Диго С.М. Базы данных проектирование и использование (1084447), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Достаточно часто бывает, что в рамках одной СУБД для одних и тех же целей могут использоваться языки разных типов. Так, например, во многих СУБД (dBase, FoxPro и др.) для манипулирования данными могут использоваться:
-
табличный язык запросов типа QBE;
-
язык SQL - аналитический язык запросов, относящийся к классу языков исчисления кортежей;
-
процедурный язык программирования (для указанных выше систем dBase, FoxPro — это язык xBase, часть операторов которого реализует операции реляционной алгебры, а другая часть, более значительная по количеству операторов и функций, выполняет нереляционные операции, обеспечивающие позаписную обработку файлов, организацию циклической и условной обработки, ввод-вывод данных, корректировку, возможность работы с переменными памяти и другие возможности).
Описание данных в этих системах может быть представлено в табличном виде либо, если определение данных выполняется средствами SQL или с использованием операторов языка xBase, в аналитическом виде.
Кроме упомянутых языковых средств эти системы включают в себя генераторы экранных форм, отчетов и приложений, а также язык разветвленной иерархической системы «меню», позволяющей пользователю выбрать те действия, которые он желает выполнить.
Часто СУБД обеспечивают автоматическое преобразование «текстов» с одного языка на другой. Так, например, многие СУБД, такие, как Access, FoxPro и др., используют языки запросов табличного типа не только для непосредственной реализации запросов, но и как средство для более простого описания запроса и последующего автоматического преобразования его на язык SQL.
1.2.4. Технические средства БнД
Совокупность типов технических средств, на которых реализуются БнД, не отличается от всех иных автоматизированных ИС (рис. 1.8). Это ЭВМ, периферийные средства для ввода информации в базу данных, средства хранения данных и средства отображения выводимой информации. Если банк данных реализуется в сети, то необходимы соответствующие технические средства (показано пунктиром) для обеспечения ее работы. Но банки данных предъявляют свои требования к используемым техническим средствам.
Рис. 1.8. Технические средства БнД
Состав и тип технических средств, на которых реализуются БнД, зависят от многих факторов, основными из которых являются технические характеристики оборудования, используемые технологии обработки данных, масштаб системы, временные ограничения на скорость реакции системы, сложность обработки, стоимостные характеристики и др.
В качестве ЭВМ для банков данных чаще всего используются универсальные компьютеры.
Первоначально БнД реализовывались в основном на больших ЭВМ, а для доступа к БД использовались терминалы. В связи со значительным и постоянным улучшением характеристик персональных ЭВМ появилась возможность реализовать банки данных и на машинах этого класса. Но сначала характеристики персональных ЭВМ были недостаточными, чтобы в полной мере реализовать идеологию банков данных. Стала наблюдаться некоторая раздробленность информационных систем, что, в свою очередь, привело к бурному развитию сетевых технологий и использованию соответствующих технических средств.
Существуют и специализированные технические средства, предназначенные для создания и эксплуатации банков данных (машины баз данных), но они не нашли широкого распространения.
В 1990-е гг. некоторые фирмы (Oracle, Sun) активно развивали идею применения так называемых «сетевых компьютеров». Эти компьютеры представляют собой дешевые рабочие станции без дисковых накопителей, которые предназначены для работы в сети, и предполагают использование программных средств и данных, находящихся на сервере.
Использование сетевых компьютеров предполагает обязательное применение мощных ЭВМ в качестве серверов, предъявляет высокие требования к организации хранения данных, к качеству каналов связи. При этом во многом становится предопределенной технология обработки данных (особенно в части распределения функций между клиентом и сервером). Применение сетевых компьютеров обусловлено не столько стремлением сэкономить за счет установки более дешевых компьютеров, сколько желанием упорядочить использование программных средств, упростить систему обработки информации в целом, облегчить и удешевить поддержку системы.
Недостатками такого подхода являются:
-
очень большая зависимость от «центральной» системы, потеря самостоятельности конечными пользователями;
-
уязвимость системы;
-
невозможность/неэффективность обеспечения потребности всех пользователей таким образом (хотя потребности пользователей и пересекаются, но степень пересечения может быть разной; кроме того, не исключается наличие сугубо персональных данных; хранение которых на отдаленном сервере приводит к непроизводительным расходам);
-
очень высокие требования к серверной части системы.
Другим новым явлением является использование карманных ПК в качестве коммуникационных устройств для доступа к корпоративным данным в глобальных сетях.
Характеристики карманных компьютеров существенно улучшаются. Для них создается соответствующее программное обеспечение, позволяющее использовать их для мобильных пользователей, работающих в общей системе (тиражирование и синхронизация данных).
Эти компьютеры являются более легкими, что немаловажно для мобильных пользователей, а также стоят дешевле, чем переносные ПК. Ведущие производители СУБД приспосабливают свои крупномасштабные серверные системы для доступа из карманных ПК.
Тип используемых ЭВМ будет зависеть от масштаба создаваемой системы (рис. 1.9). В настоящее время в подавляющем большинстве случаев БнД реализуются в сетевой среде с применением множества разнотипных ЭВМ, причем их состав постоянно меняется в процессе эксплуатации банка данных.
Особую роль для обеспечения эффективного и надежного функционирования банка данных играют средства хранения информации. Память в БнД обычно организуется в виде многоуровневой системы. Необходимо обращать внимание на выбор запоминающих устройств для организации хранения не только данных, предназначенных для оперативного доступа к ним, но и архивных данных.
В банках данных, так же как и во всех других информационных системах, выполняются операции по вводу, хранению, обработке и выводу информации (рис. 1.10). При выполнении каждой из этих операций могут использоваться различные технологии и, как следствие, различные технические и программные средства для их поддержания.
Рис. 1.9. Взаимосвязь используемых ЭВМ и технологии организации ИС
Рис. 1.10. Операции с БД
1.2.5. Организационно-методические средства
Организационно-методические средства банка данных представляют собой различные инструкции, методические и регламентирующие материалы, предназначенные для пользователей разных категорий, взаимодействующих с банком данных. Это могут быть инструкции конечным пользователям по работе с базой данных, документы, определяющие права доступа и регламент работы; сюда же отнесем и методики проектирования баз.
1.2.6. Администраторы банка данных
Функционирование БнД невозможно без участия специалистов, обеспечивающих создание, функционирование и развитие БнД. Такая группа специалистов называется администратором банка данных (АБнД). Эта группа специалистов считается составной частью банка данных.
В зависимости от сложности и объема банка данных, от особенностей используемой СУБД служба администрации банка данных может различаться как по составу и квалификации специалистов, так и по количеству работающих в этой службе.
Функции администратора банка данных. АБД выполняют работы по созданию и обеспечению функционирования БнД на протяжении всех этапов жизненного цикла системы. В составе группы администраторов банка данных можно выделить различные подгруппы в зависимости от выполняемых ими функций. Численность группы администрации и выполняемые ею функции будут в значительной степени зависеть от масштаба банка данных, специфики хранимой в нем информации, типа банка данных, особенностей используемых программных средств и некоторых других факторов.
В составе администрации БнД должны быть системные аналитики, проектировщики структур данных и внешнего по отношению к банку данных информационного обеспечения, проектировщики технологических процессов обработки данных, системные и прикладные программисты, операторы, специалисты по техническому обслуживанию. Если речь идет о коммерческом банке данных, то важную роль здесь будут играть специалисты по маркетингу.
Администраторы банка данных выполняют большой круг разнообразных функций. Далее будут подробно рассмотрены некоторые из них. Сейчас же просто перечислим основные функции.
1. Анализ предметной области: описание предметной области, выявление ограничений целостности, определение статуса информации, потребностей пользователей, статуса пользователей, соответствия «данные - пользователь», объемно-временных характеристик обработки данных.
2. Проектирование структуры базы данных: определение состава и структуры информационных единиц, составляющих базу данных; задание связей между ними, выбор методов упорядочения данных и методов доступа к информации, описание структуры БД на ЯОД.
3. Задание ограничений целостности при описании структуры базы данных и процедур обработки БД: задание ограничений целостности, присущих предметной области; определение ограничений целостности, вызванных структурой базы данных; разработка процедур обеспечения целостности БД при вводе и корректировке данных; обеспечение ограничений целостности при параллельной работе пользователей в многопользовательском режиме.
4. Первоначальная загрузка и ведение базы данных: разработка технологии первоначальной загрузки и ведения (изменения, добавления, удаления записей) БД, проектирование форм ввода, создание программных модулей, подготовка исходных данных, ввод и контроль ввода.
5. Защита данных от несанкционированного доступа:
-
обеспечение парольного входа в систему: регистрация пользователей, назначение и изменение паролей;
-
обеспечение защиты конкретных данных: определение прав доступа групп пользователей и отдельных пользователей, определение допустимых операций над данными для отдельных пользователей, выбор/создание программно-технологических средств защиты данных, шифрование информации в целях защиты данных от несанкционированного использования;
-
тестирование средств защиты данных;
-
фиксация попыток несанкционированного доступа к информации;
-
исследование возникающих случаев нарушения защиты данных и проведение мероприятий по их предотвращению.
6. Защита данных от разрушений. Одним из способов защиты от потери данных является резервирование. Используется как при физической порче файла, так и в случае, если в БД внесены нежелательные необратимые изменения.
7.Обеспечение восстановления БД: разработка программно-технологических средств восстановления БД, организация ведения системных журналов.
8. Анализ обращений пользователей к БД: сбор статистики обращений пользователей к БД, ее хранение и анализ (кто из пользователей, к какой информации, как часто обращался, какие выполнял операции, время выполнения запросов, анализ причин безуспешных (в том числе и аварийных) обращений к БД).
9. Анализ эффективности функционирования БнД и развитие системы: анализ показателей функционирования системы (время обработки, объем памяти, стоимостные показатели), реорганизация и реструктуризация баз данных, изменение состава баз данных, развитие программных и технических средств.
10. Работа с пользователями: сбор информации об изменениях в предметной области, об оценке пользователями работы БнД, определение регламента работы пользователей с БнД, обучение и консультирование пользователей.
11. Подготовка и поддержание системных программных средств: сбор и анализ информации о СУБД и других программных продуктах (ПП), приобретение программных средств, их установка, проверка работоспособности, поддержание системных библиотек, развитие программных средств.
12. Организационно-методическая работа: выбор или создание методики проектирования БД, определение целей и направлений развития системы, планирование этапов развития БнД, разработка и выпуск организационно-методических материалов.