4 компонента БД

1
Информационные системы, использующие базы данных:
оборудование, программное обеспечение, данные, люди.
Информационная система - это нечто большее, чем просто данные или данные в
сочетании с программным обеспечением базы данных. Полная информационная система,
использующая базы данных, состоит из 4-х компонентов: оборудования, программного
обеспечения, данных и людей.
Оборудование
Оборудование (или "железо" ) - это набор физических устройств, на которых
существует база данных. Оно состоит из одного или нескольких компьютеров,
дисководов, мониторов, принтеров, магнитофонов, соединительных кабелей и других
вспомогательных и соединительных устройств.
Для обработки данных в базах данных могут использоваться универсальные
вычислительные машины, миникомпьютеры или персональные компьютеры.
А) Универсальные ЭВМ и миникомпьютеры используются в качестве основы для
поддержания доступа многих пользователей к общей базе данных.
Терминал
с доступом через
несколько
Универсальная ЭВМ
или миникомпьютер
терминалов
принтер
МЛ
диск
Б) Персональные компьютеры часто используются для баз данных, с которыми
работает пользователь.
Персональный компьютер с отдельной базой данных
В) Компьютеры могут быть соединены в сеть по принципу клиент /сервер,
обеспечивая доступ нескольких пользователей к общей базе данных, хранимой на дисках
и управляемой сервером. Сервером может служить более мощный настольный компьютер,
миникомпьютер или универсальная ЭВМ.
клиент
сервер
2
Основным способом хранение баз данных является хранение на дисках, что
существенно, поскольку только к ним возможен произвольный доступ, без которого с
базой данных работать невозможно.
Успешная работа информационных систем, использующих базы данных сильно
зависит от совершенства технологии устройств. Для поддержания и управления огромным
количеством данных, хранящихся в базе требуется очень большой объем оперативной
памяти и дисков.
Кроме того, в системе с большим числом пользователей для того, чтобы за
приемлемое время извлечь нужную им информацию, необходимо быстро выполнять
огромное количество обращений к данных, для чего требуется высокое быстродействие
компьютеров, сетей и периферийных устройств. К счастью за годы развития баз данных
мощность компьютерного оборудования сильно возросла, а стоимость значительно
снизилась.
Благодаря
этому
стало
возможным
широкое
распространение
информационных систем, использующих базы данных.
Программное обеспечение
Информационная система использующая базу данных, включает в себя 2 вида
программного обеспечения.
1. Программное обеспечение общего назначения для поддержания базы данных,
обычно называемое системой управления базой данных (СУБД).
2. Прикладное программное обеспечение, которое использует средства СУБД для
выполнения конкретных деловых задач, таких управление заработной платой,
выставление счетов, анализ продаж и т.д.
Прикладное программное обеспечение обычно создается сотрудниками фирмы для
решения конкретных задач. Оно может быть написано на стандартном языке
программирования (Кобол, Си) или же на языке (обычно называемом языком 4-го
поколения) входящим в комплект СУБД. Прикладные программы используют средства
СУБД для обращения к данным и их обработки, создавая отчеты, документы и т.д.
СУБД - это системное программное обеспечение, аналогичное операционной
системе или компилятору, обслуживающее конечных пользователей, программистов и т.д.
3
рис. 1.17. Компоненты системы управления базами данных
пользователь
пользователь
пользователь
программист
СУБД
пользовательские
подсистема
средства
словаря/катало
составления
га данных
запросов и
защита и
отчетов
обеспечение
целостности
данных
средства создания
подсистема
прикладных
обращения к
программ
БД
словарь/
каталог БД
БД
пользователь
программист
программист
Обычно СУБД выполняет следующие функции:
1) Централизованное определение и контроль данных, известное под названием
словарь / каталог данных.
2) Защита данных и обеспечение их целостности.
3) Одновременный доступ к данным для нескольких пользователей.
4) Ориентированные на пользователя возможности запросов по обработке и
извлечения данных.
5) Ориентированные на программиста возможности создания прикладных систем.
Словарь / каталог данных. Подсистема словаря / каталога данных следит за
определениями всех элементов базы данных, включая элементарные группы данных
(поля), структуры данных на уровне групп записей, файлы и реляционные таблицы. Эту
информацию поддерживает не только словарь данных, но именно он отслеживает
отношения, существующих между различными группами данных. Кроме того, он
поддерживает индексы, служащие для быстрого обращения к данным. Он также
отслеживает установки формата вывода данных, которые могут использоваться
различными прикладными программами.
Словарь данных можно рассматривать как часть самой базы данных. Тогда база
данных будет самоописываемой, т.к. содержит информацию, описывающую ее
собственную структуру. Информация в словаре данных называется метаданными, то есть
данные о данных.
Метаданные - данные в словаре данных описывающие базу данных.
4
Механизмы защиты и поддержки ценности данных.
База данных - это учебный ресурс, нуждающийся в защите СУБД защищает базу
данных, не предоставляя несанкционированного доступа к ней. Полномочия
пользователей могут быть различны с точки зрения того, к каким данным им разрешено
обращаться и имеют ли они право обновлять данные. Такой доступ контролируется
системой паролей и представлениями данных, то есть ограничениями ограниченных
частей данных.
пользовательское представление данных
БД
п.п. данных 2
п.п. данных 3
элемент
данных
Целостность и непротиворечивость базы данных обеспечивается ограничениями на
значения элементов данных, а также путем создания СУБД резервных копий, делающих
возможным восстановление данных. Описание ограничений на значения элементов
хранятся в словаре данных. Резервные копии поддерживаются программами, которые
автоматически фиксируют внесенные в базу данных изменения и обеспечивают
возможность текущего состояния БД. В случае сбоя в системе.
Представление данных - описание ограниченной части БД.
Одновременный доступ к данным для нескольких пользователей.
Одна из функций СУБД состоит в поддержании доступа, извлечения и обновления
данных базы СУБД обеспечивает физические механизмы, позволяющие пользователям
быстро и эффективно обращаться к большому количеству связанных данных. Это
распространяется и на удаленных пользователей, которые обращаются к БД. Через
систему телекоммуникаций. Средства СУБД обеспечивают взаимодействие с
телекоммуникационными системами, адекватно обрабатывая запросы и выдавая
результаты. В случае, если 2-м или нескольким пользователям потребуется
одновременный доступ к данным, то они повлияют на работу друг друга и могут
испортить БД, поэтому важно, чтобы СУБД не допускала такой ситуации, когда один
пользователь обращается к данным, а другой вносит изменения в них. Для этого в СУБД
используются сложные блокирующие механизмы, защищающие данные, которые в
текущий момент обновляются пользователем, и в то же время, обеспечивающие
одновременный доступ к данным и приемлемое время реакции системы для других
пользователей.
5
Ориентированные на пользователя запросы и отчеты.
Одна из наиболее ценных черт СУБД - это ориентированные на пользователя
средства работы с данными. Простые языки запросов предоставляют пользователю
формулировать запросы и получать одноразовое отчеты прямо из БД. Это избавляет
программистов писать специальные программы.
С языками запросов связаны генераторы отчетов. На основе созданного запроса
можно создать отчет.
Средства создания прикладных программ.
Кроме того, что СУБД упрощает пользователю обращение к базе данных за
информацией, она часто серьезно помогает разработчикам прикладных программ.
Стандартными являются такие средства, как окна, меню, генераторы предложений,
компиляторы, а так же средства описания данных и выборок. У каждой СУБД есть свой
укомплектованный язык, значительно более мощный, чем традиционные, что сильно
повышает эффективность самого процесса программирования.
Данные
Данные в самой базе данных должны быть тщательно и логично организованы.
Необходимо проанализировать бизнес- функции, установить и точно организованы
определить элементы данных и отношения между ними, а определения аккуратности
внести в словарь данных. После этого вносить данные в базу данных. Гармонично
организованная база данных может стать мощным источником обеспечения
своевременной информацией.
Люди
1. Пользователи - люди, которым информация базы данных требуется для выполнения их
прямых служебных обязанностей, которые лежат в несколько иной
области.
2. Обслуживающий персонал - люди, чьими прямыми обязанностями является создание и
поддержание информационной системы и соответствующего прикладного программного
обеспечения, необходимого пользователям.
Пример пользователей: руководители, менеджеры, конторские служащие.
Пример обслуживающего персонала: администраторы базы данных, аналитики,
программисты, системные разработчики, менеджеры информационных систем.
Процедура - письменные инструкции, описывающие шаги, необходимые для
выполнения в системе определенной задачи.
Процедуры, которые люди используют для выполнения своих задач в системе,
являются важным аспектом. В действительности ни одна система не автоматизирует
полностью работу пользователя. Приходится разрабатывать инструкции, обеспечивающие
бесперебойное взаимодействие между пользователями самой системы и самой системой.
Примером такой системы может стать аудиторский контроль, посредством которого
пользователи проверяют, соответствует ли общая сумма, помещенная в банк, в
определенный день, общей сумме полученных в этот день наличных денег, отраженной в
системе.
6
Отношения между 4-я компонентами системы.
Рис. 1.19. Четыре компонента информационной системы, использующей базы
данных: оборудование, программное обеспечение, данные и люди.
Приклад.прогр
Аналитик
Приклад.прогр
пользователь
Приклад.прогр
База данных
Словарь
Каталог
данных
СУБД
терминалы
диски
Обслуживающий персонал (аналитики и разработчики базы данных), советуясь с
пользователями, определяют необходимые данные и создают структуру базы данных,
отвечающих потребностям пользователя. Затем структура базы данных сообщается СУБД
через словарь данных. Пользователи вводят в систему данные. Следуя определенным
процедурам. Хранение введенных данных обеспечивается оборудованием, таким как
диски или ленты.
Прикладные программы, обслуживающие доступ к базе данных, разрабатываются
программистами, а пользователи запускают из на компьютерах. Эти программы пишутся
на командном языке СУБД, и в них используется информация, содержащаяся в словаре
данных. Эти программы используют информацию, которая может использоваться
менеджерами и руководством компании при принятии решений. Таким образом, в удачно
разработанной и функционирующей системе все 4 компонента - оборудование,
программное обеспечение, данные и люди - взаимодействуют, образуя единую систему,
выполняющие нужные организации задачи.
Заключение
Мы выявили и обсудили 4 основных компонента системы, использующей базы
данных. Это программное обеспечение, оборудование, данные и люди.
На концептуальном уровне информационная система большой организации состоит
из оборудования, данных, людей и программного обеспечения. Оборудование включает в
себя один или несколько компьютеров, дисководы, терминалы, принтеры, сетевые
соединения и другие физические устройства. Программное обеспечение состоит из СУБД
и прикладных программ, которые используют средства СУБД для обращения к данным и
их обработка. Данные физически хранятся на диске при этом они логически
структурированы, что делает доступ к ним простым и эффективным. Люди, как
пользователи, так и обслуживающий персонал, совместно работают, определяя
характеристики и структуру информационной системы, использующей базы данных и
создавая прикладные программы, обеспечивающих информацию, необходимую для
работы компании.