6.4 Пользователи бд
Централизованный характер управления данными вызывает необходимость администрирования базы данных как сложной системы. Поэтому особую роль играет администратор базы или банка данных (АБД). Администратор управляет данными, персоналом, обслуживающим БД. Важной задачей администратора БД является защита данных от неразрешенного, несанкционированного и некомпетентного доступа. В компетенции администратора предоставление профессиональным пользователям полномочий по доступу к релевантной части БД.
Главными потребителями информационного ресурса являются конечные пользователи, т.е. специалисты, ведущие различные участки работы с БД. Их состав неоднороден, они различаются по квалификации, степени профессионализма, уровню в системе управления и т. д. Так, главный бухгалтер, бухгалтер, операционист, начальник кредитного отдела рассматриваются как пользователи банковской информационной системы. Удовлетворение их информационной потребности требует решения большого числа проблем организации БД.
Специальную группу пользователей БД образуют прикладные программисты. Их задача – создать удобные пользовательские информационной системы.
6.4 Вопросы и упражнения для самоконтроля по главе 6
Для чего СУБД использует журналы?
Какова последовательность действий по восстановлению БД при жестком сбое?
Что содержится в системных таблицах БД?
Какие требования предъявляются к OLTP-системам?
Как используются хранилища данных в OLAP-системах?
Каковы функции монитора транзакций?
Какие компоненты можно выделить в ядре СУБД?
Составьте перечень основных функциональных обязанностей администратора БД.
Глава 7 Технологии, модели и архитектура систем обработки данных
7.1 Технологии и модели архитектуры «клиент-сервер»
Потребность в данных коллективного пользования в последнее время все возрастает. Выделим следующие основные понятия сетевой и распределенной обработки данных:
распределенная обработка данных;
базы данных с сетевым доступом;
архитектура «клиент-сервер»;
распределенные базы данных.
Параллельный доступ к одной БД нескольких пользователей, в том случае если БД расположена на одной машине, соответствует режиму распределенного доступа к централизованной БД и такая система называется системой распределенной обработки данных.
Если же БД распределена по нескольким компьютерам, расположенным в сети, и к ней возможен параллельный доступ нескольких пользователей, то такая система называется системой распределенных баз данных.
Системы БД с сетевым доступом построены с помощью сетевых версий СУБД на основе оборудования и программного обеспечения локальных вычислительных сетей.
Модель взаимодействия компьютеров сети получила название архитектуры «клиент-сервер». Каждый из составляющих эту архитектуру элементов играет свою роль: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы (например, БД); клиент имеет возможность пользоваться ими. Для современных СУБД архитектура «клиент-сервер» стала фактическим стандартом.
Если предполагается, что проектируемая ИС будет иметь архитектуру «клиент-сервер», то прикладные программы, реализованные в ее рамках, будут иметь распределенный характер, т.е. часть функций будет реализована в программе-клиенте, а другая – в программе-сервере. Основной принцип технологии «клиент-сервер» заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на четыре группы:
функции ввода и отображения данных;
прикладные функции, характерные для предметной области (например, открытие счета для банковской системы);
фундаментальные функции хранения и управления информационными ресурсами (БД, файловыми системами);
служебные функции, играющие роль связок между функциями первых трех групп.
Исходя из этого деления любое приложение может состоять из компонентов (таблица 7.1).
Таблица 7.1 – Связь между компонентами и функциями приложения
№ |
Функции |
Логический компонент |
1 |
Ввода и отображения данных |
Компонент представления (КП) |
2 |
Прикладные |
Прикладной компонент (ПрК) |
3 |
Хранения и управления информационными ресурсами |
Компонент доступа к ресурсам (КДР) |
Различия в реализациях технологии «клиент-сервер» определяются четырьмя факторами:
тем, в какие виды программного обеспечения интегрированы каждый из этих компонентов;
тем, какие механизмы программного обеспечения используются для реализации функций первых 3 групп;
как логические компоненты распределяются между компьютерами в сети;
какие механизмы используются для связи компонентов между собой.
Выделяют четыре подхода, реализованных в моделях «клиент-сервер»:
модель файлового сервера (File Server – FS);
модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access - RDA);
модель сервера БД (Database Server – DBS );
модель сервера приложений (Application Server - AS).
FS- модель (модель файл-сервера)-базовая для локальных сетей персональных компьютеров. Применялась для разработки ИС на основе СУБД FoxPro, Clipper, Paradox.
Файлы
Клиент Сервер
Рисунок 7.1 Модель файлового сервера
Технология: выделяется файл-сервер для хранения и обработки файлов других узлов сети, а в остальных узлах функционирует приложение, в кодах которого совмещены компоненты представления и прикладной (рис. 7.1). Запрос от приложения направляется на файловый сервер, который передает требуемый файл данных на компьютер-клиент. Вся обработка осуществляется на компьютере-клиенте. FS-модель послужила фундаментом для расширения возможностей персональных компьютеров в направлении поддержки многопользовательского режима.
Недостатки: высокий сетевой трафик (передача множества файлов); небольшой спектр операций манипулирования; отсутствие адекватных средств безопасности доступа к данным.
2 RDA-модель (модель удаленного доступа). Коды компонента представления и прикладного совмещены и выполняются на компьютере-клиенте, а доступ к информационным ресурсам обеспечивается операторами языка запросов SQL (рис. 7.2).
SQL-запросы
Данные
Клиент Сервер
Рисунок 7.2 Модель доступа к удаленным данным
Технология: клиентский запрос направляется на сервер, где ядро СУБД обрабатывает запрос и возвращает результат (набор данных) клиенту. Ядро СУБД играет пассивную роль, так как инициатором манипуляций с данными являются программы на компьютере-клиенте.
Достоинства: уменьшается загрузка сети, так как по сети передаются запросы языке SQL; унифицирован интерфейс «клиент-сервер» в виде языка SQL, который используется в качестве стандарта общения клиента и сервера.
Недостатки: удовлетворительное администрирование приложений невозможно из-за совмещения в одной программе различных по своей природе функций (представления и прикладных).
3 DBS-модель (модель сервера БД) – реализована в реляционных СУБД Informix, Oracle, Ingres. Основой модели является механизм хранимых процедур – средство программирования SQL-сервера (подробнее в п.7.3). Процедуры хранятся в словаре БД, разделяются между несколькими клиентами и выполняются на компьютере, где функционирует SQL-сервер (рис. 7.3).
вызов
процедур
данные
Клиент Сервер
Рисунок 7.3 Модель сервера баз данных
Технология: компонент представления выполняется на компьютере-клиенте, а прикладной компонент и ядро СУБД на компьютере-сервере БД. Процедуры хранятся в словаре БД на SQL- сервере и являются средством программирования SQL-сервера. Процедуры разделяются между несколькими клиентами и выполняются на том же компьютере, где функционирует SQL-сервер. Язык, на котором разрабатываются хранимые процедуры, является процедурным расширением языка SQL и уникальным для каждой CУБД (например, PL/SQL для Oracle). В DBS-модели компонент представления выполняется на компьютере-клиенте, в то время как прикладной компонент оформлен как набор хранимых процедур и функционирует на компьютере-сервере БД, там же находится и компонент доступа к данным, т е ядро СУБД.
Достоинства:
возможность централизованного администрирования прикладных функций;
снижение трафика, т. к. по сети отправляются вызовы хранимых процедур вместо SQL-запросов;
возможность разделения процедур между несколькими приложениями;
экономия ресурсов компьютера за счет использования один раз созданного плана выполнения процедуры.
Недостатки: ограниченность языковых средств, используемых для написания хранимых процедур. Процедурные расширения SQL не выдерживают никакого сравнения с функциональными возможностями языков программирования высокого уровня и сфера их использования ограничена конкретной СУБД.
На практике чаще используется разумный синтез RDA и DBS-моделей для построения многопользовательских ИС. Поддержка целостности БД и некоторые простейшие прикладные функции поддерживаются хранимыми процедурами (DBS- модель), а более сложные функции реализуются в прикладной программе, которая выполняется на компьютере-клиенте (RDA-модель)
4 AS-модель (модель сервера приложения). В модели реализована трехзвенная схема разделения функций (рис. 7.4), где прикладной компонент выделен как изолированный элемент приложения и реализован как группа процессов, выполняющих прикладные функции, и называется сервером приложения.
Технология: В этой модели компоненты приложения делятся между тремя исполнителями:
на компьютере-клиенте выполняется процесс, отвечающий за интерфейс с пользователем; этот процесс, обращаясь за выполнением услуг к прикладному компоненту, играет роль клиента приложения;
серверы приложений хранят и используют наиболее общие правила бизнес-логики, поддерживают каталоги с данными, обеспечивают обмен сообщениями;
серверы БД обеспечивают функции создания и ведения БД, поддерживают целостность БД и выполняют другие функции СУБД.
Достоинства: эта модель обладает большей гибкостью, чем двухзвенные модели. Большая часть бизнес-логики клиента в этой модели изолирована от возможностей встроенного SQL, реализованного в конкретной СУБД, и может быть выполнена на стандартных языках программирования. Это повышает переносимость и масштабируемость системы.
AS-модель является фундаментом для построения мониторов транзакций. Наиболее заметны преимущества модели сервера приложений в тех случаях, когда клиенты выполняют сложные аналитические расчеты над БД, которые относятся к области OLAP-приложений.
запуск
процедур
данные SQL
Клиент Сервер приложений Сервер БД
Рисунок 7.4 Модель сервера приложений