Системы управления базами данных

Под СУБД понимается любой программный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения и использования БД.

К СУБД относятся следующие основные виды программ:

· Полнофункциональные СУБД;

· Серверы БД;

· Клиенты БД

· Средства разработки программ работы с БД.

Полнофункциональные СУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицировать структуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т.д. Примеры ПФСУБД: Access, Fox Pro, dBase, Paradox, и т.д.

Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Они реализуют функции управления БД, запрашиваемые другими программами. Примеры серверов БД: Net Ware SQL, SQL Server, InterBase, DataBase.

В роли клиентских программ для серверов БД могут использоваться различные программы: ПФСУБД, ЭТ,ТП, программы электронной почты и т.д.

Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для создания разновидностей следующих программ:

- клиентских программ;

- серверов БД и их отдельных компонентов;

- пользовательских приложений.

По характеру использования СУБД делят на персональные и многопользовательские.

Персональные СУБД обеспечивают возможность создания персональных БД, они могут выступать в роли клиентской части многопользовательской СУБД. Примеры: Access, Fox Pro, dBase, Paradox, и т.д.

Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть и могут работать с разными типами ЭВМ и операционными системами. Примеры: Oracle и Informix.

По используемой модели данных СУБД разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и др. типы. Некоторые СУБД могут поддерживать одновременно несколько моделей данных.

С точки зрения пользователя СУБД реализуют функции хранения, пополнения, редактирования, удаления и обработки информации, а также разработки и получения различных выходных документов. Для работы с хранящейся в БД информацией СУБД предоставляет программам и пользователям след. типы языков:

· Язык описания данных – высокоуровневый непроцедурный язык, предназначенный для описания логической структуры данных;

· Язык манипулирования данными – совокупность конструкций, обеспечивающих выполнение основных операций по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам.

Перечисленные функции СУБД используют следующие функции низкого уровня – низкоуровневые:

· 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 в разных системах различается на уровне управления ресурсами и по логике самых алгоритмов управления данными. Качество реализации этой функции влияет на эффективность работы ИС, например, с огромными БД, со сложными запросами, большим объемом обработки данных.

Буферы – области оперативной памяти, предназначенные для ускорения обмена между внешней и оперативной памятью. В них временно хранятся фрагменты БД, которые планируются записать в базу после обработки.

Транзакция – некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала до завершения. Механизм транзакций в СУБД используется для поддержки целостности данных в базе. Если по каким-либо причинам транзакция остается незавершенной, то она отменяется. Свойства транзакций:

- атомарность (когда выполняются все входящие в нее операции или ни одна);

- сериализуемость (когда отсутствует взаимное влияние выполняемых в одно и то же время транзакций);

- долговечность (даже крах системы не приводит к утрате результатов зафиксированной транзакции). Примером транзакции является операция перевода денег с одного счета на другой в банковской системе. Сначала снимают деньги с одного счета, затем добавляют их к другому счету.

Ведение журнала изменений в БД выполняется СУБД для обеспечения надежности хранения данных в базе при наличии сбоев и отказов, а также ошибок в программном обеспечении. Журнал СУБД – часть основной БД, недоступная пользователю и используется для записи информации обо всех изменениях БД.

Обеспечение целостности и безопасности БД – необходимое условие успешного функционирования БД. Целостность БД –свойство БД, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая информация. Обеспечение безопасности достигается шифрованием прикладных программ, данных, защиты паролем.

КЛАССИФИКАЦИЯ СУБД:

· по выполняемым функциям СУБД подразделяются на операционные и информационные;

· По сфере применения - на универсальные и проблемно-ориентированные;

· по используемому языку общения СУБД - на замкнутые, имеющие собственные самостоятельные языки общения пользователей с базами данных, и открытые, в которых для общения с БД используется язык программирования;

· по числу поддерживаемых уровней моделей данных СУБД - на одно-, двух-, трехуровневые системы;

· по способу установления связей между данными - реляционные, иерархические и сетевые;

· по способу организации хранения данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Системы централизованных БД с сетевым доступом предполагают две основные архитектуры – файл-сервер или клиент-сервер.

Архитектура Файл-сервер предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной, где хранятся совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети исполняют роль рабочих станций. Файлы БД в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где производится их обработка.

Архитектура клиент-сервер – это модель взаимодействия компьютеров в сети для современных СУБД стала стандартом. Каждый из подключенных к сети компьютеров играет свою роль: сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, клиент имеет возможность пользоваться ими. Сервер БД представляет собой СУБД, параллельно обрабатывающую запросы, поступившие со всех рабочих станций. Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, в этом случае они образуют систему распределенной обработки данных.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СУБД:

Лидерами на рынке программ являются СУБД: dBASE IY, Access, FOXPRO for MS DOS, FOXPRO for Windows, Paradox for DOS,Paradox for Windows.

Характеристики СУБД:

1. производительность;

2. Обеспечение целостности на уровне БД;

3. Возможность работы в многопользовательских средах;

4. Возможность экспорта и импорта данных;

5. Обеспечение доступа к данным с помощью языка SQL;

6. Возможность составления запросов;

7. Наличие инструментальных средств разработки прикладных программ.

Этапы работы:

1. Создание структуры БД, т.е. определение перечня полей, из которых состоит каждая запись таблицы, типов и размеров полей, определение ключевых полей для обеспечения необходимых связей между данными и таблицами;

2. Обработка данных, содержащихся в таблицах, на основе запросов и на основе программы;

3. Ввод и редактирование данных в таблицах БД с помощью представляемой по умолчанию стандартной формы в виде таблицы и с помощью экранных форм, специально создаваемых пользователем;

4. Вывод информации из ЭВМ с использованием отчетов и без использования отчетов.