СУБД (системы управления базами данных) – набор программных и аппаратных инструментов, который позволяет управлять базами данных: создавать, редактировать и удалять данные, осуществлять поиск по базе, настраивать уровни доступа. База данных является хранилищем информации, система управления – инструментом контроля и администрирования.
Ключевые функции СУБД
- Организация взаимодействия с информацией, хранящейся в оперативной памяти или на SSD накопителях.
- Работа с данными, размещёнными на внешних накопителях.
- Логирование этапов работы при обращении к базе данных.
- Поддержка различных форматов баз данных.
Состав СУБД
- Ядро – регулирует обмен данными в ОЗУ и на внешних накопителях, фиксирует все изменения.
- Компилятор (процессор языка базы данных) – обрабатывает запросы пользователей, преобразует их в машинные команды, а затем возвращает результаты.
- Утилиты – программные оболочки и пользовательские интерфейсы взаимодействия, которые необходимы для ввода команд.
- Базы данных – место хранения информации, где данные располагаются особым образом.
Классифицируются СУБД по типу хранения баз, модели обработки запросов и структуре организации данных.
Типы хранения
- Локальные. Все элементы СУБД находятся на одном сервере.
- Распределённые. Элементы распределены по разным серверам или в облачных средах.
Хранение, обработка данных и запросов
- Клиент-серверные. Базы данных расположены на одном сервере, на который пользователи делают запросы.
- Файл-серверные. Базы данных хранятся на файл-сервере, а системы управления – на каждом из устройств, с которого отправляется запрос к базе.
- Встраиваемые. СУБД, которые используются локально в качестве модуля для контроля данных внутри отдельного приложения.
Структура организации данных
- Реляционные. Системы управления для баз, где данные представлены в виде таблиц. В частности, реляционные СУБД используются для обработки транзакций в реальном времени.
- Ключ-значение. СУБД для баз, где каждой единице данных присваивается уникальный идентификатор, состоящий из двух частей – ключа и значения.
- Документные. Системы управления для баз данных, в которых хранятся документы со структурированным текстом: архивы, журналы действий, каталоги и т.д.
- Графовые. Самым простым примером схемы графа является карта полетов авиакомпании: точки городов являются вершинами структуры, а соединяющие их линии авиарейсов – ребрами. Графовые СУБД используют для организации работы социальных сетей, когда необходимо хранить информацию о связях между пользователями.
- Столбцовые. Логическая модель столбцовой СУБД похожа на реляционный тип: она состоит из сгруппированных в таблицы строк. В тоже время, особый «столбцовый» способ организации информации в базе предполагает более высокую скорость считывания, когда необходимо работать с очень большим количеством данных.
- СУБД временных рядов. Такие СУБД оптимизированы для работы с метками, содержащими значения времени. Это могут быть данные с датчиков движения, метрики индикаторов рыночной торговли, сетевые данные и т.д.
- Объектно-ориентированные. Такие СУБД изначально создавались для разработчиков, использующих в работе модели объектного программирования. Подобные системы используются в приложениях для 3D-моделирования, телекоммуникациях и в научном ПО (молекулярная физика, астрономия и т.д.).
- Поисковые. Этот тип СУБД используется для текстового поиска в различных источниках: других базах данных, текстовых документах, электронной почте, RSS-каналах и т.д.
- Системы управления пространственными базами данных (СУПБД). Эти системы создавались для работы с объектами, ориентированными в геометрическом пространстве. При этом они оптимизированы как для взаимодействия с простыми геометрическими объектами (точки, отрезки, геометрические фигуры), так и сложными 3D-структурами.