Как файлы и файловые структуры классифицируются в базах данных

Обновлено: 02.07.2024

Последние два года продемонстрировали жизненно важную роль аналитики, и даже несмотря на ослабление некоторых ограничений, связанных с COVID-19, многие организации сейчас .

Организации внедряют модель совместной аналитики, чтобы задействовать весь потенциал своих сотрудников и увеличить объем данных.

Обновление платформы поставщика подчеркивает его внимание к приложениям как способу расширения аналитики для большего числа бизнес-пользователей.

Удвоив свою инициативу RPA, ServiceNow представила версию своей платформы Now для Сан-Диего, которая содержит центр RPA и a.

Nvidia представляет новую архитектуру GPU, суперкомпьютеры и чипы, которые вместе помогут разработчикам в создании аппаратного обеспечения.

Intel оптимистично настроена, что ее дорожная карта процессоров может вернуть компанию на первое место, но компания сталкивается со сложной перспективой .

Поставщик базы данных как услуги расширил возможности сбора данных об изменениях в своей облачной базе данных с помощью технологий из своего .

Поставщик платформы "база данных как услуга" стремится облегчить разработчикам создание приложений, управляемых данными, и возврат к исходному состоянию.

Хранилище данных Apache Pinot OLAP с открытым исходным кодом стало проще в развертывании, управлении и эксплуатации в облаке благодаря улучшенному .

Считаете, что готовы к сертификационному экзамену AWS Certified Solutions Architect? Проверьте свои знания, ответив на эти 12 вопросов и.

Amazon заявила, что ее система мониторинга микроавтобусов предназначена исключительно для обеспечения безопасности водителей. Но многие отраслевые эксперты обеспокоены этим.

Amazon хотела бы укрепить свое глобальное присутствие, но гигант электронной коммерции сегодня сталкивается с препятствиями и проблемами, которых не было.

Oracle планирует приобрести Cerner в рамках сделки на сумму около 30 млрд долларов. Второй по величине поставщик электронных медицинских карт в США может вдохнуть новую жизнь .

Верховный суд постановил 6-2, что API-интерфейсы Java, используемые в телефонах Android, не подпадают под действие американского закона об авторском праве.

В этом руководстве рассматриваются возможности Oracle Autonomous Database для пользователей Oracle и вопросы, которые следует учитывать организациям.

Генеральный директор Sitecore Стив Цикакис вступил во владение во время пандемии — на фоне стремительного роста — и переосмыслил компанию как цифровую.

Организации, планирующие миграцию контента, должны проверить целостность файлов и убедиться, что файлы не были повреждены при перемещении. Файл .

Успешное развертывание ECM требует планирования. Менеджеры контента должны учитывать жизненный цикл контента своей организации, безопасность .

Технические предварительные версии System Center Configuration Manager позволяют клиентам Майкрософт протестировать и отправить отзыв компании.

Уязвимость в системе локального почтового сервера является одной из трех критических ошибок из 71 ошибки, исправленной в .

Запуск Software License Manager из командной строки или использование служб управления ключами для автоматической активации может обойти это.

База данных состоит из огромного количества данных. Данные сгруппированы в таблице в СУБД, и каждая таблица имеет связанные записи. Пользователь может видеть, что данные хранятся в виде таблиц, но на самом деле этот огромный объем данных хранится в физической памяти в виде файлов.

Файл. Файл называется набором связанной информации, записанной во вторичном хранилище, таком как магнитные диски, магнитные таблицы и оптические диски.

Что такое файловая организация?
Организация файла относится к логическим отношениям между различными записями, составляющими файл, особенно в отношении средств идентификации и доступа к любой конкретной записи. Проще говоря, хранение файлов в определенном порядке называется файловой организацией. Файловая структура относится к формату меток и блоков данных, а также любой записи логического управления.

Типы организации файлов —

Для упорядочения файлов были введены различные методы. Эти конкретные методы имеют преимущества и недостатки в зависимости от доступа или выбора. Таким образом, программист должен выбрать наиболее подходящий метод организации файлов в соответствии со своими требованиями.
Некоторые типы организации файлов:

Последовательная организация файлов
Организация кучи файлов
Организация файла хеша
Организация файлов B+ Tree
Кластерная организация файлов

Мы обсудим каждую из файловых организаций в следующих частях этой статьи вместе с различиями и преимуществами/недостатками каждого метода файловой организации.

Последовательная организация файлов —

Метод стопки файлов. Этот метод довольно прост, при котором мы сохраняем записи в последовательности, т. е. одну за другой в том порядке, в котором они вставлены в таблицы.

Вставка новой записи.
Пусть R1, R3 и так далее до R5 и R4 будут четырьмя записями в последовательности. Здесь записи — это не что иное, как строка в любой таблице.Допустим, в последовательность нужно вставить новую запись R2, тогда она просто помещается в конец файла.

Метод отсортированного файла. В этом методе, как следует из самого названия, всякий раз, когда необходимо вставить новую запись, она всегда вставляется в отсортированном (по возрастанию или по убыванию) порядке. Сортировка записей может быть основана на любом первичном или любом другом ключе.

Вставка новой записи.
Предположим, что уже существует отсортированная последовательность из четырех записей R1, R3 и так далее до R7 и R8. Предположим, что в последовательность нужно вставить новую запись R2, тогда она будет вставлена в конец файла и затем отсортирует последовательность.

Быстрый и эффективный метод обработки огромного объема данных.
Простой дизайн.
Файлы можно легко хранить на магнитных лентах, т. е. это более дешевый механизм хранения.

Потери времени, поскольку мы не можем перейти к конкретной записи, которая требуется, но мы должны двигаться последовательно, что отнимает наше время.
Метод сортировки файлов неэффективен, так как требует времени и места для сортировки записей.

Организация кучи файлов –

Организация кучи файлов работает с блоками данных. В этом методе записи вставляются в конец файла, в блоки данных. В этом методе не требуется сортировки или упорядочения. Если блок данных заполнен, новая запись сохраняется в каком-то другом блоке. Здесь другим блоком данных не обязательно должен быть следующий блок данных, но это может быть любой блок в памяти. В обязанности СУБД входит хранение и управление новыми записями.

Вставка новой записи.
Предположим, что у нас есть четыре записи в куче R1, R5, R6, R4 и R3, и предположим, что тогда в куче должна быть вставлена новая запись R2, поскольку последний блок данных, т.е. блок данных 3 заполнен, он будет вставлен в любой из блоков данных, выбранных СУБД, скажем, в блок данных 1.

Если мы хотим найти, удалить или обновить данные в файловой организации кучи, мы будем проходить данные с начала файла, пока не получим запрошенную запись. Таким образом, если база данных очень большая, поиск, удаление или обновление записи займет много времени.

Относительные данные и информация хранятся вместе в файловых форматах. Файл — это последовательность записей, хранящихся в двоичном формате. Дисковод отформатирован в несколько блоков, которые могут хранить записи. Записи файлов сопоставляются с этими блоками диска.

Организация файлов

Организация файлов определяет, как записи файлов сопоставляются с блоками диска. У нас есть четыре типа файловой организации для организации файловых записей —

Организация кучи файлов

Когда файл создается с использованием организации кучи файлов, операционная система выделяет область памяти для этого файла без каких-либо дополнительных учетных данных. Записи файлов могут быть размещены в любом месте этой области памяти. Программное обеспечение отвечает за управление записями. Файл кучи не поддерживает порядок, последовательность или индексацию сам по себе.

Последовательная организация файлов

Каждая запись файла содержит поле данных (атрибут) для уникальной идентификации этой записи. При последовательной файловой организации записи размещаются в файле в некотором последовательном порядке на основе уникального поля ключа или ключа поиска. Практически невозможно хранить все записи последовательно в физической форме.

Организация файла хеша

Хэш-файловая организация использует вычисление хэш-функции для некоторых полей записей. Выходные данные хеш-функции определяют расположение блока диска, в котором должны быть размещены записи.

Кластерная файловая организация

Кластерная организация файлов считается неподходящей для больших баз данных. В этом механизме связанные записи из одного или нескольких отношений хранятся в одном и том же блоке диска, то есть порядок записей не основан на первичном ключе или ключе поиска.

Операции с файлами

Операции с файлами базы данных можно разделить на две категории:

Операции обновления

Операции поиска

Операции обновления изменяют значения данных путем вставки, удаления или обновления. С другой стороны, операции извлечения не изменяют данные, а извлекают их после необязательной условной фильтрации. В обоих типах операций отбор играет значительную роль. Помимо создания и удаления файла, может быть несколько операций, которые можно выполнять с файлами.

Открыть — файл можно открыть в одном из двух режимов: режиме чтения или режиме записи. В режиме чтения операционная система не позволяет никому изменять данные. Другими словами, данные доступны только для чтения. Файлы, открытые в режиме чтения, могут совместно использоваться несколькими объектами. Режим записи позволяет изменять данные. Файлы, открытые в режиме записи, доступны для чтения, но не для совместного использования.

Найдите — у каждого файла есть указатель файла, который указывает текущую позицию, в которой данные должны быть прочитаны или записаны. Этот указатель можно настроить соответствующим образом. С помощью операции поиска (искать) его можно перемещать вперед или назад.

Чтение — по умолчанию, когда файлы открываются в режиме чтения, указатель файла указывает на начало файла. Есть варианты, когда пользователь может сообщить операционной системе, где находится указатель файла во время открытия файла. Читаются самые следующие данные к указателю файла.

Запись — пользователь может открыть файл в режиме записи, что позволяет ему редактировать его содержимое. Это может быть удаление, вставка или модификация. Указатель файла может располагаться в момент открытия или динамически изменяться, если это позволяет операционная система.

Закрыть — это самая важная операция с точки зрения операционной системы. Когда генерируется запрос на закрытие файла, операционная система

снимает все блокировки (в общем режиме),
сохраняет данные (если они были изменены) на вторичном носителе и
освобождает все буферы и обработчики файлов, связанные с файлом.

Важную роль здесь играет организация данных внутри файла. Процесс поиска указателя файла на нужную запись внутри файла зависит от того, расположены ли записи последовательно или сгруппированы.

Системы управления базами данных можно классифицировать на основе нескольких критериев, таких как модель данных, количество пользователей и распределение базы данных, которые описаны ниже.

Классификация на основе модели данных

Сегодня наиболее популярной моделью данных является реляционная модель данных. Эту модель поддерживают известные СУБД, такие как Oracle, MS SQL Server, DB2 и MySQL. Другие традиционные модели, такие как иерархические модели данных и сетевые модели данных, все еще используются в промышленности в основном на платформах мэйнфреймов. Однако из-за своей сложности они обычно не используются. Все они называются традиционными моделями, поскольку они предшествовали реляционной модели.

В последние годы были представлены новые объектно-ориентированные модели данных. Эта модель представляет собой систему управления базами данных, в которой информация представлена в виде объектов, используемых в объектно-ориентированном программировании. Объектно-ориентированные базы данных отличаются от реляционных баз данных, которые ориентированы на таблицы. Системы управления объектно-ориентированными базами данных (ООСУБД) сочетают возможности баз данных с возможностями объектно-ориентированного языка программирования.

Объектно-ориентированные модели не получили широкого распространения, как ожидалось. Некоторыми примерами объектно-ориентированных СУБД являются O2, ObjectStore и Jasmine.

Классификация на основе номеров пользователей

Классификация СУБД может основываться на количестве поддерживаемых ею пользователей. Это может быть однопользовательская система баз данных, которая одновременно поддерживает одного пользователя, или многопользовательская система баз данных, которая поддерживает несколько пользователей одновременно.

Классификация на основе распределения базы данных

Существует четыре основных системы распространения систем баз данных, которые, в свою очередь, можно использовать для классификации СУБД.

Централизованные системы

При использовании централизованной системы баз данных СУБД и база данных хранятся на одном сайте, который также используется несколькими другими системами. Это показано на рис. 6.1.

<р> Рисунок 6.1. Пример централизованной системы баз данных.

В начале 1980-х многие канадские библиотеки использовали GEAC 8000 для преобразования своих ручных карточных каталогов в машиночитаемые централизованные системы каталогов. В каждом книжном каталоге было поле штрих-кода, похожее на поле для продуктов в супермаркете.

Распределенная система баз данных

В системе распределенной базы данных фактическая база данных и программное обеспечение СУБД распространяются с различных сайтов, соединенных компьютерной сетью, как показано на рис. 6.2.

<р> Рисунок 6.2. Пример системы распределенной базы данных.

Однородные распределенные системы баз данных

Однородные распределенные системы баз данных используют одно и то же программное обеспечение СУБД с разных сайтов. Обмен данными между этими различными сайтами может быть легко осуществлен. Например, библиотечные информационные системы одного и того же поставщика, такого как Geac Computer Corporation, используют одно и то же программное обеспечение СУБД, что позволяет легко обмениваться данными между различными сайтами библиотек Geac.

Гетерогенные распределенные системы баз данных

В гетерогенной распределенной системе баз данных разные сайты могут использовать разное программное обеспечение СУБД, но существует дополнительное общее программное обеспечение для поддержки обмена данными между этими сайтами. Например, различные системы библиотечных баз данных используют один и тот же формат машиночитаемой каталогизации (MARC) для поддержки обмена данными библиотечных записей.

централизованная система баз данных: СУБД и база данных хранятся на одном сайте, который также используется несколькими другими системами

система распределенной базы данных: фактическая база данных и программное обеспечение СУБД распространяются с различных сайтов, соединенных компьютерной сетью

гетерогенная распределенная система баз данных: разные сайты могут использовать разное программное обеспечение СУБД, но существует дополнительное общее программное обеспечение для поддержки обмена данными между этими сайтами

гомогенные распределенные системы баз данных: используйте одно и то же программное обеспечение СУБД на нескольких сайтах

многопользовательская система баз данных: система управления базами данных, которая поддерживает одновременную работу нескольких пользователей

объектно-ориентированная модель данных: система управления базами данных, в которой информация представлена в виде объектов, используемых в объектно-ориентированном программировании

система однопользовательской базы данных: система управления базой данных, которая одновременно поддерживает одного пользователя

традиционные модели: модели данных, которые предшествовали реляционной модели

Приведите три примера наиболее популярных используемых реляционных баз данных.
В чем разница между централизованными и распределенными системами баз данных?
В чем разница между однородными распределенными системами баз данных и гетерогенными распределенными системами баз данных?

Атрибуция

Эта глава Проектирование базы данных (включая изображения, если не указано иное) является производной копией книги «Концепции системы баз данных» Нгуена Ким Аня, лицензированной по лицензии Creative Commons Attribution License 3.0

Векторная иллюстрация концепции защиты электронной почты. Электронная почта - конверт с файлом документа и вложением файловой системы, одобренной безопасностью.

База данных в вычислительной технике — это деятельность по хранению информации и доступу к ней в электронном виде. Для сбора и анализа данных нам потребовалось программное обеспечение, СУБД (система управления базами данных). Программное обеспечение СУБД взаимодействует с пользователем, различными типами приложений для анализа данных. База данных плоских файлов — это система, которая хранит данные в двумерной базе данных в виде строк или записей и столбцов в таблице. Давайте изучим некоторые важные особенности плоских файлов.

Что такое плоский файл?
Как работает база данных неструктурированных файлов?
Различные типы плоских файлов
Как отличить простые файлы от другой базы данных?
Для чего он используется?

Что такое плоский файл?

Плоский файл часто используется для описания базы данных плоских файлов в вычислительной технике. Обычно плоский файл представляет собой буквенно-цифровой файл, структура которого стандартна. Плоские файлы хранят собранные данные или информацию в файле в таком формате, как строка и столбец. Столбец представляет измерение базы данных, а строка предназначена для конкретной записи или записи.

Текстовая база данных — это другое название базы данных плоских файлов, поскольку она хранит информацию в текстовом формате. Этот тип базы данных не имеет текстового процессора и структурированной разметки; следовательно, обычно это формат текстового файла. Он не содержит многочисленных таблиц, как реляционные базы данных. У него также нет папки.

В таких операционных системах, как Windows и Linux, для запуска операционной системы (ОС) используется плоский файл. Это гарантирует, что ни один из файлов, работающих в операционной системе, не нанесет вреда. Одним из обычных и важных примеров плоского файла является . CSV-файл (значение, разделенное запятыми). В файле значений, разделенных запятыми, информация, хранящаяся в таблице, представлена текстом строк ASCII (американский стандартный код для обмена информацией).

Как работает база данных плоских файлов?

Из-за плоской структуры один только плоский файл не может анализировать данные. Для импорта требуется дополнительное приложение. Импорт данных в первую очередь зависит от дизайна файла.Если мы импортируем неправильную структуру файла в СУБД, то происходит появление некоторых пробелов, которые могут повлиять на достоверность. Первая строка базы данных плоских файлов содержит поля, необходимые для распознавания категорий данных.

Мы рассмотрели две структуры плоских файлов в зависимости от хранимой информации и спецификации, учитываемой при преобразовании данных в плоские файлы.

Фиксированная ширина:

Фиксированная ширина в плоском файле работает, чтобы изолировать конкретную запись данных в одном столбце и обеспечить фиксированную ширину для этого столбца. Для большего требования к пространству нам нужно либо скрыть часть данных, либо добавить достаточно места, используя пустое пространство.

С разделителями:

Файл CSV или файлы со значениями, разделенными запятыми, также называются плоскими файлами с разделителями. Чтобы разделить записи данных, база данных плоских файлов с разделителями не зависит от предварительно определенных строк и столбцов или ячеек. Они могут использовать цифровой разделитель для разделения таких полей.

Различные типы плоских файлов

Плоская база данных не имеет структуры. Он имеет четыре различных типа. Давайте рассмотрим их один за другим.

Обычный текст:

Текстовый файл, который просто содержит символы языков, таких как английский, французский, русский и т. д. Ограничение на количество символов в файле обычного текста ограничено. Как и в ASCII, в нем 128 символов для английского языка. UTF-8 поддерживает большинство языков и различные специальные символы, вычисляя 1 112 064 символа.

Двоичный файл:

Двоичный файл — это тип файла, который содержит последовательность двоичной информации или данных. Точно так же он выступал против состояния ограничения для символов в наборе символов.

Файл с разделителями:

Файл с разделителями — это набор специальных символов и символов, таких как запятые, которые показывают конец поля. Файлы с разделителями имеют некоторую структуру, поэтому технически мы можем сказать, что это плоский файл. Но из-за простой конструкции его обычно считают плоским файлом.

База данных плоских файлов:

Плоский файл базы данных — это файл, который зависит от плоского файла. Файлы этого типа имеют минимальную структуру и используют файлы с разделителями для представления данных. Кроме того, базы данных плоских файлов чрезвычайно ограничены по сравнению с базой данных.

Как отличить простые файлы от другой базы данных?

В базе данных с плоским файлом для хранения собранных данных используется структура с одной таблицей. С другой стороны, реляционная база данных использует ряд табличных структур и записей перекрестных ссылок между таблицами. Кроме того, строки и столбцы организовали данные в таблице. Развитие базы данных плоских файлов происходило естественным образом. IBM разработала модель реляционной базы данных в начале 1970-х годов.

Вот несколько основных моментов, отличающих плоские файлы от реляционных баз данных.

Базы данных с плоскими файлами

Обычный текстовый файл без структуры представляет собой базу данных в виде плоского файла. Процесс хранения информации в плоской файловой системе баз данных представляет собой одну запись на одну строку. Поля скрываются или удаляются с помощью пробела символа. Для чтения баз данных с плоскими файлами можно использовать различное программное обеспечение.

Реляционная база данных

В реляционной базе данных для хранения данных используется несколько таблиц. Реляционная база данных может использовать «индексы» для поиска искомых записей на основе критериев с таблицей данных. В системе реляционной базы данных для управления данными и доступа к ним требуется система управления реляционной базой данных.

Преимущества

База данных плоских файлов не требует специального программного обеспечения для использования этого формата файлов. Он портативный и простой в использовании. В то же время формат файла реляционной базы данных быстрее и эффективнее в использовании. Но система реляционных баз данных более мощная, чем база данных с плоскими файлами. Системы управления реляционными базами данных обеспечивают доступ через сетевую систему.

Программное обеспечение

Borland Reflex, FileMaker, Berkeley DB и т. д. — это примеры программного обеспечения для баз данных с плоскими файлами. Примерами систем реляционных баз данных являются MySQL, Oracle, PostgreSQL и т. д.

Для чего он используется?

Во-первых, повседневное использование базы данных плоских файлов связано с проектами хранилища данных для импорта данных. Во-вторых, большинство программистов используют базу данных плоских файлов для создания приложений. Благодаря своей простой структуре он требует меньше места, чем другой структурированный файл. Он также используется для хранения клиентов и множества деловых контактов.

Несмотря на то, что система баз данных с плоскими файлами использует базовый процесс для сбора и доступа к данным, она широко используется многими предприятиями для нескольких приложений. Они просты в использовании и имеют легкий доступ к информации. Кроме того, поддерживайте файлы данных, правильно обращаясь к файлам имен и адресов. Google Sheet и Excel — это два приложения для работы с электронными таблицами, которые можно использовать для создания базы данных с плоскими файлами и управления ими.

Другое применение базы данных с плоскими файлами — в средах Интернета вещей и озер данных. Основным преимуществом использования этого типа базы данных являются низкие накладные расходы и легкий доступ.Однако плоский файл имеет важное значение для управления хранилищем объектов, которое используется облачным хранилищем, поскольку в нем хранится большой объем информации.

Вывод:

В заключение следует отметить, что база данных плоских файлов проста в использовании и легко создает файлы базы данных. Существуют различные приложения с использованием баз данных с плоскими файлами, например, они используются для разработки электронных таблиц, таких как Google Sheets и файлы Excel. Информация, хранящаяся в базе данных плоских файлов, остается неизменной до тех пор, пока она не будет передана в систему управления базами данных (СУБД). Операционные системы, такие как Oracle, Linux и Windows, используют системы баз данных с плоскими файлами для запуска приложений.

Читайте также: