Системи керування базами даних в цілому їх функції та структура (стр. 1 из 2)

Реферат

Системи керування базами даних в цілому, їх функції та структура

1.1 Вступ

База даних – це сумісно використовуваний набір логічно зв’язаних даних (та опис цих даних), передбачений для задоволення інформаційних потреборганізації. Це єдине, велике сховище даних, яке одноразово визначається, а потім використовується одночасно багатьма користувачами. Замість відокремлених файлів з надлишковими даними, тут всі дані зібрані разом з мінімальною часткою надлишковості. База даних вже не належить якомусь окремому підрозділу чи відділу, а виступає корпоративним ресурсом. Причому база даних не лише містить дані цієї організації, але й їх опис. Через це базу даних деколи називають набором інтегрованих записів з самоописом. В загальному, опис даних називають системним каталогом або словником даних, а самі елементи опису називають метаданими, тобто даними про дані. Саме наявність самоопису даних в базі даних забезпечує у ній незалежність між програмою та даними.

СУБД – це програмне забезпечення, за допомогою якого користувачі можуть визначати, створювати та підтримувати базу даних, а також здійснювати до неї контрольований доступ.

СУБД – це програмне забезпечення, яке взаємодіє з прикладними програмами користувачів і базою даних і має наступні можливості:

¨ Дозволяє визначати базу даних – це зазвичай здійснюється за допомогою мови визначення даних (DDL- Data Definition Languge). Мова DDL надає користувачеві засоби для зазначення типу даних та їх структури, а також засоби створення обмежень для інформації, яка зберігається у базі.

¨ Дозволяє додавати, оновлявати, видаляти та вилучати інформацію з БД, що звичайно здійснюється за допомогою мови керування даними (Data Manipulation Language). Наявність централізованого сховища усіх даних та їх опис дозволяє використовувати мову DML, яку часто називають мовою запитів, як загальний інстумент організації запитів. Саме завдяки мові запитів усуваються обмеження, притаманні файловим системам, при яких користувачі мали справу лише з фіксованим набором запитів чи з постійно зростаючою кількістю прикладних програм, що породжували ще більші проблеми упралвіння ресурсами та прогармним забезпеченням.Існує два різновиди мов запитів DML – процедурні та непроцедурні мови, які відрізняються між собою способом вилучення даних. Основна відмінність полягає в тому, що процедурні мови звичайно обробляють інформацію у базі даних послідовно, запис за записом, а непроцедурні оперують одразу цілими наборами даних. Тому за допомогою процедурних мов DML звичайно вказують, ЯК можна одержати бажаний результат, тоді як непроцедурні мови DML використовуються для опису того, ЩО слід одержати. Найбілш поширеним типом пепроцедурних мов DML є мова структурованих запитів (Structured Query Language- SQL), яка в даний час фактично є обов’язковою мовою для реляційних СУБД.

¨ Надає контрольований доступ до бази даних за допомогою засобів, що перераховуються нижче:

- Системи забезпечення безпики, що попереджають несанкціанований доступ до БД з боку користувачів;

- Системи підтримки цілісності даних, яка забезпечує несуперечливий стан даних, що зберігаються;

- Системи управління паралельною роботою прикладних програм, яка котролює процеси їх сумісного доступу до БД;

- Системи відновлення, які дозволяють відновити БД після порушення, викликаного відмовою апаратного чи програмного забезпечення;

- Доступного для користувачів каталога, який містить опис інформації, що зберігається у БД.

Компоненти середовища СУБД

У середовищі СУБД можна виділити п’ять основних компонентів: апаратне забезпечення, програмне забезпечення, дані, процедури і користувачі

Комп’ютер Міст Людина

Апаратне забезпечення

Для роботи СУБД звичайно потрібен деякий мінімум оперетивної та дискової пам’яті, але цієї мінімальної конфігурації може виявитися недостатньо для досягнення задовільного функціонування системи. Тому найчастіше використовується розподілення виконуваних функцій між двома рівнями і подібна архитектура одержала назву клієнт/сервер. На центральному комп’ютері розміщується серверна частина СУБД (backend), яка обслуговує і контролює доступ до БД, а на клієнтських машинах, які можуть розміщуватися в різних регіонах, здійснюється взаємодія з користувачем.

Програмне забезпечення

Цей компонент охоплює програмне забезпечення самої СУБД і прикладні програми, разом з ОС, включаючи мережеве програмне забезпечення, якщо СУБД використовується в мережі. Звичайно прикладні програми створюються на мовах високого рівня третього покоління, таких як С, Паскад, Обжект Паскаль, Джава тощо або на мовах програмування четвертого покоління, до яких належить SQL, оператори якої включаються в програми на мовах програмування претього покоління.

Дані

З точку зору користувачів, напевне найважливішим компонентом середовища СУБД є дані. Вони відіграють роль мосту між комп’ютером і людиною. БД містить робочі дані, тодто записи, які зберігаються найчастіше у вигляді таблиць та метадані, тобто, дані про дані, які зберігаються у словнику даних або системному каталозі. У системному каталозі містяться наступні відомості:

- Імена, типи та розміри елементів даних (цілі, дійсні, символьні, фінансові, часові та їх розмір у байтах, а також, тип кожного окремого поля);

- Імена зв’язків (один–до-одного, один-до-багатьох, багато-до-багатьох);

- Обмежання цілісності даних (первинні та зовнішні ключі);

- Імена зареєстрованих користувачів, яким надаються права деякого доступу (логін, пароль);

- Індекси, що використовуються, та структури зберігання (інвертовані файли чи дерева В+).

Процедури

До процедур належать інструкції та правила, які потрібно враховувати при проектуванні та використанні БД. (реєстрація в СУБД, використання окремого інструмента СУБД чи додатку, запуск і зупинення СУБД, створення резервних копій, зміна структури таблиць тощо.)

Користувачі

4 групи: адміністратор БД, розробники БД, прикладні програмісти та кінцеві користувачі.

Адмін БД – відповідає за фізичну реалізацію БД, включаючи проектування та втілення проекта, за забезпечення безпеки та цілісності даних, супроводження ОС, та забезпечує максимальну продуктивність прикладних програм та користувачів.

1.2 Недоліки сучасних файлових систем у базах даних

Традиційних можливостей файлових систем виявляється недостатньо для побудови навіть простих інформаційних систем. Серед потреб, які не покривалися можливостями систем управління файлами, можна назвати такі, як: підтримка логічно узгодженого набору файлів; забезпечення мови маніпулювання даними; відновлення інформації після різного роду збоїв; реально паралельна робота декількох користувачів. Можна сказати, що якщо прикладна інформаційна система спирається на деяку систему керування даними, яка володіє цими властивостями, тоді ця система є системою керування базами даних (СКБД).

Спрощена схема системи баз даних складається з таких компонентів:

дані;

апаратне забезпечення;

програмне забезпечення;

користувачі

Дані. Системи з базами даних існують як на найменших комп’ютерах, так і на великих мейнфреймах. Немає потреби зазначати, що засоби, які надаються кожною конкретною системою по відношенню до даних визначаються потужністю та можливостями базової машини. Зокрема на великих машинах ці системи в основному є багатокористувацькими, а на малих, як правило однокористувацькі. Основним завданням багатокористувацьких систем є дозволити кожному користувачеві працювати так, як він міг би працювати з однокористувацькою системою.

В загальному випадку дані в системі баз даних є інтегрованими та розділюваними.

Під поняттям інтегрованості даних слід розуміти можливість представити базу даних як об’єднання декількох окремих файлів даних, в яких повністю, або частково виключає надлишковість інформації. Наприклад, база даних може містити файл РОБІТНИКИ, в якому зберігаються імена, відділи, відомості про зарплату тощо, і файл ВІДДІЛИ. Очевидно, що в перший файл немає необхідності включати інформацію про відділ, в якому працює той ич інший працівник, адже її можна знайти з відповідного файлу.

Під поняттям розділеністю даних розуміють можливість використання окремих елементів, що зберігаються у базі даних, декількома користувачами. Мається на увазі, що кожен бажаючий може одержати доступ до одного і того самого елементу даних в той самий момент часу для досягнення різних цілей (паралельний доступ).

Одним із наслідків згаданих характеристик інтегрованості та розділеності баз даних є те, що кожен конкретний користувач звичайно має справу з невеликою частиною всієї бази даних.

Апаратне забезпечення.

- Томи зовнішньої пам’яті (звичайно це магнітні диски), що використовуються для зберігання інформації, а також відповідні пристрої вводу-виводу (дисководи тощо), контролери пристроїв, канали вводу-виводу.

- Апаратний процесор разом з основною пам’ятю, які призначені для підтримки програмного забезпечення системи баз даних.

Програмне забезпечення. Між власне фізичною базою даних (тобто даними, які ретельно зберігаються) і користувачами розташовується рівень програмного забезпечення який назвається система керування базою даних (СКБД). Основним завданням СКБД є надання користувачам бази даних можливості працювати з нею, не вдаючись в деталі апаратного рівня, що знаходяться вище. Іншими словами, СКБД дозволяє кінцевому користувачеві розглядати базу даних як об’єкт більш високого рівня в порівнянні з апаратним забезпеченням, а також надає йому в користування набір операцій, які виражаються у термінах мови високого рівня (наприклад, SQL).