Принципиальная схема функционирования базы данных.

Примерный алгоритм реализации запроса к БД следующий:

1. Прикладная программа, используя операторы ЯМД, обращается к к СУБД с запросом на чтение записей внутренней модели данных.

2. СУБД, используя схемы внешней и концептуальной модели данных, определяет, какие записи концептуальной модели необходимы для формирования записей внешней модели.

3. Используя схемы концептуальной и внутренней модели, СУБД определяет, какие хранимые записи необходимы для построения затребованных записей концептуальной модели и какая совокупность физических записей должна быть считана с физического носителя.

4. СУБД выдает ОС запрос на считывание в свою буферную память необходимых записей из физической БД.

5. ОС считывает из физической памяти затребованные записи и помещает их в системные буферы СУБД.

6. На основании имеющихся схем и подсхем, СУБД формирует в буферной памяти записи внешней модели в том виде, который требуется прикладной программе.

7. СУБД пересылает сформированные записи внешней модели в рабочую область ввода – вывода прикладной программы.

8. СУБД передает в прикладную программу свои сообщения и сообщения ОС о результатах выполнения запроса.

9. Прикладная программа обрабатывает записи, поступившие в ее рабочую область ввода-вывода.

Термин "защита" означает: предупреждение несанкционированного или случайного доступа к данным, а также их изменения или разрушения со стороны пользователей; предупреждение изменения или разрушения данных при сбоях аппаратных или программных средств и ошибках эксплуатационников.

Защита данных обеспечивает их безопасность и секретность. Эти функции тесно связаны между собой и для их реализации используются одни и те же методы (технические). Обеспечение безопасности – это внутренняя задача БнД, ибо она тесно связана с нормальным функционированием системы. Под функцией секретности понимается защита от преднамеренного доступа, поэтому это внешняя задача по отношению к БнД.

Обязанности АБД по обеспечению защиты:

— классификация данных;

— определение прав доступа отдельных пользователей и ограничений на характер операций;

— организация системы контроля доступа к данным;

— тестирование средств защиты;

— проведение проверок и другая профилактика.

Основные методы защиты данных:

— идентификация пользователя (код пользователя, машиночитаемые карты, одноразовые пароли, ответы на вопросы и т. д.);

— управление доступом (паспорт пользователя, специальная программа СУБД, фиксация попыток в журнале, набор ограничений);

— специальная привилегированная программа, которую тоже надо защищать, ибо она имеет доступ ко всей БД;

— защита данных при статистической обработке;

— физическая защита (кодирование, перекомпоновка символов в кортежах).

Обеспечение целостности данных — это защита от непреднамеренных ошибок пользователей. При этом под ошибкой понимается всякое неправильное или несвоевременное действие пользователя при обращении к БД без наличия умысла действовать в нарушение правил.

Для защиты данных в БД широко используются средства защиты, предоставляемые операционной системой. Кроме того, существует восемь уровней доступа, в зависимости от использования реквизитов и кортежей, прав внесения изменений и дополнений.

Ограничения на доступ к данным со стороны пользователей могут быть классифицированы следующим образом:

— пользователь может видеть только часть БД, но ничего не может изменить;

— может просматривать всю БД, но ничего не может изменить;

— может включить в БД записи некоторых типов;

— может включить записи всех типов;

— имеет право на удаление записей определенного типа;

— имеет право на удаление записей всех типов;

— может корректировать записи определенного типа;

— может корректировать записи всех типов.

Средства и методы защиты информации должны использоваться комплексно с использованием технических и программных средств. Организует их применение АБД, исходя из условий работы БнД. Реструктуризацией называют процесс изменения струк­туры БД, изменения описания БД и хранимой БД. Реструкту­ризация может заключаться в изменении как логической, так и физической структуры БД. Главная объективная причина ре­структуризации заключается в том, что предметная область постоянно изменяется. Другими причинами могут быть появление новых запросов, выявление ошибок, допущенных при проектировании.

В составе СУБД, как правило, имеются утилиты, позво­ляющие производить различные операции по реструктуриза­ции. Физическая реструктуризация, как правило, не произво­дится без перезагрузки БД. В большинстве случаев реструкту­ризация выполняется путем создания новой схемы БД, вы­грузки старой БД (в линейные файлы) и загрузки ее в соответствии с новой схемой. Для СУБД типа АИСТ эта процеду­ра может быть выполнена без перезагрузки, что является боль­шим преимуществом. В реляционных БД проблема реструкту­ризации решается значительно проще.

С понятием реструктуризация тесно связано понятие ре­организация, которое имеет два толкования: широкое — как любое изменение в БД, и узкое — как изменение физиче­ского размещения данных без изменения структуры данных. Как пример, реорганизация индексно-последовательного файла с целью удаления помеченных (аннулированных) запи­сей.

Интервал реорганизации определяет АБД. Частота ре­организации зависит от многих факторов: размера БД, час­тоты и характера корректировок, интенсивности обраще­ния к БД и т. д.

 

 

Дать определение СУБД.

СУБД – это специальный пакет программ, посредством которого реализуется централизованное управление БД и обеспечивается доступ к данным. В ней можно выделить ядро СУБД, позволяющее ввод, обработку и хранение данных, а также другие компоненты, обеспечивающие настройку системы, средства тестирования, утилиты, необходимые для выполнения вспомогательных функций (восстановление БД, сбор статистики о работе БнД и др.). В состав СУБД входят интерпретаторы и (или) компиляторы для используемых ею языковых средств. Языковые средства СУБД обеспечивают взаимодействие пользователей всех категорий с банком данных. Большинство современных СУБД включают в свой состав несколько языковых средств разного уровня. В наиболее полном варианте СУБД может иметь следующие компоненты:

-среда пользователя, дающая возможность непосредственного управления данными с клавиатуры;

-алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки данных, реализованный как интерпретатор. Последнее позволяет быстро создавать и отлаживать программы;

-компилятор для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме независимого EXE – файла.

-программы – утилиты быстрого программирования рутинных операций (генераторы отчетов, экранов, меню и других приложений).

По языкам общения СУБД делятся на открытые (для обращения к базам используются универсальные языки программирования) и замкнутые (имеют собственные языки общения с пользователем БнД).

По числу уровней в архитектуре различают одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые системы. Под архитектурным уровнем СУБД понимают функциональный компонент, механизмы которого служат для поддержания некоторого уровня абстракции данных.

По выполняемым функциям СУБД делятся на информационные и операционные. Информационные СУБД позволяют организовывать хранение информации и доступа к ней. Операционные СУБД выполняют достаточно сложную обработку, дают возможность получать вновь созданные показатели, не хранящиеся непосредственно в БД.

По сфере возможного применения различают универсальные и специализированные. Ряд СУБД позволяет разработчику добавлять новые типы данных и новые операции над этими данными. Такие системы называют расширенными системами БД.

Порядок выбора СУБД при проектировании ИС:

Оценка СУБД дается в комплексе вместе с другим ПО.

К качественным характеристикам относятся: особенности взаимодействия с операционной системой; вид интерфейса с прикладными программами; генерируемость конфигурации СУБД, возможность расширения системы; трудоемкость освоения системы; легкость внедрения и использования; трудоемкость проектирования в среде данной СУБД.

СУБД характеризуется ценой; набором реализуемых функций; размер и число команд; объем памяти, занимаемый на диске. Для каждой СУБД указывается требуемая ОС, минимальная и рекомендуемая конфигурация ТС. Целесообразно анализировать факторы: характеристики уровней представления данных; характеристики языковых средств; сервис пользователя; показатели производительности СУБД. Приемлемая последовательность выбора СУБД: определяется общая идеология БнД (ЭИС); определяется техническая база системы; выбирается ОС; выбирается СУБД.

При выборе СУБД может использоваться методика подсчетов баллов. Строится обобщенный граф оценки СУБД, каждой вершине которого назначается «вес», характеризующий качество выполнения соответствующей функции. Корню дерева будет соответствовать обобщенная оценка СУБД. Факторы, влияющие на значение показателей оценки СУБД:

1. Время освоения СУБД. Зависит от самого пакета, наличия документации, квалификации пользователя. По оценкам специалистов: ОКА – 1-2 года; ИНЭС – 0,5 – 1 год; СЕТОР – 3-6 мес.; FoxPro – около 1 мес.

2. Время проектирования. Зависит от характеристик СУБД, предметной области, выбранного подхода к проектированию и от наличия средств автоматизации проектирования.

3. Трудоемкость проектирования. Чем выше степень общности модели данных, поддерживаемой СУБД, тем проще логическое проектирование БД. Чем больше ограничений накладывается на допустимые логические структуры, и чем они жестче, тем сложнее логическое проект-е.

4. Сложность и трудоемкость физического проектирования. Определяется числом параметров, устанавливаемых проектировщиком, числом возможных альтернативных решений, возникающих при выборе этих параметров. В системе ОКА проект-е более сложное, чем в СЕТОР, в которой возможность выбора существенно ограничена. В системах FoxPro, Clarion, Clipper физическое проектирование вообще отсутствует.

5. Сравнительные характеристики защиты от несанкционированного доступа, от разрушения

Языки БД. Наиболее распространенный язык запросов — язык SQL (Structured Query Language) реализован в целом раде популяр­ных СУБД для различных типов ЭВМ. В таких СУБД, как ORACLE, INGRES, SQLBase, INFORMIX и др., он является базовым языком. В других системах, например dBASE IV, ADABAS, он используется в качестве альтернативного языка.

В настоящее время язык SQL официально объявлен меж­дународным стандартом. Он близок к классу языков реляци­онного исчисления кортежей и применяется в основном в ре­ляционных СУБД.

Язык SQL — это структурированный язык запросов, т. е. язык высокого уровня непроцедурного типа. Языку SQL известно, где находятся данные, какие индексы следует ис­пользовать, т. е. нет необходимости это указывать при состав­лении запроса к БД.

Привлекательная особенность языка SQL состоит в том, что пользователь может послать запрос к данным, храня­щимся на микроЭВМ, на миниЭВМ и на большой ЭВМ, т. е. доступ к БД может быть распределенным как по вычисли­тельным устройствам, так и по машинам разных типов.

Язык SQL обладает развитыми возможностями и может использоваться как дилетантами для формулировки не очень сложных запросов, так и специалистами в области обработки

данных.

Этот язык оперирует данными, представленными в виде таблицы. Различают базовые таблицы, т. е. определенные на языке описания данных, и производные таблицы, получаемые путем выполнения некоторого запроса к одной или несколь­ким таблицам базы данных. При этом пользователь не обязан

помнить об открытии и закрытии файлов, определять наибо­лее эффективный способ реализации запроса, активизировать индексы и т.п. Все это система делает автоматически.

Язык SQL позволяет запрашивать вычисляемые значе­ния. Возможна подгруппировка данных с целью получения подытогов и других обобщающих величин (среднее, минимум, максимум).

SQL позволяет выполнять такие операции, как создание и уничтожение различных объектов (таблиц, индексов), ввод, удаление и изменение данных, а также обеспечивать защиту информации.

Главные достоинства стандартизированного языка SQL состоят в сокращении затрат на разработку и обучение, а так­же в возможности построения БД для распределенных архи­тектур.

Другим широко распространенным языком запросов яв­ляется язык QBE (Query-By-Example — запрос по примеру). Этот язык предназначен для работы с терминала и ориентирован на конечного пользователя.

Суть подхода, воплощенного в языке QBE, заключается в следующем. На экран ПК выводится "скелет" одной или нес­кольких таблиц, данные из которых будут участвовать в запросе. По этой форме пользователь определяет условия запроса. Допускается создание сложных запросов с использованием операторов AND и OR. Эти операторы в явном виде не ука­зываются при формулировании запроса. Существует следую­щее правило: если в сложном запросе реквизиты должны быть связаны оператором AND, то они записываются в одной строке. Если компоненты запроса связываются оператором OR, то они записываются на разных строках.

В некоторых случаях можно использовать "переменные для примера" (example variables), но они обозначают не кон­кретное значение, а любое. Эти переменные используются для установления связей между реквизитами в одной или нескольких таблицах.

Кроме поисковых запросов язык QBE позволяет выпол­нять и другие операции, в том числе и корректировку данных.

 

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: