тях може да бъде избран като първичен ключ.

• Алтернативен ключ: Кандидатният ключ, различен от първичния ключ, се извиква като алтернативен ключ.

• Външен ключ: Атрибут, който може да приеме само наличните стойности като стойности на някой друг атрибут, е външният ключ към атрибута, към който се отнася.

Преминавайки към последната тема на тази статия в урока за СУБД, нека научим за нормализирането в СУБД.

Нормализация

Нормализация е процесът на намаляване на излишъка на данни в таблицата и също така подобряване на целостта на данните. Така че защо се изисква това? без Нормализация в SQL може да се сблъскаме с много проблеми като

1. Аномалия при вмъкване :Това се случва, когато не можем да вмъкнем данни в таблицата без наличието на друг атрибут
2. Аномалия при актуализиране :Това е несъответствие на данните, което е резултат от излишък на данни и частична актуализация на данните.
3. Аномалия при изтриване :Това се случва, когато определени атрибути са загубени поради изтриването на други атрибути.

Това изображение по-долу изобразява как работи нормализирането в SQL.

И така, с това стигаме до края на този урок за СУБД. Надявам се, че сте наясно с темите, които се обсъждат в този урок.

Ако искате да научите повече за MySQL и се запознайте с тази релационна база данни с отворен код, след което разгледайте нашето MySQL DBA обучение за сертифициране която идва с обучение на живо от инструктор и реален опит с проекти. Това обучение ще ви помогне да разберете MySQL в дълбочина и ще ви помогне да постигнете майсторство по темата.

В случай на запитвания можете да ги поставите в секцията за коментари на DBMS Tutorial и ние ще се върнем най-рано.