2. Системы управления базами данных

Как отмечалось ранее, одним из компонентов любой ИС является база данных. База данных (БД) - совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области. Предметная область представляет собой некоторую часть реально существующей системы, функционирующую как самостоятельная единица.

Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программных и языковых средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования базы данных многими пользователями. Таким образом, СУБД позволяет создавать и модифицировать базы данных, добавлять, удалять информацию, осуществлять поиск и отбор данных, представлять информацию пользователям, разграничивать права доступа к данным, выполнять другие операции с базой данных. Существуют различные способы классификации СУБД:

1) по типу поддерживаемой базы данных: иерархические, сетевые, реляционные и пр.;

2) по архитектуре организации хранения данных: локальные, распределенные;

3) по способу доступа к базе данных: файл-серверные, клиент-серверные.

Примерами клиент-серверных СУБД служат MSSQLServer,Oracle, файл-серверных - MicrosoftAccess,BorlandParadox.

К числу основных функций СУБД можно отнести непосредственное управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями, журнализацию и восстановление БД после сбоев, поддержку языков БД.

Рассмотрим более подробно эти функции.

1. Непосредственное управление данными во внешней памяти

СУБД обеспечивает организацию необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным. В некоторых реализациях СУБД активно используются возможности существующих файловых систем, в других работа производится вплоть до уровня устройств внешней памяти. При этом пользователь не обязан знать, использует ли СУБД файловую систему, и если использует, то как организованы файлы.

2. Управление буферами оперативной памяти

СУБД обычно работают с БД значительного размера. Размер хранимой информации существенно превышает объем оперативной памяти. Если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. Буферизации, обеспечиваемой операционной системой, недостаточно для целей СУБД. Современные СУБД могут самостоятельно принимать решения о полезности буферизации той или иной части БД. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти и собственные алгоритмы работы с этими буферами.

3. Управление транзакциями

Транзакция - изменение информации в БД в результате выполнения одной операции или их последовательности, которое должно быть выполнено полностью или не выполнено вообще. В СУБД существуют специальные механизмы обеспечения транзакций. Если транзакция выполняется успешно, то СУБД фиксирует изменения, произведенные этой транзакцией в БД, во внешней памяти. Каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения. Это свойство позволяет ввести новое понятие транзакции. Транзакция – это единица активности пользователя по отношению к БД. Транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД.