Samouczek DBMS:Kompletny kurs Crash na DBMS

Jak wszyscy wiecie, system zarządzania bazami danych (DBMS) to oprogramowanie służące do zarządzania bazami danych. Tak więc ten artykuł na temat DBMS Tutorial pomoże Ci zrozumieć zarówno podstawowe, jak i zaawansowane koncepcje DBMS .

Tematy omawiane w tym artykule to:

• Co to jest baza danych?
  • Charakterystyka, zalety, zastosowania i wady
• SZBD
• Architektura
• Komponenty
• Typy
• Modele danych
• Klucze
• Normalizacja

Zacznijmy!

Co to jest baza danych?

Baza danych to uporządkowany zbiór uporządkowanych danych, dzięki czemu jest łatwo dostępny, łatwy w zarządzaniu i aktualizowany. W prostych słowach można powiedzieć, że baza danych w miejscu, w którym przechowywane są dane. Najlepszą analogią jest biblioteka. Biblioteka zawiera ogromną kolekcję książek różnych gatunków, tutaj biblioteka jest bazą danych, a książki są danymi.

W początkowej fazie ery komputerów dane były gromadzone i przechowywane na taśmach, które w większości były urządzeniami tylko do zapisu, co oznaczało, że gdy dane zostały na nich zapisane, nigdy nie Przeczytaj ponownie. Były powolne i nieporęczne, a wkrótce informatycy zdali sobie sprawę, że potrzebują lepszego rozwiązania tego problemu.

Razem dane i DBMS wraz z powiązanymi z nimi aplikacjami są określane jako system bazy danych, często skracany do samej bazy danych.

Ewolucja bazy danych

• Bazy danych ewoluowały od czasu ich powstania na początku lat 60.
• W latach 80. relacyjne bazy danych stały się popularne, a następnie w latach 90. pojawiły się bazy danych obiektowych.
• Od niedawna bazy danych NoSQL powstał jako odpowiedź na rozwój Internetu i potrzebę szybszego przetwarzania i przetwarzania nieustrukturyzowanych danych.
• Dzisiaj bazy danych w chmurze i autonomiczne bazy danych wyznaczają nowe możliwości, jeśli chodzi o sposób gromadzenia, przechowywania, zarządzania i wykorzystywania danych.

„Bazy danych” to bardzo obszerny temat. Tak więc omawianie tematów w ramach tego tematu jest bardzo żmudnym zadaniem.

Samouczek DBMS:Charakterystyka bazy danych

Teraz główne cechy bazy danych to:

• Wykorzystuje cyfrowe repozytorium utworzone na serwerze do przechowywania i zarządzania informacjami.|
• Baza danych powinna być w stanie przechowywać wszystkie rodzaje danych, które istnieją w tym rzeczywistym świecie.
• Może zapewnić jasny i logiczny widok procesu, który manipuluje danymi.
• Co najważniejsze, baza danych służy do zapewnienia bezpieczeństwa danych.
• DBMS zawiera wszystkie automatyczne procedury tworzenia kopii zapasowych i odzyskiwania.
• Zawiera również właściwości ACID, które utrzymują dane w dobrym stanie w przypadku awarii.
• Baza danych może zredukować złożoną relację między danymi.
• Służy również do obsługi manipulacji i przetwarzania danych.
• Możesz przeglądać bazę danych z różnych punktów widzenia, zgodnie z wymaganiami określonymi przez użytkownika.

Teraz, mówiąc o zastosowaniach bazy danych, zobaczymy, gdzie dokładnie możesz skorzystać z bazy danych.

Samouczek DBMS:Zastosowania bazy danych

Aplikacje bazodanowe to programy zaprojektowane do bardzo wydajnego gromadzenia, zarządzania i rozpowszechniania informacji. Tak wielu właścicieli małych firm tworzy proste bazy danych, takie jak listy kontaktów klientów i listy mailingowe, z łatwym w użyciu oprogramowaniem, a są firmy, które używają zaawansowanych baz danych do manipulacji danymi.

• Aplikacje księgowe
• Aplikacje internetowe
• Aplikacje CRM

Aplikacje księgowe

Mówiąc o systemie księgowym, jest to niestandardowa aplikacja bazy danych służąca do zarządzania danymi finansowymi.

• Możesz skorzystać z niestandardowych formularzy używanych do rejestrowania aktywów, zobowiązań, zapasów i transakcji między klientami a dostawcami.
• Uzyskaj przegląd zestawień dochodów, bilansów, zamówień zakupu i wygenerowanych faktur, które są niestandardowymi raportami opartymi na informacjach wprowadzonych do bazy danych.
• Aplikacje księgowe działają na jednym komputerze odpowiednim dla małej firmy lub w sieciowym środowisku współdzielonym w celu zaspokojenia potrzeb wielu działów i lokalizacji w większych organizacjach.

Aplikacje internetowe

Wiele aplikacji internetowych używa również baz danych do przechowywania danych. Mogą to być poufne informacje organizacji lub niektóre prywatne informacje o użytkowniku. Baza danych służy do przechowywania danych w kolejności sekwencyjnej i pomaga w dostępie do danych w razie potrzeby.

• Również wiele aplikacji internetowych jest tworzonych przy użyciu aplikacji bazodanowych. Istnieją witryny internetowe, które łączą również księgowy system baz danych do rejestrowania transakcji sprzedaży oraz aplikację bazodanową CRM, która umożliwia uwzględnienie opinii i zapewnia pozytywne wrażenia klientów. Bazę danych CRM omówimy w następnym temacie.
• Najpopularniejsza aplikacja internetowa „Facebook” jest zasadniczo bazą danych zbudowaną na bazie „MySQL ” system baz danych i wskazuje na rosnące wykorzystanie aplikacji bazodanowych jako podstawy dla aplikacji internetowych.

Aplikacje CRM

System zarządzania relacjami z klientami (CRM) to doskonała aplikacja bazodanowa, która została dostosowana do zarządzania marketingiem, sprzedażą i wsparciem relacji między firmą a jej klientami.

Głównym celem jest maksymalizacja liczby sprzedaży, minimalizacja kosztów i wspieranie strategicznych relacji z klientami.

Zalety

• Zredukowana nadmiarowość danych.
• Ponadto zmniejsza się liczba błędów i zwiększa spójność.
• Łatwiejsza integralność danych z programów użytkowych.
• Poprawiony dostęp do danych dla użytkowników dzięki użyciu języków hosta i zapytań.
• Poprawiono również bezpieczeństwo danych.
• Zredukowane koszty wprowadzania, przechowywania i wyszukiwania danych.

Wady

• Złożoność :Bazy danych to złożone systemy sprzętu i oprogramowania.
• Koszt :Wymaga znacznych wstępnych i stałych zasobów finansowych.
• Bezpieczeństwo: Większość wiodących firm musi wiedzieć, że ich systemy baz danych mogą bezpiecznie przechowywać dane, w tym poufne informacje o pracownikach i klientach.
• Kompatybilność :Istnieje ryzyko, że DBMS może nie być zgodny z wymaganiami operacyjnymi firmy.

Teraz, gdy już wiesz, jak działa baza danych, przejdźmy dalej i zrozummy system zarządzania bazą danych.

SZBD

System zarządzania bazą danych (DBMS) to oprogramowanie służące do zarządzania bazą danych. Otrzymuje instrukcje od Administratora Bazy Danych (DBA) i odpowiednio instruuje system, aby dokonał odpowiednich zmian. Są to zasadniczo polecenia używane do ładowania, pobierania lub modyfikowania istniejących danych z systemu.

Systemy zarządzania bazami danych mają również na celu ułatwienie przeglądu baz danych, zapewniając różnorodne operacje administracyjne, takie jak strojenie, monitorowanie wydajności i odzyskiwanie kopii zapasowych.

Systemy zarządzania bazami danych pozwalają użytkownikom wykonywać następujące czynności:

• Zdefiniuj dane – Pozwala użytkownikom tworzyć, modyfikować i usuwać definicje, które definiują organizację bazy danych.
• Aktualizuj dane – Zapewnia użytkownikom dostęp do wstawiania, modyfikowania i usuwania danych z bazy danych.
• Pobierz dane – Pozwala użytkownikom na pobieranie danych z bazy danych na podstawie wymagań.
• Administracja użytkownikami – Rejestruje użytkowników i monitoruje ich działania, wymusza bezpieczeństwo danych, utrzymuje integralność danych, monitoruje wydajność i zajmuje się kontrolą współbieżności.

Charakterystyka

• Do ograniczenia uzyskaj dostęp do uprawnień użytkowników
• Zapewnij wiele widoków schematu pojedynczej bazy danych
• Ułatwia bezpieczeństwo i usuwa nadmiarowość danych
• Zezwala na transakcję wielu użytkowników przetwarzanie i udostępnianie danych
• Podąża za KWASEM nieruchomość
• Oferuje zarówno fizyczną, jak i logiczną niezależność danych

Zobaczmy teraz, jak utworzyć bazę danych.

Używamy instrukcji CREATE DATABASE, aby utworzyć nową bazę danych.

Składnia:

CREATE DATABASE databasename;

Przykład:

CREATE DATABASE College;

Powstanie więc baza danych o nazwie College. W ten sposób możesz łatwo stworzyć bazę danych.

Teraz zrozummy zastosowania DBMS.

Zastosowania DBMS

• Bankowość
• Linie lotnicze
• Finanse
• Sprzedaż i produkcja
• Uniwersytety

Oto niektóre z godnych uwagi zastosowań DBMS. Teraz przejdźmy dalej i zrozummy funkcje DBMS.

Samouczek DBMS:funkcje

• Minimalna duplikacja: Z bazy danych korzysta wielu użytkowników, więc szanse na duplikację danych są bardzo wysokie. W systemie zarządzania bazą danych pliki danych są współdzielone, co z kolei minimalizuje powielanie danych.
  
• Oszczędność miejsca: DBMS ma dużo do zaoszczędzenia, ale integracja danych w DBMS pozwala zaoszczędzić znacznie więcej miejsca.
• Opłacalne: Wiele firm płaci tyle pieniędzy za przechowywanie swoich danych. Jeśli udało im się zapisać dane, oszczędzi to ich kosztów wprowadzania danych.
• Bezpieczeństwo: DBMS przechowuje wszystkie pliki danych na stałe i nie ma szans na utratę jakichkolwiek danych. Na przykład zdarzy ci się stracić niektóre dane, istnieje również metoda tworzenia kopii zapasowych i odzyskiwania, która może zapisać pliki danych organizacji. Tak więc DBMS jest bardzo bezpieczny.

Teraz zrozummy architekturę DBMS.

Architektura

Projektowanie DBMS zależy głównie od jego architektury. Architektura może być scentralizowana, zdecentralizowana lub hierarchiczna. Może być postrzegany jako jednopoziomowy lub wielopoziomowy. Możesz także mieć architekturę n-warstwową, która dzieli cały system na powiązane, ale niezależne n moduły, które mogą być niezależnie modyfikowane, zmieniane, zmieniane lub zastępowane.

Możesz mieć:

• Jednopoziomowy
• Dwupoziomowy
• Trzypoziomowy

Jednopoziomowy

Tutaj baza danych jest bezpośrednio dostępna dla użytkownika. Oznacza to, że użytkownik może bezpośrednio przebywać w systemie DBMS i z niego korzystać. Wszelkie zmiany wprowadzone w tym miejscu zostaną wykonane bezpośrednio w samej bazie danych. I nie zapewnia poręcznego narzędzia dla użytkowników końcowych.

1 warstwa jest używana, gdy klient, serwer i baza danych wszystkie znajdują się na tej samej maszynie. Za każdym razem, gdy instalujesz bazę danych w swoim systemie i uzyskujesz dostęp do zapytań SQL, używana jest architektura 1-warstwowa. Ale ta architektura jest rzadko używana w sekcji produkcyjnej.

Dwupoziomowy

Architektura dwuwarstwowa jest taka sama, jak podstawowy klient-serwer. W tej architekturze aplikacje po stronie klienta mogą bezpośrednio komunikować się z bazą danych po stronie serwera. Aby komunikować się z DBMS, aplikacja po stronie klienta nawiązuje połączenie z serwerem.

Za każdym razem, gdy komputer klienta wysyła żądanie dostępu do bazy danych znajdującej się na serwerze za pomocą SQL , serwer wykonuje żądanie w bazie danych i zwraca wynik z powrotem do klienta.

Trzypoziomowy

Architektura trójwarstwowa zawiera warstwę między klientem a serwerem. Tutaj klient nie może bezpośrednio komunikować się z serwerem. Użytkownik końcowy nie ma pojęcia o serwerze aplikacji. Baza danych nie ma również pojęcia o żadnym innym użytkowniku poza aplikacją.

Aplikacja obecna po stronie klienta współdziała z serwerem aplikacji, który z kolei komunikuje się z systemem bazy danych.

Ma trzy warstwy lub poziomy, a mianowicie warstwę prezentacji, warstwę aplikacji i warstwę bazy danych.

• Warstwa bazy danych: W tej warstwie obecna jest baza danych wraz z językami przetwarzania (Query). Masz również relacje, które definiują dane i ich ograniczenia na tym poziomie.

• Warstwa aplikacji: Jest również nazywany środkowym poziomem. Ta warstwa składa się z serwera aplikacji i programów, które uzyskują dostęp do bazy danych. Dla użytkownika ta warstwa aplikacji przedstawia abstrakcyjny widok bazy danych. Z drugiej strony warstwa bazy danych nie jest świadoma istnienia innych użytkowników poza warstwą aplikacji. Dlatego warstwa aplikacji znajduje się pośrodku i działa jako pośrednik między użytkownikiem końcowym a bazą danych.

• Poziom użytkownika: Nazywa się to również warstwą prezentacji. Użytkownicy końcowi działają w tej warstwie i nie wiedzą nic o istnieniu Bazy Danych poza tą warstwą. W tej warstwie wiele widoków Bazy Danych może dostarczyć aplikacja. Wszystkie widoki są generowane przez aplikacje obecne w warstwie aplikacji.

Teraz, gdy zrozumiałeś już architekturę, przejdźmy dalej i zrozummy komponenty DBMS.

Samouczek DBMS:komponenty

Mówiąc o komponentach DBMS, mamy:

• Sprzęt

Składa się z zestawu fizycznych urządzeń elektronicznych, takich jak urządzenia we/wy, urządzenia pamięci masowej i wiele innych. Zapewnia również interfejs między komputerami a systemami w świecie rzeczywistym.

• Oprogramowanie

Jest to zestaw programów używanych do kontrolowania i zarządzania ogólną bazą danych. Zawiera również samo oprogramowanie DBMS. System operacyjny, oprogramowanie sieciowe używane do udostępniania danych użytkownikom, aplikacje używane do uzyskiwania dostępu do danych w DBMS.

• Dane

System zarządzania bazą danych zbiera, przechowuje, przetwarza i uzyskuje dostęp do danych. Baza danych zawiera zarówno dane rzeczywiste lub operacyjne, jak i metadane.

• Procedura

Oto zasady i instrukcje dotyczące korzystania z Bazy Danych w celu projektowania i uruchamiania DBMS, aby kierować użytkownikami, którzy ją obsługują i zarządzają.

• Język dostępu do bazy danych

Służy do uzyskiwania dostępu do danych do iz bazy danych. Aby wprowadzić nowe dane, aktualizacja lub pobieranie wymaga danych z baz danych. Możesz napisać zestaw odpowiednich poleceń w języku dostępu do bazy danych, przesłać je do DBMS, który następnie przetwarza dane i generuje je, wyświetlając zestaw wyników w formie czytelnej dla użytkownika.

Teraz, gdy już zrozumieliście składniki bazy danych, przejdźmy dalej i zrozumcie typy.

Samouczek DBMS:typy

Poniżej przedstawiono różne typy DBMS:

• Hierarchiczny: Ten typ DBMS prezentuje styl relacji poprzednik-następca. Możesz uznać, że jest podobny do drzewa, w którym węzły drzewa reprezentują rekordy, a gałęzie drzewa reprezentują pola.

• Relacyjna baza danych (RDBMS): Ten typ ma strukturę, która pozwala użytkownikom identyfikować i uzyskiwać dostęp do danych powiązanych do innej części danych w bazie danych. Tutaj dane są przechowywane w formie tabel.

• Sieć: Ten typ systemu zarządzania bazą danych obsługuje wiele do wielu relacji, w których można połączyć wiele rekordów użytkowników.
• Zorientowany obiektowo: Wykorzystuje małe, indywidualne oprogramowanie zwane obiektami. Tutaj każdy obiekt zawiera fragment danych i instrukcje dotyczące działań, które należy wykonać z danymi.

Samouczek DBMS:modele danych

Modele danych w DBMS pomagają zdefiniować sposób modelowania logicznej struktury bazy danych. Modele danych są w zasadzie podstawowymi bytami, które wprowadzają abstrakcję w DBMS. Te modele danych określają również, w jaki sposób dane są ze sobą połączone oraz w jaki sposób są przetwarzane i przechowywane w systemie.

Dlaczego potrzebujesz tego modelu danych?

• Gwarantuje, że wszystkie obiekty danych wymagane przez bazę danych są dokładnie reprezentowane. Pomijanie danych czasami prowadzi do tworzenia błędnych raportów i daje nieprawidłowe wyniki.
• Model danych pomaga w projektowaniu bazy danych na poziomie koncepcyjnym, fizycznym i logicznym.
• Struktura pomaga zdefiniować tabele relacyjne, podstawowe i klucze obce i procedury składowane.
• Przydatne jest również zidentyfikowanie brakujących i nadmiarowych danych.

Ten model danych można dalej podzielić na następujące typy:

Typy modelu danych

1. 1. Koncepcyjny
   2. Fizyczne
   3. logiczne

Zobaczmy teraz, jak działają te modele danych.

Koncepcyjny

Ten typ modelu danych definiuje, co zawiera system. Model koncepcyjny jest ogólnie tworzony przez Data Architects. Celem jest uporządkowanie, określenie zakresu i zdefiniowanie koncepcji i zasad biznesowych.

W ramach Koncepcyjnych modeli danych dostępne są 3 podstawowe style:

• Podmiot
• Atrybut
• Związek

Można to nazwać modelem relacji z podmiotami.

Model relacji między jednostkami (ER) opiera się na idei rzeczywistych jednostek i relacji między nimi. Ten model ER najlepiej nadaje się do projektowania koncepcyjnego bazy danych.

Jednostka: Podmiot w modelu ER to rzeczywisty obiekt mający właściwości o nazwie Atrybuty . Każdy atrybut jest zdefiniowany przez zestaw wartości zwany Domenami .
Weźmy na przykład pod uwagę szczegóły Studenta. Szczegóły, takie jak imię i nazwisko, wiek, klasa, sekcja i wszystkie te elementy znajdują się w jednostce.

Związek: Logiczne powiązanie między podmiotami nazywa się R związek . Te relacje są mapowane z jednostkami na różne sposoby. Mapowanie (jeden do jednego, jeden do wielu, wiele do wielu) określa liczbę powiązań między dwoma podmiotami.

Teraz zrozummy fizyczny model danych.

Fizyczne

Fizyczny model danych pomaga w opisaniu implementacji modelu danych specyficznej dla bazy danych. Model danych fizycznych oferuje abstrakcję bazy danych i pomaga wygenerować schemat .

Ten model danych fizycznych pomaga również zwizualizować strukturę bazy danych. Pomaga również modelować klucze kolumn bazy danych, ograniczenia, indeksy , wyzwalacze i inne RDBMS funkcje.

Teraz zrozummy logiczny model danych.

logiczne

Logiczne modele danych pomagają w dodawaniu dalszych informacji do elementów modelu koncepcyjnego. Ten model definiuje strukturę elementów danych, a także ustala odpowiednie relacje między nimi.

Na tym poziomie nie jest zdefiniowany żaden klucz główny ani pomocniczy i musisz zweryfikować i dostosować szczegóły łącznika, które zostały ustawione wcześniej dla relacji.

Główną zaletą tego logicznego modelu danych jest zapewnienie podstawy do stworzenia podstawy dla modelu fizycznego.

Mam nadzieję, że jest to dla was jasne.

Kontynuując samouczek DBMS, spójrzmy na klucze w DBMS.

Samouczek DBMS:klucze

Klucze to najważniejsza koncepcja baz danych. Klucze odgrywają kluczową rolę w relacyjnej bazie danych. Służy do identyfikowania unikalnych wierszy w tabeli. Ustanawia również relacje między tabelami.

Dlaczego potrzebujesz tych kluczy w bazie danych?

Odpowiedzią na to byłoby:

• W rzeczywistej aplikacji tabela może zawierać tysiące lub nawet więcej rekordów. Ponadto zapisy można również duplikować. Klucze zapewniają, że możesz jednoznacznie zidentyfikować rekord tabeli pomimo wielu wyzwań.
• Klucze pozwalają również na ustanowienie relacji, a także zidentyfikowanie relacji między tabelami
• Klucze pomagają również wymusić tożsamość i integralność w związku.

Rodzaje kluczy

DBMS posiada różne klucze, które mają różne funkcje.

• Super klucz
• Klucz główny
• Klucz kandydata
• Klucz zagraniczny
• Klucz złożony

Omówmy najczęściej używane klucze w DBMS.

• • Klucz kandydata: Minimalny zestaw atrybutów, które mogą jednoznacznie identyfikować krotkę, jest znany jako klucz kandydujący. Relacja może zawierać więcej niż jeden klucz kandydujący, przy czym kluczem jest klucz prosty lub złożony.

  • Superklawisz: Zestaw atrybutów, które mogą jednoznacznie identyfikować krotkę, jest znany jako Super Key. Tak więc klucz kandydujący jest superkluczem, ale odwrotnie nie jest prawdą.

  • Klucz podstawowy: Zestaw atrybutów, których można użyć do jednoznacznej identyfikacji każdej krotki, jest również kluczem podstawowym. Tak więc, jeśli w relacji występują 3-4 klucze kandydujące, to jeden z nich może zostać wybrany jako klucz podstawowy.

• Alternatywny klucz: Klucz kandydujący inny niż klucz podstawowy jest wywoływany jako klucz alternatywny.

• Klucz obcy: Atrybut, który może przyjmować tylko wartości obecne jako wartości jakiegoś innego atrybutu, jest kluczem obcym atrybutu, do którego się odnosi.

Przechodząc do ostatniego tematu tego artykułu w samouczku DBMS, nauczmy się normalizacji w DBMS.

Normalizacja

Normalizacja to proces zmniejszania redundancji danych w tabeli, a także poprawy integralności danych. Dlaczego więc jest to wymagane? bez normalizacji w SQL możemy napotkać wiele problemów, takich jak

1. Anomalia wstawiania :Występuje, gdy nie możemy wstawić danych do tabeli bez obecności innego atrybutu
2. Zaktualizuj anomalię :Jest to niespójność danych, która wynika z nadmiarowości danych i częściowej aktualizacji danych.
3. Anomalia usuwania :Występuje, gdy niektóre atrybuty są tracone z powodu usunięcia innych atrybutów.

Poniższy obrazek pokazuje, jak działa normalizacja w SQL.

Na tym kończymy samouczek DBMS. Mam nadzieję, że masz jasność co do tematów omawianych w tym samouczku.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o MySQL i poznaj tę relacyjną bazę danych typu open source, a następnie zapoznaj się z naszym Szkoleniem certyfikacyjnym MySQL DBA który jest dostarczany z prowadzonym przez instruktora szkoleniem na żywo i doświadczeniem w rzeczywistych projektach. To szkolenie pomoże ci dogłębnie zrozumieć MySQL i pomoże ci osiągnąć mistrzostwo w tym temacie.

W przypadku pytań możesz umieścić je w sekcji komentarzy samouczka DBMS, a my wycofamy się najwcześniej.