1. Базы данных основные понятия. Введение в базы данных. Определения. 3
 Скачать 273.58 Kb.
|
2. Системы управления базами данных. Компоненты среды СУБД.Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных. Основные функции СУБД - управление данными во внешней памяти (на дисках); - управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша; - журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев; - поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными). Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты: - ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию, - процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода, - подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД - а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы. 3. Функции СУБД. Управление данными во внешней памяти. Управление транзакциями. Восстановление базы данных.Управление данными во внешней памяти. Данная функция предоставляет пользователям возможности выполнения самых основных операций, которые осуществляются с данными, — это сохранение, извлечение и обновление информации. Она включает в себя обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например для ускорения доступа к данным. Управление транзакциями. Транзакция — это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Транзакция представляет собой набор действий, выполняемых с целью доступа или изменения содержимого базы данных. Примерами простых транзакций может служить добавление, обновление или удаление в базе данных сведений о некоем объекте. Сложная же транзакция образуется в том случае, когда в базу данных требуется внести сразу несколько изменений. Инициализация транзакции может быть вызвана отдельным пользователем или прикладной программой. Восстановление БД. Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: - мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания); - жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та часть данных, которая используется для восстановления, должна храниться особо надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД. 4. Функции СУБД. Поддержка языков БД. Словарь данных. Управление параллельным доступом. Управление буферами оперативной памяти.Поддержка языков БД. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL. Язык SQL позволяет определять схему реляционной БД и манипулировать данными Словарь данных. Одной из основополагающих идей трехуровневой архитектуры является наличие интегрированного системного каталога с данными о схемах, пользователях, приложениях и т.д. Системный каталог, который еще называют словарем данных, является, таким образом, хранилищем информации, описывающей данные в базе данных. Обычно в словаре данных содержится следующая информация: - имена, типы и размеры элементов данных; - имена связей; - накладываемые на данные ограничения поддержки целостности; - имена пользователей, которым предоставлено право доступа к данным; - внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними; - статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных. Управление параллельным доступом. Одна из основных целей создания и использования СУБД заключается в том, чтобы множество пользователей могло осуществлять параллельный доступ к совместно обрабатываемым данным. Параллельный доступ сравнительно просто организовать, если все пользователи выполняют только чтение данных, поскольку в этом случае они не могут помешать друг другу. Однако, когда два или больше пользователей одновременно получают доступ к базе данных, конфликт с нежелательными последствиями легко может возникнуть, например, если хотя бы один из них попытается обновить данные. СУБД должна гарантировать, что при одновременном доступе к базе данных многих пользователей подобных конфликтов не произойдет Управление буферами оперативной памяти. СУБД обычно работают с БД значительного размера. Понятно, что если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. В развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов. |