III. Субд

Системой управления базами данныхназывают программную систему, предназначенную для создания на ЭВМ общей базы данных для множества приложений, поддержания её в актуальном состоянии и обеспечения эффективного доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных ими полномочий. СУБД, таким образом, предназначена для централизованного управления БД как социальным ресурсом в интересах всей совокупности её пользователей. Доступ к БД отдельных пользователей при этом возможен только через посредство СУБД.

По степени их универсальности различают два класса СУБД – системы общего назначения и специализированныесистемы.

СУБД общего назначенияне ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе, и поставляется многим пользователям как коммерческое издание. СУБД общего назначения обладают средствами настройки на работу с конкретной БД в условиях конкретного применения. Использование СУБД общего назначения в качестве инструментального средства для создания АИС, основанных на технологии БД, позволяет существенно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Развитые функциональные возможности таких СУБД, присущая им, как правило, функциональная избыточность позволяет иметь значительный «запас мощности», необходимый для эволюционного развития построенных на их основе информационных систем, в рамках их жизненного цикла. Вместе с тем средства настройки дают возможность достигнуть приемлемого уровня производительности ИС в процессе эксплуатации. Однако, в некоторых случаях доступные СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемых характеристик производительности и удовлетворить заданные ограничения по объему памяти, предоставляемой для хранения БД. Тогда приходится разрабатывать специализированную СУБД для данного конкретного применения. Решение указанных проблем при этом может оказаться возможным благодаря знанию специфических особенностей данного применения, к которым оказываются нечувствительными средства настройки доступных СУБД общего назначения, либо за счет ущемления каких-либо функций системы, не имеющих жизненно важного значения. Как правило, в этой роли оказываются, прежде всего, функции, обеспечивающие комфортную работу пользователя.

Создание специализированных СУБД– весьма трудоемкое дело, даже в сравнительно простых случаях. Для того, чтобы избрать этот путь, нужно иметь действительно веские основания и твердую убежденность в невозможности или нецелесообразности использования какой-либо СУБД общего назначения.

СУБД общего назначения– это сложные программные системы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией БД ИС. Они позволяют определить структуру создания БД, инициализировать её и произвести начальную загрузку данных. Системные механизмы выполняют также функции управления ресурсами среды хранения, обеспечения логической и физической независимости данных, предоставление доступа пользователям к БД, защиты логической целостности БД, обеспечение её физической целостности – защиты от разрушений.

Другая важная группа функций – управление полномочиями пользователейна доступ к базе данных, настройка на конкретные условия применения, организации параллельного доступа пользователей к БД в социальной пользовательской среде, поддержка деятельности системного персонала, ответственного за эксплуатацию БД.

Требования, которым должна удовлетворять СУБД.

1. Эффективное выполнение различных функций предметной области;

2. Минимизация избыточности хранимых данных;

3. Предоставление непротиворечивой информации;

4. Обеспечение управления безопасностью;

5. Отсутствие повышенных требований к персоналу, связанному с разработкой, поддержанием и совершенствованием ППП;

6. Простая физическая реорганизация БД;

7. Возможность централизованного управления БД;

8. Упрощение управлением ЭВМ.

Структура и состав СУБД:

Инструментальные средства СУБДпредставляют собой совокупность языковых и программных средств, предназначенных для работы с БД.

Общее ПОпредназначено для описания структуры файлов БД, ввода, загрузки данных в файлы, для реализации тестовых примеров.

Специальное основное ПОпредназначено для выполнения запросов пользователей и решения ПЗ.

Вспомогательное ПОвключает средства ведения системного журнала и словаря данных. Системный журнал представляет собой физический системный файл, в который заносятся данные о состоянии файлов базы, частоте обращения к ним, характере и причинах сбойных ситуаций. Создаются копии активных файлов БД в случае сбойных ситуаций.

Языковые средствапредставляют собой набор специальных символов и правил их использования и предназначены:

1. ЯОД – для описания логической структуры каждого файла БД. Используются для создания библиотеки описаний;

2. ЯМД – для формализованного представления запросов пользователей в терминах и символах, понятных СУБД.

Средства создания БДпредназначены проектировщику:

1. ЯОД – переводит логическую модель БД в физическую структуру;

2. ЯМД – разрабатываются программы, реализующие основные операции с данными. При проектировании привлекаются визуальные средства, то есть объекты, и программа отладки, с помощью которой соединяются и тестируются отдельные блоки программы управления конкретной БД.

Средства работы с БДпредназначены для пользователя, позволяют установить удобный интерфейс с пользователем, необходимую функциональную конфигурацию экранного представления вводимой и выводимой информации (цвет, окна, пиктограммы), производить операции с данными, манипулируя с текстом, различными экранными объектами;

Рассмотрим последовательность основных действий, реализуемых СУБД в процессе обслуживания запроса прикладной программы.

Внешняя схема

Прикладная программа (состояние)

Рабочая область

11

1

2

10

9

6

Ё

5

3

Логическая схема

Системный буфер

8

7

4

Внутреннее хранение данных

1. Прикладная программа А выдает запрос на чтение записи СУБД. Программа сообщает имя программиста, затребовавшего данные, передает в запросе значение ключа сегмента или записи.

2. СУБД получает в распоряжение внешнюю схему, используемую прикладной программой А и осуществляет в ней поиск описания данных, на которые выдан запрос.

3. СУБД получает в распоряжение логическую схему и с её помощью определяет, какого типа данные необходимы.

4. СУБД просматривает описание физической организации базы данных и определяет, какую физическую запись нужно прочитать.

5. СУБД выдает ОС команду чтения требуемой записи (или записей).

6. ОС взаимодействует с физической памятью, в которой хранятся данные

7. Запрошенные данные передаются из памяти в системные буферы.

8. СУБД осуществляет сравнение внешней и логической схем, выделяет ту логическую запись, которая запрошена прикладной программой. Любое преобразование данных, необходимость в котором возникает из-за различия в описании одних и тех же данных, во внешней и логической схеме, вносится в СУБД.

9. СУБД передает данные из системных буферов в рабочую область прикладной программы А.

10. СУБД передает прикладной программе информацию о результатах выполнения различных процедур по обслуживанию её запроса. Эта информация содержит также сведения об ошибках, если они имеют место.

11. Прикладная программа обрабатывает данные, помещенные в её рабочую область.