Компьютерные системы хранения

В наши дни люди часто говорят о базах данных. Компьютеры составляют неотъемлемую часть современного общества, поэтому нередко можно услышать фразы вроде "Я поищу твою записьв базе данных". И речь идет не о больших ящиках, где хранятся груды папок, а о компьютерных системах, предназначенных для ускоренного поиска информации.

Компьютеры так прочно вошли в нашу жизнь, потому что их можно запрограммировать на выполнение утомительных, повторяющихся операций и решение задач, которые нам самим было бы не под силу решить без их вычислительной скорости и емкости информационных носителей. Помещение информации на бумагу и разработка схемы хранения бумаг в папках и картотеках — достаточно четко отработанный процесс, но многие вздохнули с облегчением, когда задача свелась к перемещению электронных документов в папки на жестком диске.

Одной из функций баз данных является упорядочение и индексация информации. Как и в библиотечной картотеке, не нужно просматривать половину архива, чтобы найти нужную запись. Все выполняется гораздо быстрее.

Не все базы данных создаются на основе одних и тех же принципов, но традиционно в них применяется идея организации данных в виде записей. Каждая запись имеет фиксированный набор полей. Записи помещаются в таблицы, а совокупность таблиц формирует базу данных.

Для работы с базой данных необходима СУБД (система управления базами данных), т.е. программа, которая берет на себя все заботы, связанные с доступом к данным. Она содержит команды, позволяющие создавать таблицы, вставлять в них записи, искать и даже удалять таблицы..

MySQL - это быстрая, надежная, открыто распространяемая СУБД. MySQL, как и многие другие СУБД, функционирует по модели "клиент/сервер". Под этим подразумевается сетеваяархитектура, в которой компьютеры играют роли клиентов либо серверов. На рис. 1.1 изображена схема передачи информации между компьютером клиента и жестким диском сервера.

Рис. 1.1.Схема передачи данных в архитектуре "клиент/сервер"

СУБД управляет одной или несколькими базами данных. База данных представляет собой совокупность информации, организованной в виде множеств. Каждое множество содержит записи унифицированного вида. Сами записи состоят из полей. Обычно множества называют таблицами, а записи — строками таблиц.

Такова логическая модель данных. На жестком диске вся база данных может находиться в одном файле. В MySQL для каждой базы данных создается отдельный каталог, а каждой таблице соответствуют три файла. В других СУБД могут использоваться иные принципы физического хранения данных.

Строки таблиц могут быть связаны друг с другом одним из трех способов. Простейшее отношение — "один к одному". В этом случае строка первой таблицы соответствует одной единственной строке второй таблицы. На диаграммах такое отношение выражается записью 1:1.

Отношение "один ко многим" означает ситуацию, когда строка одной таблицы соответствует нескольким строкам другой таблицы. Это наиболее распространенный тип отношений. На диаграммах он выражается записью 1:N.

Наконец, при отношении "многие ко многим" строки первой таблицы могут быть связаны с произвольным числом строк во второй таблице. Такое отношение записывается как N:M.

СУБД

Программист, работающий с базой данных, не заботится о том, как эти данные хранятся, и приложения, взаимодействующие с СУБД, не знают о способе записи данных на диск. "Снаружи" виден лишь логический образ данных, и это позволяет менять код СУБД, не затрагивая код самих приложений.

Подобная обработка данных осуществляется посредством языка четвертого поколения (4GL), который поддерживает запросы, записываемые и исполняемые немедленно. Данные быстро утрачивают свою актуальность, поэтому скорость доступа к ним важна. Кроме того, программист должен иметь возможность формулировать новые запросы. Они называются нерегламентированными (ad hoc), поскольку не хранятся в самой базе данных и служат узкоспециализированным целям.

Язык четвертого поколения позволяет создавать схемы — точные определения данных и отношений между ними. Схема хранится как часть базы данных и может быть изменена без ущерба для данных.

Схема предназначена для контроля целостности данных. Если, к примеру, объявлено, что поле содержит целочисленные значения, то СУБД откажется записывать в него числа с плавающей запятой или строки. Отношения между записями тоже четко контролируются, и несогласованные данные не допускаются. Операции можно группировать в транзакции, выполняемые попринципу "все или ничего".

СУБД обеспечивает безопасность данных. Пользователям предоставляются определенные права доступа к информации. Некоторым пользователям разрешено лишь просматривать данные, тогда как другие пользователи могут менять содержимое таблиц.

СУБД поддерживает параллельный доступ к базе данных. Приложения могут обращаться к базе данных одновременно, что повышает общую производительность системы. Кроме того, отдельные операции могут "распараллеливаться" для еще большего улучшения производительности.

Наконец, СУБД помогает восстанавливать информацию в случае непредвиденного сбоя, незаметно для пользователей создавая резервные копии данных. Все изменения, вносимые в базу данных, регистрируются, поэтому многие операции можно отменять и выполнять повторно.