Основные компоненты систем БД
Основные понятия систем баз данных
Банк данных (databank) – это система информационных, технических, программных, языковых, организационных средств, обеспечивающих централизованное накопление и коллективное многоцелевое использование хранимых данных.
Банк данных (БнД) предназначен для хранения больших объемов информации, быстрого поиска нужных сведений и документов. Создается банк в системе любой производительности - от персонального компьютера до суперкомпьютера. Но даже самый крупный банк ограничен в своих возможностях, поэтому банки в сети специализируются, собирая информацию в определенных областях науки, технологии и др.
В литературе часто встречается термин система баз данных (database system), мы будем использовать его как синоним термина БнД.
Современные АС обработки информации содержат систему баз данных (БД) в качестве основной компоненты. Более того, систему БД часто называют автоматизированной информационной системой (АИС).
Основные компоненты систем БД:
- база данных (БД) и база знаний (БЗ);
- система управления БД;
- вычислительная система;
- приложения баз данных (прикладные программы);
- пользователи.
База данных (database) – именованная совокупность взаимосвязанных данных, хранящаяся во внешней памяти. Базой данных являются один либо группа специальным образом организованных файлов. Для работы с ними используется система управления базой данных. В БД хранятся пользовательские данные об объектах предметной области (ПО) и их отношениях, а также описание структуры БД и ее ограничений. Данные о структуре БД называются метаданными. В БД также хранятся индексные файлы, созданные для ускорения поиска, и программы – хранимые процедуры и триггеры. Хранимая процедура реализует логику приложения БД или выполняет вспомогательные функции. Триггер – это процедура, вызываемая при возникновении некоторого события при работе с данными.
База знаний (knowledge base) - организованная совокупность знаний, относящихся к какой-нибудь предметной области. Знанием является проверенный практикой результат познания действительности. Знание ‑ это накопленные человечеством истины, факты, принципы и прочие объекты познания. Элементы знаний благодаря концептуальным связям объединяются, образуя базу знаний. Каждая база знаний включает в себя набор сведений, правил и механизм логического вывода новых знаний.
Система управления БД (СУБД) – специализированное программное и языковое обеспечение, необходимое для создания БД, поддержки данных в актуальном состоянии и организации совместного доступа к данным многим пользователям.
Программные средства СУБД:
- программы управления данными образуют ядро СУБД, обеспечивают организацию ввода, хранения и обработки данных, контроль полномочий и корректности пользовательских запросов;
- программы администрирования системы включают программы настройки системы, тестирования, архивирования, ведения журналов и восстановления БД, сбора и анализа статистики обращений к БД и другие;
- трансляторы языков БД.
Языковые средства СУБД:
- языки описания данных (ЯОД) обеспечивают создание и изменение структуры БД;
- языки манипулирования данными (ЯМД) предназначены для обработки данных;
- непроцедурные языки запросов позволяют малоподготовленным пользователям обращаться к системе с незапланированными заранее запросами для оперативного поиска и обработки информации.
30.10.12 3 лекция
Вычислительная система (ВС) обеспечивает работу системы БД, как любой автоматизированной системы на ЭВМ. ВС образована системным (общим) программным обеспечением (СПО) и аппаратурой ЭВМ. Основной частью СПО является операционная система. Современные СУБД могут работать на компьютерах разной архитектуры и под управлением разных ОС, при этом доступ пользователей к данным практически неразличим.
Приложения БД включают прикладные программы пакетной обработки данных и программы оперативных пользователей. Различают приложения СУБД, разработанные в среде СУБД, и внешние приложения, разработанные вне СУБД. Приложения БД создают и обрабатывают формы для взаимодействия с пользователем, генерируют запросы к СУБД на данные и обрабатывают результаты, создают отчеты и форматируют в виде отчета результаты запросов.
Пользователи систем БД:
- внутренние;
- конечные.
Система БД разрабатывается для удовлетворения информационных потребностей конечных пользователей. Одна категория конечных пользователей может непосредственно работать за вычислительной машиной, а другая только использовать результаты обработки информации. Основной принцип состоит в том, что от конечных пользователей не требуется специальных знаний в области вычислительной техники.
Внутренние пользователи разрабатывают и обслуживают БД. Основные категории внутренних пользователей:
- администраторы систем БД (АБД);
- разработчики и администраторы функциональных систем (АФС);
- системные и прикладные программисты;
Администратор БД – это в общем случае группа специалистов, отвечающая за сохранность, целостность и достоверность данных, оптимальную организацию и корректную работу системы. Численность группы АБД определяется масштабами системы БД.
В составе группы АБД могут быть системные аналитики, проектировщики структур данных, проектировщики технологических процессов обработки данных, системные и прикладные программисты, специалисты по обслуживанию техники и операторы.
Основные функции АБД:
- анализ предметной области и определение информационного содержания БД;
- проектирование структуры БД на ЯОД, определение ограничений целостности (непротиворечивости) данных;
- первоначальная загрузка и ведение БД;
- обеспечение безопасности и секретности данных;
- обеспечение восстановления БД;
- сбор и анализ статистики обращений к БД;
- анализ эффективности работы систем БД и планирование ее реорганизации.
АФС координируют разработку группы приложений, объединенных в функциональную подсистему. Совместно с АБД поддерживают часть БД, необходимую для приложений подсистемы.
Системные программисты разрабатывают программные средства для администрирования системы БД. Прикладные программисты разрабатывают программы (приложения) для автоматизации решения задач конкретной предметной области.