Возможности, предоставляемые субд пользователям. Производительность субд.

К основным функциям СУБД относятся: Ведение системного каталога, Системный каталог, или словарь данных, является хранилищем инф-ции, описывающей данные в БД (по сути, это "данные о данных", или метаданные). Обычно в системном каталоге хранятся следующие сведения:• имена, типы и размеры элементов данных;• имена связей;• накладываемые на данные ограничения поддержки целостности;• имена санкционированных пользователей, которым предоставлено праводоступа к данным;• внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними;• статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных.

¨ Поддержка транзакций. Транзакция - набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью доступа или изменения содержимого базы данных. Примерами транзакций может служить добавление в БД, обновление, удаление каких-либо сведений.

¨ Поддержка параллельной работы.

¨ Восстановление базы данных после сбоев. Журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

¨ Контроль доступа к данным. СУБД должна иметь механизм, гарантирующий возможность доступа к базе данных только санкционированных пользователей.

¨ Поддержка обмена данными. СУБД в должны поддерживать работу в локальной сети, чтобы вместо нескольких разрозненных баз данных для каждого отдельного пользователя можно было бы установить одну централизованную базу данных и использовать ее как общий ресурс для всех существующих пользователей. Такая топология называется распределенной обработкой.

¨ Поддержка целостности данных. Целостность базы данных означает корректность и непротиворечивость хранимых данных. Она может рассматриваться как еще один тип защиты базы данных.

¨ Поддержка независимости от данных. Независимость от данных обычно достигается за счет реализации механизма поддержки представлений или подсхем. Физическая независимость от данных достигается довольно просто, так как обычно имеется несколько типов допустимых изменений физических характеристик базы данных, которые никак не влияют на представления.

Вспомогательные функции. предназначенны для администрирования базы данных, импорта и экспорта БД, мониторинга характеристик функционирования и использования базы данных, статистического анализа, реорганизации индексов, перераспределения памяти.

Приложения выполняют пять основных функций: 1. Создание, чтение, обновление и удаление представлений. 2. Форматирование представлений. 3. Реализация ограничений. 4. Обеспечение механизмов безопасности и контроля. 5. Реализация логики обработки информации. Производительность СУБД оценивается:

• временем выполнения запросов; • скоростью поиска информации в неиндексированных полях; • временем выполнения операций импортирования базы данных из других форматв; • скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных; • максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме; • временем генерации отчета. На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:• СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;• производительность собственных прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.

Классификация СУБД. Режимы работы пользователя в СУБД.

По степени универсальности:

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. Они не всегда позволяют добиться требуемой производительности и/или удовлетворить заданные ограничения по объёму памяти, предоставляемой для хранения БД.

Тогда - специализированную СУБД для данного конкретного применения. Примером специализированной СУБД может быть система IMBASE, используемая для автоматизации проектных и конструкторских разработок.

По типу модели данных,

· иерархические. Первой такая СУБД - система IMS (Information Management System) компании IBM,

· сетевые. Первой сетевой СУБД считается система IDS (Integrated Data Store), разработанная компанией General Electric немного позже системы IMS;

· реляционные. Первые коммерческие реляционные СУБД от компаний IBM, Oracle Corporation, Relation Technology Inc. и других поставщиков появились в начале 80-х годов. Реляционные СУБД просты в использовании, повышают производительность программистов при разработке прикладных программ, хорошо приспособлены для работы в архитектуре клиент/сервер, позволяют параллельную обработку БД, хорошо приспособлены к графическим пользовательским интерфейсам.

· объектно-реляционные (постреляционные). Объектно-реляционные СУБД продолжают использовать стандартный язык запросов для реляционных БД – SQL, но с объектными расширениями;

· объектно-ориентированные. В основе объектно-ориентированных СУБД лежит объектно-ориентированная модель обработки данных.

· многомерные, в основе которых лежит многомерная модель данных.

На самом общем уровне все СУБД можно разделить на:

- профессиональные (промышленные), которые представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. (Oracle, DB2, Sybase, Informix, Inqres, Progress.)

- персональные (настольные). (DBASE,FoxBase, FoxPro, Clipper, Paradox, Access.)

«Режим» - определённый порядок работы или состояния компьютера или программы.

Возможна работа пользователя с СУБД в трех режимах:

1 ) Через меню системы. Он реализуется чаще всего в виде различных меню и диалоговых окон, с помощью которых пользователь постепенно уточняет, какие действия он хочет выполнить и какую информацию получить из БД. Для этого не надо знать языка СУБД.

2) Командный режим – интерактивный режим. Это способ реализации возможностей языка, т.е. непосредственное выполнение команд. Система выдаёт подсказку и ожидает ответа – ввод соответствующей команды. После ввода команды система осуществляет синтаксический контроль текста введённой команды и (при отсутствии ошибок) выполняет команду. Команда в процессе её выполнения может проводить собственный диалог с пользователем или выдавать конкретные сообщения. После выполнения текущей команды система постоянно выдаёт подсказку (приглашение) о готовности принять очередную команду. Обеспечивает более быстрый доступ к данным, но требует знания языка СУБД.

3) Программный режим. Обеспечивает организацию доступа к данным и управление ими из прикладных программ. Пользователь может писать программы на языке команд, который поддерживает СУБД, производить отладку и выполнение программ. Текст программы можно вводить с помощью встроенного текстового или любого другого редактора.

Функции СУБД

1. Ведение словаря данных (систематизированного каталога)

Описывает метаданные:

· Имена, типы и максимальная длина

· Информация о связях

· Ограничения на данные

· Схемы данных

· Статистические данные

· Имена санкционированных пользователей и др.

1. Поддержка транзакций

Транзакция – набор действий, выполняемых пользователем или программой с целью изменения содержимого БД так, чтобы та не находилась в противоречивом состоянии.

Транзакция – последовательность операций над БД (с целью доступа или изменения содержимого), рассматриваемая СУБД как единое целое.

Изменения в БД фиксируются только при полном выполнении транзакций.

Виды

-простые (добавление, удаление, обновление сведений о некоем объекте)

-сложные (внесение в БД нескольких изменений).

Транзакции необходимы для поддержания логической целостности БД.

2. Восстановление БД после сбоев

Журнализация – «ведение» журнала изменений в БД. Обеспечивает надежность хранения данных во внешней памяти (призвано сохранять промежуточное состояние БД, необходимое для отката транзакций после сбоя)

Сбои:

- мягкие (незавершение работы одной транзакции)

- жесткие (потеря информации во внешней памяти)

Журнал – часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью(иногда поддерживаются 2 копии журнала, расположенные на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД.

При журнализации поддерживается стратегия «упреждающей» записи в журнал: запись об изменении любого объекта БД должна попасть в журнал раньше, чем измененный объект попадет во внешнюю память основной части БД.

Методы восстановления БД с использованием журнала транзакций

1) Накат – внесение изменений в сохраненную копию БД результатов всех завершенных транзакций согласно записям в журнале.

2) Откат – отмена изменений, произведенными в БД ошибочно или незавершенными транзакциями. Далее повторно запуск транзакции, которая выполнялась на момент сбоя.

3. Контроль доступа к данным

4. Поддержка индивидуальной работы

5. Поддержка распределения обработки данных (в сети)

6. Поддержка целостности данных

7. Поддержка независимости от данных (независимость программ от структуры данных)

8. Вспомогательные функции для: администрирования БД, импорта, экспорта БД, статистического анализа.

9. Управление данными во внешней памяти. Включает наличие необходимых структур внешней памяти для хранения данных БД и служебной информации.

10.Управление буферами оперативной памяти.

Причины буферизации данных в оперативной памяти:

-объем БД обычно значительно больше объема оперативной памяти

-если постоянно обращаться ко внешней памяти, то и СУБД будет работать со скоростью устройства внешней памяти.

Существуют отдельные направления развития СУБД, которые ориентированы на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД.