Главная /
Рефераты / Основные понятия и классификация систем управления базами данных
Основные понятия и классификация систем управления базами данных
База данных (БД) представляет собой совокупность структурированных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области [49].
Логическую структуру данных, хранимых в базе, называют моделью представления данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) ОТНОСЯТСЯ иерархическая, сетевая, ре ционная.
Система управления базами данных (СУБД) это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД.
для работы с базой данных зачастую достаточно средств СУБД. Однако если требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователей, то могут быть разработаны приложения. Их создание требует программирования. Приложение представляет Собой программу пли комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию решения какой-либо прикладной задачи. Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД — с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД, к примеру, Delphi пли C++ Builder. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД, — внешними приложениями [49].
120
Словарь данных представляет собой подсистему БД, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях файлов БД друг с другом, типах данных и формах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничения доступа и т. п. [49].
Информационные системы, основанные на использовании БД, обычно функционируют в архитектуре клиент-сервер. В этом случае БД размещается на компьютере-сервере, и к ней осуществляется совместный доступ.
Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, клиентом компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, файлы, службы печати, почтовые службы.
Достоинством организации информационной системы на архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей.
Согласно основному принципу архитектуры клиент-сервер, данные обрабатываются только на сервере. Пользователь или приложение формируют запросы, которые поступают к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер базы данных обеспечивает поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных.
Выделяют следующие виды СУБД [49]:
¦ полнофункциональные СУБД;
¦ серверы БД;
¦ средства разработки программ работы с БД.
Полнофункциональные СУБД представляют собой традиционные СУБД. К ним относятся dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и др. [49].
Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Серверы БД обеспечивают обработку запросов клиентских программ обычно с помощью операторов SQL. Примерами серверов БД являются: Microsoft SQL Server, InterBase и др. [49].
В роли клиентских программ в общем случае могут использоваться СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и др.
Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для создания следующих программ [49]:
¦ клиентских программ;
¦ серверов БД и их отдельных компонентов;
¦ пользовательских приложений.
По характеру использования СУБД делят на многопользовательские (промышленные) и локальные (персональные).
Промышленные СУБД представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. Промышленные СУБД должны удовлетворять следующим требованиям [14]:
¦ возможность организации совместной параллельной работы многих пользователей;
¦ масштабируемость;
¦ переносимость на различные аппаратные и программные платформы;
¦ УСТОЙЧИВОСТЬ ПО отношению к сбоям различного рода, В ТОМ числе наличие многоуровневой системы резервирования хранимой
информации;
¦ обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним.
Персональные СУБД это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или небольшой группы пользователей и предназначенное для использования на персональном компьютере, Это объясняет и их второе название - настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются;
¦ относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные пользовательские приложения;
¦ относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам.
По используемой модели данных СУ БД разделяют на иерархические,
сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и др. Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных. Для работы с данными, хранящимися в базе, используются следующие типы языков [49]:
¦ язык описания данных - высокоуровневый непроцедурный язык
декларативного типа, предназначенный для описания логической
структуры данных;
122
¦ язык манипулирования данными совокупность конструкций,
обеспечивающих выполнение основных операции по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам.
Названные языки в различных СУБД могут иметь отличия. Наибольшее распространение получили два стандартизованных языка: QBE (Query By Example) язык запросов по образцу и SQL (Structured Query Language) - структурированный язык запросов. QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными, SQL сочетает в себе свойства языков обоих типов [49].
СУБД реализует следующие основные функции низкого уровня [49]:
¦ управление данными во внешней памяти;
¦ управление буферами оперативной памяти;
¦ управление транзакциями;
¦ ведение журнала изменений в БД;
¦ обеспечение целостности и безопасности БД.
Реализация функции управления данными во внешней памяти обеспечивает организацию управления ресурсами в файловой системе ОС.
Необходимость буферизации данных обусловлена тем, что объем оперативной памяти меньше объема внешней памяти. Буферы представляют собой области оперативной памяти, предназначенные ускорения обмена между внешней и оперативной памятью. В буферах временно хранятся фрагменты БД, данные из которых предполагается использовать при обращении к СУБД пли планируется записать в базу после обработки [49].
Механизм транзакций используется в СУБД для поддержания целостности данных в базе. Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения. Если по каким-либо причинам (сбои и отказы оборудования, ошибки в программном обеспечении, включая приложение) транзакция остается незавершенной, то она отменяется.
Транзакции присуши три основных свойства [14, 49]:
¦ атомарность (выполняются все входящие в транзакцию операции или пи одна);
¦ сериализуемость (отсутствует взаимное влияние выполняемых в одно и то же время транзакций);
¦ долговечность (даже крах системы не приводит к утрате результатов зафиксированной транзакции).
123
Примером транзакции является операция перевода денег с одного счета на другой в банковской системе. Сначала снимают деньги с одного счета, затем начисляют их на другой счет. Если хотя бы одно ИЗ действий не выполнится успешно, результат операции окажется неверным и будет нарушен баланс операции.
Ведение журнала изменений выполняется СУБД для обеспечения надежности хранения данных в базе при наличии аппаратных и программных сбоев.
Обеспечение целостности БД составляет необходимое условие успешного функционирования БД, особенно при ее Сетевом использовании. Целостность БД — это свойство базы данных, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация. Целостное состояние БД описывается с помощью ограничений целостности в виде условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные [49].
Обеспечение безопасности достигается в СУБД шифрованием данных, парольной защитой, поддержкой уровней доступа к базе данных и отдельным ее элементам (таблицам, формам, отчетам и др.).
Похожие рефераты:
