Основні функції сучасної СУБД

ü Безпосереднє управління даними в зовнішній пам’яті.

Забезпечення необхідних структур зовнішньої пам'яті для зберігання даних, що безпосередньо входять в БД, і даних для службових цілей (індекси і ін.). При цьому можуть використовуватися можливості існуючих файлових систем або ОС підміняється аж до рівня пристроїв зовнішньої пам'яті.

ü Управління буферами оперативної пам’яті.

Способом збільшення швидкості доступу до даних є буферизація даних в оперативній пам'яті (ОП). Навіть якщо ОС виробляє загальносистемну буферизацію (як у випадку, наприклад, ОС UNIX), цього недостатньо для цілей СУБД, яка має в своєму розпорядженні набагато більшу інформацію про корисність буферизації БД. Тому в розвинених СУБД підтримується власний набір буферів ОП з власною дисципліною заміни буферів.

ü Управління транзакціями.

Транзакція - це послідовність операцій над БД, дана СУБД як єдине ціле. Або транзакція успішно виконується, і СУБД фіксує (COMMIT) зміни БД, вироблені цією транзакцією, в зовнішній пам'яті, або жодне з цих змін ніяк не відбивається на стані БД. Поняття транзакції необхідне для підтримки логічної цілісності БД. Забезпечення механізму транзакцій є важливою функцією для розрахованих на одного користувача СУБД. У розрахованому на багато користувачів середовищі воно стає життєво необхідним.

ü Журналізація.

Однією з основних вимог до СУБД є надійність зберігання даних в зовнішній пам'яті, тобто СУБД повинна уміти відновлювати останній погоджений стан БД після будь-якого апаратного або програмного збою. Зрозуміло, що для відновлення БД потрібно мати в своєму розпорядженні деяку додаткову (надлишкову) інформацію. Причому та частина даних, яка використовується для відновлення, повинна зберігатися особливо надійно. Найбільш поширеним методом підтримки такої надлишкової інформації є ведення журналу змін БД. У всіх випадках дотримуються стратегії "попереджуючого" запису в журнал (так званого протоколу Write Ahead Log - WAL).

ü Підтримка мов БД.

Для роботи з базами даних використовуються спеціальні мови. У ранніх СУБД існувало декілька спеціалізованих по своїх функціях мов. Найчастіше виділялися дві мови - мова визначення схеми БД (SDL - Schema Definition Language) і мова маніпулювання даними (DML - Data Manipulation Language). У сучасних СУБД зазвичай підтримується єдина інтегрована мова, що містить всі необхідні засоби для роботи з БД. Стандартною мовою найбільш поширених в даний час реляційних СУБД є мова SQL (Structured Query Language). Мова SQL поєднує засоби SDL і DML, тобто дозволяє визначати схему реляційної БД і маніпулювати даними. Крім того, основне адміністрування і авторизація доступу до об'єктів БД виробляється також на основі спеціального набору операторів SQL.

 

Моделі даних

Основоположною в концепції реляційних БД є категорія модель даних.

Під даними зазвичай розуміють набір конкретних значень, параметрів, які характеризують об'єкт, явище, умову, подія і т.д. Дані зберігаються, накопичуються і обробляються. Модель даних - це концептуальний спосіб структуризації даних. Модель - представлення реальності, що відображує лише вибрані деталі, це деяка абстракція, яка, будучи прикладена до конкретних даних, дозволяє трактувати їх вже як інформацію.

Рис. 1 – Ієрархічна модель даних

ANSI (American National Standards Institute) пропонує виділяти три рівні архітектури СУБД: зовнішня модель - концептуальна модель - БД (фізична модель)

Рис. 2

Відповідно до цієї класифікації зазвичай розглядають наступні рівні моделей даних - фізичні моделі (фізичне проектування); концептуальні (логічне проектування). Зовнішні моделі зазвичай є підсхемами концептуального рівня і описуються в тих же термінах і категоріях. Проте при проектуванні БД розглядається ще один рівень моделей - інфологічний або семантичний.

На рис.1 приведена загальна ієрархія моделей даних (див. [1]). Рисунок 2 відображає тимчасові рамки розвитку СУБД.