Бази от данни Съдържание Необходимост от бази от данни Определение и характеристика



страница2/11
Дата12.05.2017
Размер1.04 Mb.
#21212
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Съдържание


  1. Същност и функции на СУБД

  2. Архитектура на СУБД

  3. Последователност на действията при работа на СУБД

  4. Средства за защита на данните


 

1. Същност и функции на СУБД


За да стане възможно осъществяването на връзка на различните потребители с данните, съхранявани в една база от данни, се използува СУБД.

СУБД представлява съвкупност (комплекс) от програмни средства, с помощта на които се осигуряват връзките между потребителските програми и операционната система от една страна, и тези между операционната система и данните, разположени върху техническия носител на информация, от друга страна. На рис. 2.1. е представено взаимодействието на СУБД с приложните програми, операционната система и базата от данни в процеса на обработка на данните.

рис. 2.1.

 

Основните функции на СУБД, в зависимост от мястото им в цялостния процес на обработка на данни, могат да бъдат групирани по следния начин:

- описание на организацията на данните (описание на данните на логическото и физическото ниво);

- обработване на запитванията-въпроси, постъпили от потребителите (превеждане на въпроса от естествен на формализиран език, осъществяване на проверка за синтактически и семантически грешки във въпроса);

- създаване и поддържане в работно състояние на данните във файлове на базата от данни;

- реорганизация, актуализация, компресиране на данните в базата от данни;

- възстановяване на данните в базата от данни след аварийни прекъсвания;

- осигуряване на изпълнението на потребителските програми;

- управление въвеждането на данни в базата от данни;

- управление извеждането на данни от базата от данни;

- други специализирани функции.

 



 

2. Архитектура на СУБД


Всяка конкретна СУБД притежава своя собствена архитектура. Това съществуващо множество може (с известни отклонения) да се обедини в една архитектура (вж. рис. 2.2.). Тя ще включва в себе си елементи, които са във всяка конкретна архитектура. На рис. 2.2. в архитектурата на СУБД са обособени следните нива:

- външно

- концептуално

- вътрешно



рис. 2.2.

 

Външното ниво определя начините за получаване достъп до необходимите данни, разположени върху технически носители. То предоставя възможност за описание на данните, с които ще работи всеки потребител на базата от данни. Описанието на данните се извършва в зависимост от нуждите и изискванията на съответния потребител. Външното ниво предоставя два вида средства за реализиране на процесите по описанието на данните.



Единият вид са езиците за описание на всеки конкретен модел (структура) на данните - релационен, йерархичен, мрежов. Те осигуряват интерфейса с крайния потребител.

Другият вид средства са алгоритмичните (програмните) езици, като ASSEMBLER, FORTRAN, PL/I и др. Тяхното предназначение е да осигурят интерфейса с потребителските програми.

Независимо от вида на използваните средства СУБД изгражда конкретен модел на данните в зависимост от тяхната структура. Това представлява изображение на външните схеми (по ANSI/SPARC) или подсхемите (по CODASYL).

Важно място в архитектурата на СУБД заема концептуалният модел (моделът на позиционните множества). Това ниво разделя потребителските представи за данните от базите от данни и от настъпващите изменения при съхранението им на технически носители.

Концептуалният модел представлява по своята същност пълно информационно отражение на съдържанието на базата от данни в абстрактна форма, в сравнение с методите за физическото съхранение на данните.

Изображението на външния модел в концептуалния модел се състои в наличието на необходимото съответствие между операциите от външното ниво и последователността от операции на концептуално ниво. За тази цел е възможно да бъдат използувани няколко метода.

Същността на първия метод се състои в това, че на всяка външна подсхема се съпоставя определена последователност от концептуални операции. Този метод е достатъчно гъвкав и предявява минимални изисквания към СУБД. Като недостатък може да се изтъкне това, че се налага да се съставя за всяка външна подсхема отделна програма, независимо от факта, че за изображението на всички външни подсхеми е необходима една и съща програма от концептуалните схеми.

Съществени предимства предлага другият метод, при който се определят всички общи характеристики на описваните външни подсхеми. Те се подразделят на видове, съответно релационни, йерархични и мрежови, и става възможно да се отделят общите операции с еднакво съдържание. Това може да се реализира, ако се използват едни и същи алгоритми. В такъв случай се търси съответствие между елементите на външната и концептуалната схеми.

Лесното определяне на външните схеми и възможността за оптимизация на изображенията ориентират към използването на този метод, докато недостатъците му могат да бъдат сведени до трудностите по създаването на обобщени изображения и значителна загуба на гъвкавостта.

Изграждането на концептуалния модел се реализира чрез използването на: модели, основани на теорията на множествата; бинарни модели; абстрактни модели.

Последното ниво на архитектурата на СУБД се образува от външни схеми. От своя страна те могат да се определят чрез две нива - ниво на кодиране и ниво на съхранение.

Нивото на данните служи за определяне на кодирането на данните и е основно средство за манипулиране с данните в СУБД.

Нивото на съхранение предоставя възможност за ефективно управление на разположението на данните върху техническите носители на информация и на механизма за последващия достъп до тях, с цел оптимизиране на функционирането на СУБД.

 



 

3. Последователност на действията при работа на СУБД


Последователността на изпълняваните действия при работа на СУБД пряко зависи от реализираната функция и структурата на средствата на програмното осигуряване.

СУБД, чиято основна функция е изпълнението на операции по обработката на данни за приложните програми, използват при своята работа схема и подсхема (по CODASYL).

На рис. 2.3. е представена последователността от действия, изпълнявани от СУБД при четенето на един запис, който след това ще се обработва от приложната програма. Цялостният процес протича при изпълнението на редица действия, които зависят от структурата на програмното осигуряване. В съответствие с номерацията, на рис. 2.3. се дава последователността на действията при четенето на един запис:

рис. 2.3.

 

1. Приложната програма А, написана на конкретен алгоритмичен език, изисква четенето на запис от системата за управление на бази от данни. Програмата съобщава името на програмиста и ключа на записа.



2. Системата за управление на базите от данни получава подсхемата, използвана от приложната програма А и търси в нея описанието на данните, които се искат от програмата.

3. Системата за управление на бази от данни получава общото логическо описание на базата от данни и определя какви данни са необходими.

4. Системата за управление на бази от данни получава описанието на физическата организация на базата от данни и определя кои записи трябва да се прочетат.

5. Системата за управление на бази от данни издава управляваща команда към операционната система за четенето на необходимия запис.

6. Операционната система взаимодейства с физическата памет, в която се съхранява необходимият запис.

7. Необходимите данни се предават от физическата памет в системните буфери.

8. Системата за управление на бази от данни осъществява сравняване на схемата и подсхемата и отделя необходимия запис за работа на приложната програма А. Преобразуването на данните, ако се наложи това, поради различия между схемата и подсхемата, се изпълнява от СУБД.

9. Системата за управление на бази от данни предоставя необходимите данни на приложната програма А (премества ги в работната област на програмата).

10. Системата за управление на бази от данни предоставя на приложната програма А информация за резултатите от изпълнението на исканите действия (за грешки и др.).

11. Приложната програма обработва данните, намиращи се в нейната работна област.

По аналогичен начин се изпълняват тези действия, когато става не четене на данните, а включването на нови в базата от данни. Записът от работната област на приложната програма се прехвърля в системните буфери, в които се извършват необходимите преобразувания на данните. След това СУБД подава команда за включването на тези данни в базата от данни на операционната система.

Разгледаната последователност от действия, изпълнявани от СУБД в действителност, е един частен случай. Обикновено СУБД обработва няколко въпроса. Затова и взаимодействието със системните буфери трябва да бъде организирано така, че да има възможност за едновременното изпълнение на операции с различни данни, тъй като в процеса на обработката могат да участват едновременно няколко приложни програми, използващи в общия случай различни подсхеми.

Цялата система трябва да бъде организирана по такъв начин, че сферата на действие на приложния програмист да бъде ограничена в рамките на приложната програма, нейната работна област и подсхемата, която се използва от нея. Изменението в средствата на другите нива не трябва да налага изменения в приложните програми или техните подсхеми. Сферата на действие на специалиста по системен анализ, несвързан с физическата организация на данните, трябва да бъде организирана така, че той да има възможност да работи със схемата, но да не може да взаимодейства с физическата структура. Изменението в средствата на най-ниското ниво, трябва да води до изменения на използуваната схема.

Отношение към физическата организация на данните има системния програмист. При него работата трябва да бъде организирана по такъв начин, че измененията в горните нива да не водят до необходимост от изменения (с изключение на формирането на нова схема).

При част от системите, освен работата с приложни програми, се осъществява и обработка на въпроси на потребители, постъпили чрез терминали. В по-голямата си част съвременните СУБД са именно от този тип.

При използване на СУБД, в действителност, нейната работа се усложнява от факта, че обикновено търсеният запис не може да бъде намерен чрез ключа, предоставен от приложната програма А. За да бъде прочетен необходимият запис от програмите за вход/изход на операционната система трябва да бъде определен неговият адрес.

Един от способите, които се прилагат за определяне на адреса на необходимия запис, е използването на метода за изчисление по ключ.

Другият метод се свежда до използването на индекси. За да даде определен адреса на записа, необходим за приложната програма, трябва да бъдат проверени няколко индексни записа. Програмата, която осъществява проверката на индексните записи и определя адреса на търсения, може да бъде: стандартна подпрограма, активизирана за работа от приложната програма; стандартна подпрограма, извиквана за работа от СУБД; средство на операционната система, наричано често метод за достъп.

 



 

4. Средства за защита на данните


При използване на данните в базата от данни от няколко потребители, необходимо е да се осигури защитата им от неравномерно четене, модифициране и повреждане. Средствата за защита могат да бъдат много прости (пароли на файлове) или много сложни програмни процедури (например, контрол за използуването на статистическата информация на базата от данни).

Средствата за защита на данните могат да бъдат реализирани като: подпрограми на приложната програма, специални програми на СУБД, може и да е част от операционната система, а може и да се използва и произволно съчетание между тях. В болшинството случаи процедурите за защита се реализират не от приложна програма, а от програмите на СУБД.

В СУБД (тип CODASYL) приложната програма трябва да съобщи ключа за секретност, преди да й бъде разрешено да чете или модифицира данните. СУБД, или операционната система, проверява правилността на ключа за секретност преди предоставянето в работната област на приложната програма на търсените данни, или преди осъществяването на изменения в базата от данни. При проверката на ключа за секретност, той се сравнява с данните, определени за тази цел в схемата. Данните за проверка на ключа за секретност от схемата могат да бъдат постоянна или променлива величина, която се запомня в схемата, или пък се изчислява от други елементи на записа. Данните, служещи за проверка на правомерността на достъпа, могат да бъдат запомнени на ниво елемент, запис, файл или база от данни.

 
3.




Каталог: wp-content -> uploads -> 2011
2011 -> Евгений Гиндев световната конспирация
2011 -> Наредба №36 от 30 ноември 2005 Г. За изискванията към козметичните продукти
2011 -> Наредба №36 от 30 ноември 2005 Г. За изискванията към козметичните продукти
2011 -> За минималния и максималния бал по паралелки в рио област софия-град
2011 -> 130 годишнината на ввму “Н. Й. Вапцаров” разкрива новите предизвикателства и перспективи в развитието на флагмана на морското образование
2011 -> Съюз на математиците в българия – секция бургас пробен изпит по математика за 7 клас – март, 2011
2011 -> Член на Приятели на Земята Интернешънъл
2011 -> Права и задължения на учениците
2011 -> В съответствие с ангажиментите в рамките на фаза 1 от мониторинга за изпълнение на задълженията по Конвенцията и Препоръката, през 2000 г
2011 -> Разграничение на трафика на хора от сродни престъпни дейности д-р Ива Пушкарова


Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница