Составляющие банка данных

Итак, последовательно рассмотрим составляющие банка данных.

В первую очередь, это собственно данные, организованные специальным образом. Способ организации данных зависит от конкретного банка данных, но общим является наличие не только собственно данных, но и их описания. Выше мы упоминали, что должна присутствовать схема данных, описывающая их структуру. Эту схему принято называть метаданными, то есть данными, описывающими другие данные. Состав и структура метаданных также зависит от конкретного банка данных, но они обязательно присутствуют. Помимо описания структуры данных в состав метаданных могут входить и другие сведения: перечень пользователей и их полномочий, макеты форм ввода данных и выходных форм и так далее.

Программные средства, входящие в состав банка данных, это:

· Программа или набор программ, отвечающая за ввод, хранение, обработку и вывод данных, взаимодействие с пользователями, выполнение запросов и так далее. Эту программу или набор программ принято называть Системой Управления Базами Данных (СУБД). Количество и функциональность программ, входящих в состав СУБД может значительно различаться. Например, для встраиваемой СУБД SQLite это всего лишь одна динамически подключаемая библиотека, которая даже не может быть самостоятельно запущена. Тогда как в состав промышленных СУБД может входить как программа, обеспечивающая собственно работу с данными, так и различные оболочки для администрирования, разработки прикладных решений, выполнения обслуживания баз данных, ведения и анализа журналов работы и так далее.

· Операционная система. Современные СУБД в своей работе используют функции, представляемы операционной системой, в первую очередь, связанные с хранением данных на носителях, что обеспечивается файловой системой. Также современные СУБД чаще всего предоставляют доступ к данным через сеть, так что сетевые функции ОС также используются. Некоторое время назад компания Oracle заявляла о запуске проекта по созданию СУБД, работающей без ОС, но о его успешном завершении ничего не известно. То есть, можно с уверенностью включать ОС в состав программных средств банка данных.

· Дополнительные утилиты. Зачастую, СУБД (особенно, свободно распространяемые) поставляются с минимальным набором средств для работы с ними. Например, в составе многих СУБД нет графической оболочки, а присутствует только консоль с текстовым интерфейсом. Но даже для СУБД, которые содержат средства для выполнения основных операций, могут выпускаться дополнительные программы, обладающие более широкими возможностями, или более удобные в использовании.

Структуру СУБД и основные функциональные блоки мы рассмотрим ниже, а пока продолжим рассмотрение составляющих банка данных.

Языковые средства – это важнейшая составляющая банка данных. Именно с помощью этих средств и выполняются операции с данными, а также и многие административные функции. Современные СУБД обеспечивают поддержку хотя бы одного языка. Иногда таких языков может быть несколько. Языки, используемы для работы с данными, можно классифицировать по различным основаниям, но на наш взгляд, большая часть классификаций представляет ограниченный интерес. Полезным можно признать следующее разделение языков:

· языки определения данных (ЯОД, DDL – Data Definition Language), отвечающие за работу со схемой данных, создание новых структур данных, изменение и удаление существующих структур и так далее;

· языки манипулирования данными (ЯМД, DML – Data Manipulation Language), задачей которых являются операции по созданию, изменению и удалению записей в базе данных, а также выборка данных по требованиям пользователей;

· языки управления данными (ЯУД, DCL – Data Control Language), отвечающие за управление доступом к данным, пользователями и их правами и так далее. Иногда объединяется с ЯОД.

Кроме того, языки, используемые в системах управления базами данных, можно разделить на императивные и декларативные. Императивные языки предполагают пошаговое описание последовательности действий, нужных для получения результата. Большинство широко используемых сегодня языков программирования относится как раз к этому типу. Императивные языки использовались в ранних СУБД, предполагавших возможность прямого обращения к отдельным записям. Кроме того, императивные языки применяются для создания приложений для пользователей баз данных в тех СУБД, которые имеют такие возможности. В частности, в состав СУБД Access входит язык Visual Basic for Applications, с помощью которого можно создавать формы для ввода и просмотра данных и описывать их поведение. Аналогичные по возможностям языки есть и в других подобных СУБД (FoxPro, Paradox и т. п.).

Декларативные языки предназначены для описания требуемого результата работы, а процесс его получения должна определить сама СУБД. Именно так работает фактически ставший стандартом для большинства СУБД язык запросов SQL (Structured Query Language, язык структурированных запросов). При формировании запроса программист описывает нужный ему результат выбора записей, а СУБД пытается их выбрать. Не все СУБД реализуют возможности SQL в полном объеме, кроме того, во многих СУБД есть свои дополнения к языку запросов. Тем не менее, есть набор инструкций, который будет выполнен практически любой СУБД.

К техническим средствам относятся компьютеры, дополнительные накопители данных, средства связи и другая аппаратура, необходимая для работы программной части. По большому счету, для использования баз данных не требуется какое-то специфическое оборудование, так что глубоко рассматривать технические средства нет необходимости – они стандартные. Можно только отметить, что для СУБД нехарактерны большие объемы вычислений, так что производительность процессоров стоит не на первом уровне. Зато для достижения приемлемого быстродействия необходим достаточный объем оперативной и постоянной памяти. Кроме того, важна скорость обмена данными с накопителями, так как все необходимые данных удержать в оперативной памяти невозможно (хотя и существуют СУБД, хранящие все данные в ОЗУ), и операции чтения-записи на магнитные диски (или иные накопители) происходят достаточно часто. Также для сетевых баз данных большое значение имеет и пропускная способность соединения с сетью.

К организационно-методическим средствам можно отнести, во-первых, сотрудников или даже подразделения, обязанных обеспечивать правильную работу как собственно СУБД и технических средств, так и сотрудников, работающих с базой данных. Это и системные администраторы, и сотрудники технической поддержки, и другой персонал. Во-вторых, сюда относятся различные должностные инструкции, регламенты работы, методические указания по вводу и обработке данных и так далее.

Конечно, обеспечивать бесперебойную работу системы и корректность вносимых в нее данных можно и нужно техническими средствами. Но одних технических средств недостаточно, и организационно-методическая составляющая играет достаточно серьезную роль в обеспечении правильности работы банка данных.