Mikä on DBMS (tietokannan hallintajärjestelmä)?
Fiona Brown
⚡ Älykäs yhteenveto
Tietokannan hallintajärjestelmä (DBMS) on erikoisohjelmisto, joka tallentaa, hakee ja hallinnoi jäsenneltyä dataa samalla varmistaen tietoturvan, eheyden ja usean käyttäjän samanaikaisuuden valvonnan. DBMS-alustat vähentävät redundanssia, keskittävät käyttöoikeudet ja tehostavat kriittisiä toimintoja pankki-, lentoyhtiö-, yliopisto- ja valmistusteollisuudessa.
Mikä on DBMS?
Tietokannan hallintajärjestelmä (DBMS) on ohjelmisto käyttäjien tietojen tallentamiseen ja hakemiseen asianmukaisia turvatoimenpiteitä soveltaen. Se koostuu joukosta ohjelmia, jotka käsittelevät tietokantaa. Tietokannan hallintajärjestelmä hyväksyy sovelluksen tietopyynnön ja ohjeistaa käyttöjärjestelmää toimittamaan tarvittavat tiedot. Suurissa järjestelmissä tietokannan hallintajärjestelmä auttaa käyttäjiä ja muita kolmannen osapuolen ohjelmistoja tallentamaan ja hakemaan tietoja tehokkaasti.
DBMS:n avulla käyttäjät voivat luoda omia tietokantoja vaatimustensa mukaan. Termi "DBMS" sisältää käyttäjän tietokanta ja muut sovellusohjelmat. Se tarjoaa rajapinnan datan ja ohjelmistosovelluksen välille, mikä suojaa loppukäyttäjiä taustalla olevan tallennustilan monimutkaisuudelta.
Esimerkki DBMS:stä
Määritelmän konkreettiseksi tekemiseksi tarkastellaan, miten tietokannan hallintajärjestelmä toimii todellisessa tilanteessa.
Katsotaanpa yksinkertaista esimerkkiä yliopiston tietokannasta. Tämä tietokanta ylläpitää tietoja opiskelijoista, kursseista ja arvosanoista yliopistoympäristössä. Tietokanta on järjestetty viiteen tiedostoon:
- STUDENT-tiedosto tallentaa kunkin opiskelijan tiedot.
- COURSE-tiedosto sisältää tiedot jokaisesta kurssista.
- SECTION-tiedosto tallentaa tietoja tietyn kurssin osioista.
- GRADE-tiedosto tallentaa opiskelijoiden eri osioissa saamat arvosanat.
- TUTOR-tiedosto sisältää tiedot jokaisesta professorista.
Tämän tietokannan hallintajärjestelmän määrittäminen:
- Meidän on määritettävä kunkin tiedoston tietueiden rakenne määrittelemällä kuhunkin tietueeseen tallennettavat erityyppiset tietoelementit.
- Voimme myös käyttää koodausmallia esittämään tietokohteen arvot.
- Pohjimmiltaan tietokannassa on viisi taulukkoa, joissa on viiteavaimet määriteltynä eri taulukoiden välille suhteiden ylläpitämiseksi.
DBMS:n ominaisuudet
Perustallennustilan lisäksi tietokannan hallintajärjestelmä tarjoaa runsaasti ominaisuuksia, jotka erottavat sen tavallisista tiedostojärjestelmistä. Tässä ovat tietokannan hallintajärjestelmän tärkeimmät ominaisuudet:
- Tarjoaa turvallisuutta ja poistaa päällekkäisyyksiä.
- Tietokantajärjestelmän itseään kuvaava luonne datasanakirjan avulla.
- Eristys ohjelmien ja datan välillätracseen.
- Useiden datanäkymien tuki eri käyttäjärooleille.
- Tiedon jakaminen ja usean käyttäjän tapahtumien käsittely.
- Sallii entiteettien ja niiden välisten relaatioiden muodostaa taulukoita.
- Noudattaa ACID-konseptia (Atomjääisyys, johdonmukaisuus, eristys ja kestävyys).
- Tukee monen käyttäjän ympäristöä, jonka avulla käyttäjät voivat käyttää ja käsitellä tietoja rinnakkain.
DBMS vs. Flat File
Nyt kun ominaisuudet ovat selvät, on hyödyllistä tarkastella, miten tietokannan hallintajärjestelmä vertautuu yksinkertaisempaan tiedostojärjestelmään. Seuraava taulukko korostaa tietokannan hallintajärjestelmien ja tiedostojärjestelmien keskeisiä eroja:
| DBMS | Litteä tiedostonhallintajärjestelmä |
|---|---|
| Monen käyttäjän pääsy | Ei tue usean käyttäjän pääsyä |
| Suunniteltu täyttämään pienten ja suurten yritysten tarpeet | Rajoitettu vain pienempiin järjestelmiin |
| Poistaa redundanssin ja varmistaa tietojen eheyden | Redundanssi- ja eheysongelmat |
| Aluksi kallis, mutta pitkällä aikavälillä alhaisemmat kokonaiskustannukset | Halvempi ennakkohinta |
| Helppo toteuttaa monimutkaisia liiketoimia | Ei tukea monimutkaisille tapahtumille |
| Tukee varmuuskopiointi- ja palautustoimintoja | Rajoitettu tai ei lainkaan sisäänrakennettua varmuuskopiointia ja palautusta |
DBMS: n edut
Yllä oleva vertailu selittää, miksi organisaatiot investoivat tietokannan hallintajärjestelmiin (DBMS). Tässä ovat tietokannan hallintajärjestelmien käytön tärkeimmät edut:
- Tietokannan hallintajärjestelmät tarjoavat useita tekniikoita tiedon tallentamiseen ja hakemiseen.
- Tietokannan hallintajärjestelmä toimii tehokkaana käsittelijänä tasapainottaen useiden samaa dataa käyttävien sovellusten tarpeita.
- Yhtenäiset tiedonhallintamenettelyt.
- Sovellusohjelmoijat eivät koskaan ole alttiina tietojen esittämisen ja tallennuksen yksityiskohdille.
- DBMS käyttää useita tehokkaita toimintoja tietojen tallentamiseen ja hakemiseen tehokkaasti.
- Tarjoaa tietojen eheyden ja turvallisuuden.
- Tietokannan hallintajärjestelmä soveltaa eheysrajoituksia saavuttaakseen korkean suojaustason luvatonta pääsyä tietoihin vastaan.
- Tietokannan hallintajärjestelmä aikatauluttaa samanaikaisen pääsyn tietoihin, jotta käyttäjät voivat toimia turvallisesti ilman tietoristiriitoja.
- Lyhennetty sovelluskehitysaika uudelleenkäytettävien kyselyrajapintojen ansiosta.
DBMS: n haitat
Tietokannan hallintajärjestelmä voi tarjota paljon etuja, mutta sillä on myös tiettyjä rajoituksia, jotka on otettava huomioon ennen käyttöönottoa:
- Tietokannan hallintajärjestelmän laitteiston ja ohjelmiston kustannukset ovat melko korkeat, mikä lisää organisaatiosi budjettia.
- Useimmat tietokannan hallintajärjestelmät ovat usein monimutkaisia, joten käyttäjiä on koulutettava käyttämään DBMS-järjestelmää.
- Joissakin organisaatioissa kaikki tiedot on integroitu yhdeksi tietokannaksi, joka voi vaurioitua sähkövian tai tallennusvälineen vioittumisen vuoksi.
- Saman ohjelman käyttö samanaikaisesti useiden käyttäjien toimesta johtaa joskus tietojen menetykseen, jos lukitusta ei hallita asianmukaisesti.
- Tietokannan hallintajärjestelmä ei ole optimoitu monimutkaisiin tieteellisiin tai teknisiin laskelmiin.
DBMS-tyypit
Tietokannan hallintajärjestelmät eivät ole kaikki samanlaisia. Ne eroavat toisistaan sen perusteella, miten ne järjestävät ja liittävät tietoja sisäisesti. Katso alla olevasta kaaviosta visuaalinen yleiskatsaus tietokannan hallintajärjestelmien pääluokkiin.
Tietokannan hallintajärjestelmien neljä päätyyppiä ovat:
- Hierarkkinen tietokanta
- Verkkotietokanta
- Relaatiotietokanta
- Olio-tietokanta
Hierarkkinen DBMS
Hierarkkisessa tietokannassa tiedot on järjestetty puumaiseen rakenteeseen. Tiedot tallennetaan hierarkkisesti (ylhäältä alas tai alhaalta ylös) ja ne esitetään vanhempi-lapsi-suhteen avulla. Vanhemmilla voi olla useita lapsia, mutta lapsilla on vain yksi vanhempi.
Verkkomalli
Verkkotietokantamalli sallii jokaisella lapsella olla useita vanhempia. Se auttaa mallintamaan monimutkaisempia suhteita, kuten tilausten/osien monta-moneen-suhteita. Tässä mallissa yksiköt on järjestetty graafiksi, johon pääsee käsiksi useiden polkujen kautta.
Suhteellinen malli
Relaatiotietokantojen hallintajärjestelmä on yleisimmin käytetty tietokantojen hallintajärjestelmämalli yksinkertaisuutensa vuoksi. Tämä malli perustuu tietojen järjestämiseen taulukoiden riveille ja sarakkeisiin ja näiden taulukoiden normalisointiin redundanssin poistamiseksi. Relaatiotietokantoja käsitellään käyttämällä SQL.
Olio-malli
Oliopohjaisessa mallissa data tallennetaan objektien muodossa. Rakennetta kutsutaan luokiksi, jotka näyttävät dataa sen sisällä. Se määrittelee tietokannan kokoelmaksi objekteja, jotka tallentavat sekä datajäsenten arvot että niihin liittyvät toiminnot.
Milloin tietokannan hallintajärjestelmää ei pidä käyttää
Vaikka tietokannan hallintajärjestelmä tarjoaa vahvoja ominaisuuksia, se ei sovi kaikkiin skenaarioihin:
- Kun sinulla ei ole budjettia tai asiantuntemusta tietokannan hallintajärjestelmän (DBMS) käyttämiseen, kevyet vaihtoehdot, kuten Excel, CSV tai flat-tiedostot, voivat toimia tarkoitukseen.
- Web 2.0 -sovelluksille ja strukturoimattomalle datalle on parempi käyttää EiSQL DBMS ratkaisuja sen sijaan.
DBMS:n käyttäjät
Kun tietokannan hallintajärjestelmä on otettu käyttöön, useat roolit ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa päivittäin. Seuraavassa taulukossa luetellaan tietokannan hallintajärjestelmän käyttäjien eri luokat:
| Käyttäjäluokka | Tehtävä |
|---|---|
| Sovellusohjelmoijat | Kirjoita ohjelmia eri ohjelmointikielillä tietokantojen kanssa vuorovaikutukseen. |
| Tietokannan ylläpitäjät (DBA) | Vastaa koko tietokannan hallintajärjestelmästä, mukaan lukien tietoturva ja varmuuskopiot. |
| Loppukäyttäjät | Ole vuorovaikutuksessa tietokannan kanssa suorittaaksesi toimintoja, kuten tietojen hakemista, päivittämistä ja poistamista. |
DBMS:n sovellus
Päivittäisestä pankkitoiminnasta globaaliin logistiikkaan, tietokannan hallintajärjestelmät tukevat laajaa kirjoa toimialoja. Alla on lueteltu suositut tietokantajärjestelmäsovellukset:
| Sektori | DBMS:n käyttö |
|---|---|
| Pankkitoiminta | Asiakastietoihin, tilitoimintoihin, maksuihin, talletuksiin, lainoihin jne. |
| Airlines | Varaukset ja aikataulutiedot. |
| Yliopistot | Opiskelijatiedot, kurssi-ilmoittautumiset, korkeakoulut ja arvosanat. |
| Tietoliikenne | Puhelutietojen, kuukausittaisten laskujen ja saldojen ylläpitämiseksi. |
| Rahoittaa | Tietojen tallentamiseen rahoitusvälineiden, kuten osakkeiden ja joukkovelkakirjalainojen, osakkeista, myynneistä ja ostoista. |
| Myynti | Asiakas-, tuote- ja myyntitietojen tallentamiseen. |
| valmistus | Toimitusketjun hallintaan track nimikkeiden tuotanto ja varastotilanteen seuranta varastoissa. |
| Henkilöstöjohtaminen | Tietoja työntekijöistä, palkoista, palkanlaskennasta, vähennyksistä ja palkanmuodostuksesta. |
Suosittu DBMS-ohjelmisto
Useat kaupalliset ja avoimen lähdekoodin tietokannan hallintajärjestelmät hallitsevat markkinoita nykyään. Tässä on luettelo joistakin suosituista tietokannan hallintajärjestelmistä:
- MySQL
- Microsoft Pääsy
- Oracle Database
- PostgreSQL
- dBASEn
- Foxkohti
- SQLite
- IBM Db2
- LibreOffice pohja
- MariaDB
- Microsoft SQL Server
Miten tekoäly muuttaa tietokannan hallintajärjestelmiä
Yllä lueteltujen perinteisten alustojen pohjalta tekoälyä ollaan nyt uudistamassaping miten tietokannat toimivat. Nykyaikaiset tietokannan hallintajärjestelmät sisältävät koneoppimista kyselyiden optimoinnin automatisoimiseksi, pullonkaulojen ennustamiseksi ja poikkeavuuksien havaitsemiseksi reaaliajassa. Alustat, kuten Oracle Autonominen tietokanta käyttää tekoälyä itsesäätöön, automaattiseen indeksointiin ja korjauspäivityksiin ilman käyttökatkoksia. Luonnollisen kielen käsittely mahdollistaa myös ei-teknisten käyttäjien tehdä tietokantakyselyitä selkokielellä SQL:n kirjoittamisen sijaan. Tämän seurauksena järjestelmänvalvojat käyttävät vähemmän aikaa toistuvaan säätöön ja enemmän aikaa arkkitehtuuriin, hallintaan ja suorituskyvyn suunnitteluun.
DBMS:n historia
Tietokannan hallinnan järjestelmien alkuperän ymmärtäminen tarjoaa hyödyllistä kontekstia nykypäivän järjestelmille. Tässä ovat tärkeimmät virstanpylväät tietokannan hallinnan historiasta:
- 1960 – Charles Bachman suunnitteli ensimmäisen tietokannan hallintajärjestelmän, Integrated Data Storen (IDS).
- 1966 - IBM kehitti Apollo-avaruusohjelman tiedonhallintajärjestelmän (IMS).
- 1970 – Edgar F. Codd julkaisi uraauurtavan artikkelinsa, jossa hän esitteli relaatiomallin.
- 1976 – Peter Chen loi ja määritteli entiteetti-suhdemallin, joka tunnetaan myös nimellä ER-malli.
- 1980 - The Suhteellinen malli siitä tuli laajalti hyväksytty tietokannan osa.
- 1985 – Oliopohjaisten tietokannan hallintajärjestelmien kehitys alkoi.
- 1990-luku – Olio-orientaation sisällyttäminen relaatiotietokantojen hallintajärjestelmiin.
- 1992 - Microsoft toimitti MS Accessin, henkilökohtaisen tietokannan hallintajärjestelmän, joka syrjäytti muut henkilökohtaiset tietokannan hallintatuotteet.
- 1995 – Ensimmäiset internet-tietokantasovellukset ilmestyivät.
- 1997 – XML:ää sovellettiin tietokantojen käsittelyyn. Monet toimittajat alkoivat integroida XML:ää tietokannan hallintajärjestelmiin.
