Структура систем управління баз даних.

Системи управління базами даних – це програмні засоби, за допомогою яких можна створювати бази даних, заповнювати їх та працювати з ними. У світі існує багато різноманітних систем управління базами даних. Багато з них насправді є не закінченими продуктами, а спеціалізованими мовами програмування, за допомогою яких кожний, хто вивчить дану мову, може сам створювати такі структури, які йому потрібні, і вводити в них необхідні елементи управління. До таких мов відносяться Clipper, Paradox, FoxPro та інші.

Необхідність програмувати завжди утримувала устаткування баз даних в малому бізнесі. Великі підприємства могли дозволити собі зробити наказ на програмування спеціальної системи „під себе”. Малим підприємствам звичайно не по силам було не тільки вирішити, але й правильно сформулювати цю задачу.

Становище покращилось з появою у складі пакета Microsoft Office системи управління базами даних Access. Ранні версії цієї програми мали номери Access 2.0 та Access 95.

За допомогою Access 9x звичайні користувачі отримали зручний засіб для створення та експлуатації досить міцних баз даних без необхідності щось програмувати. У той же час робота з Access 9x не викреслює можливості програмування. За бажанням систему можна розвивати та настроювати своїми силами. Для цього треба володіти основами програмування на мові Basic.

Ще одним додатковим досягненням Access 9x є інтегрованість цієї програми з Excel 9x, Word 9x та іншими програмами пакета Office 9x. Данні, створені в різних додатках, утворюючих цей пакет, легко імпортуються та експортуються з одного додатка в інший.

Системи управління базами даних (СУБД) є набором програмних засобів, необхідних для створення, використання і підтримки баз даних.

Система управління базами даних (СУБД) поєднує відомості з різних джерел в одній реляційній базі даних. Створювані форми, запити і звіти дозволяють швидко й ефективно обновляти дані, отримувати відповіді на питання, здійснювати пошук потрібних даних, аналізувати дані, друкувати звіти, діаграми і поштові наклейки.

Організація єдиної бази даних стала можливою лише завдяки тому, що були створені спеціальні програмні продукти — системи управління базами даних (СУБД).

Основне призначення СУБД — створення та підтримка в актуальному стані бази даних, а також зв'язок її з програмами розв'язування економічних завдань (прикладні програми користувачів).

База даних – це комп’ютерний термін, який використовується для позначення сукупності інформації з окремої теми або відомостей, пов’язаних з деякою прикладною задачею. Зберігання інформації у вигляді бази даних полегшує доступ до неї, пошук та вилучення потрібних фрагментів.

На магнітному диску база даних може зберігатись у вигляді одного файла (бази даних MS Access, Informix та ін.) або у вигляді папки з файлами (бази даних Interbase, Paradox та ін.).

 

Переваги і недоліки систем управління баз даних.

СУБД мають як переваги в порівнянні з файловими системами, так і недоліками, які ми коротко розглянемо в цьому розділі.

ПЕРЕВАГИ

Контроль за надмірністю даних; несуперечливість даних; більше корисної інформації при тому ж обсязі збережених даних; Спільне використання даних; підтримка цілісності даних; підвищена безпека; застосування стандартів; підвищення ефективності із зростанням масштабів системи; можливість знаходження компромісу при суперечливих вимогах; підвищення доступності даних і їх готовності до роботи; поліпшення показників продуктивності; спрощення супроводу системи за рахунок незалежності від даних; поліпшене керування паралельною; розвинені служби резервного копіювання та відновлення.

Контроль за надмірністю даних. Як вже говорилося, традиційні файлові системи неекономно витрачають зовнішню пам'ять, зберігаючи одні й ті ж дані в декількох файлах. При використанні БД, навпаки, робиться спроба виключити надмірність даних за рахунок інтеграції файлів, щоб уникнути зберігання кількох копій одного і того ж елемента інформації. Однак повністю надмірність інформації в базах даних не виключається, а лише контролюється її ступінь. В одних випадках ключові елементи даних необхідно дублювати для моделювання зв'язків, а в інших випадках деякі дані потрібно дублювати з міркувань підвищення продуктивності системи.

Несуперечливість даних. Усунення надмірності даних або контроль над нею дозволяє скоротити ризик виникнення суперечливих станів. Якщо елемент даних зберігається в базі тільки в одному екземплярі, то для зміни його значення буде потрібно виконати тільки одну операцію оновлення, причому нове значення стане доступним відразу всім користувачам бази даних. А якщо цей елемент даних з відома системи зберігається в базі даних в декількох примірниках, то така система зможе стежити за тим, щоб копії не суперечили один одному.

Більше корисної інформації при тому ж обсязі збережених даних. Завдяки інтеграції робочих даних організації на основі тих же даних можна отримувати додаткову інформацію.

Спільне використання даних. Файли зазвичай належать окремим особам, які використовують їх в своїй роботі. У той же час, база даних належить групам користувачів або всієї організації в цілому і може спільно використовуватися всіма зареєстрованими користувачами. При такій організації роботи більшу кількість користувачів може працювати з великим об'ємом даних. Більш того, при цьому можна створювати нові додатки на основі вже існуючої в базі даних інформації і додавати в неї тільки ті дані, які в даний момент ще не зберігаються в ній, а не визначати заново вимоги до всіх даних, які необхідні новому додатку. Нові додатки можуть також використовувати такі надаються типовими СУБД функціональні можливості, як визначення структур даних і управління доступом до даних, організація паралельної обробки та забезпечення засобів копіювання / відновлення, виключивши необхідність реалізації цих функції зі свого боку.

Підтримка цілісності даних. Цілісність бази даних означає коректність і несуперечність збережених у ній даних. Цілісність зазвичай описується за допомогою обмежень, тобто правил підтримки несуперечності, які не повинні порушуватися в базі даних. Обмеження можна застосовувати до елементів даних усередині одного запису або до зв'язків між записами. Таким чином, інтеграція даних дозволяє АБД задавати вимоги щодо підтримки цілісності даних, а СУБД застосовувати їх.

Підвищена безпека. Безпека БД полягає в захисті даних від несанкціонованого доступу з боку користувачів. Без залучення відповідних заходів безпеки інтегровані дані стають більш вразливими, ніж дані в файлової системі. Однак інтеграція дозволяє АБД визначити необхідну систему безпеки бази даних, а СУБД привести її в дію. Система забезпечення безпеки може бути виражена у формі облікових імен і паролів для ідентифікації користувачів, які зареєстровані в цій базі даних. Доступ до даних з боку зареєстрованого користувача може бути обмежений тільки деякими операціями (витягом, вставкою, і видаляти їх).

Застосування стандартів. Інтеграція дозволяє АБД визначати і застосовувати необхідні стандарти. Наприклад, стандарти підприємства, державні та міжнародні стандарти можуть регламентувати формат даних при обміні ними між системами, угоди про імена, форму подання документації, процедури поновлення і правила доступу.

Підвищення ефективності із зростанням масштабів системи. Комбінуючи всі робочі дані в одній базі даних і створюючи набір додатків, які працюють з одним джерелом даних, можна домогтися істотної економії коштів.

Можливість знаходження компромісу для суперечливих вимог. Потреби одних користувачів можуть суперечити потребам інших користувачів. Оскільки база даних контролюється АБД, він може приймати рішення про проектування та способі використання бази даних, при яких наявні ресурси всього підприємства в цілому будуть використовуватися найкращим чином.

Підвищення доступності даних і їх готовності до роботи. Дані в результаті інтеграції стають безпосередньо доступними кінцевим користувачам. Потенційно це підвищує функціональність системи, що, наприклад, може бути використано для більш якісного обслуговування ко-кінцевих користувачів. У багатьох СУБД передбачені мови запитів або інструменти для створення звітів, які дозволяють користувачам задавати непередбачувані заздалегідь питання і майже негайно отримувати необхідну інформацію на своїх терміналах, не вдаючись до допомоги програміста.

Поліпшення показників продуктивності. Як уже згадувалося вище, в СУБД передбачені стандартні функції, які програміст зазвичай повинен самостійно реалізувати в додатках для файлових систем. На базовому рівні СУБД забезпечує всі низькорівневі процедури роботи з файлами, яку зазвичай виконують програми. Наявність цих процедур дозволяє програмісту сконцентруватися на розробці більш спеціальних, необхідних користувачам функцій, не піклуючись про подробиці їхнього втілення на більш низькому рівні. У багатьох СУБД також передбачена середовище розробки четвертого покоління з інструментами, які спрощують створення додатків баз даних. Результатом є підвищення продуктивності роботи програмістів і скорочення часу розробки нових додатків.

Спрощення супроводу системи за рахунок незалежності від даних. У файлових системах опису даних і логіка доступу до даних вбудовані в кожен додаток, що робить програми залежними від даних. В СУБД підхід інший: опису даних відокремлені від додатків, а тому додатки захищені від змін в описах даних.

Поліпшене керування паралельною. У файлових системах при одночасному доступі до одного і того ж файлу двох користувачів може виникнути конфлікт двох запитів, результатом якого буде втрата інформації або втрата її цілісності. У свою чергу, в більшості СУБД передбачена можливість паралельного доступу до бази даних і гарантується відсутність подібних проблем.

Розвинені служби резервного копіювання та відновлення. Відповідальність за забезпечення захисту даних від збоїв апаратного і програмного забезпечення в файлових системах покладається на користувача. В сучасних СУБД передбачено кошти скорочення обсягу втрат інформації від виникнення різних збоїв.

НЕДОЛІКИ

Складність; розмір програмного забезпечення; cтоимость СУБД; додаткові витрати на апаратне забезпечення; витрати на перетворення додатків; продуктивність; серйозніші наслідки при виході системи з ладу.

Складність. Забезпечення функціональності, якою повинна володіти кожна хороша СУБД, супроводжується її значним ускладненням. Щоб скористатися всіма перевагами СУБД, проектувальники і розробники баз даних, адміністратори даних і баз даних, а також кінцеві користувачі повинні добре розуміти функціональні можливості СУБД. Нерозуміння принципів роботи системи може призвести до невдалих результатів проектування з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками.

Розмір програмного забезпечення. Складність і широта функціональних можливостей призводить до того, що СУБД стає програмним продуктом, який може займати багато місця на диску і вимагати більшого обсягу оперативної пам'яті для ефективної роботи.

Вартість СУБД. Залежно від наявної обчислювальної середовища і необхідних функціональних можливостей, вартість СУБД може варіюватися в дуже широких межах - від кількох сотень до кількох сотень тисяч доларів. Крім того, слід врахувати щорічні витрати на супровід системи, які складають певний відсоток від її загальної вартості.

Додаткові витрати на апаратне забезпечення. Для задоволення вимог, що пред'являються до дискових накопичувачів з боку СУБД і бази даних, може знадобитися придбати додаткові пристрої зберігання інформації. Більш того, для досягнення необхідної продуктивності може знадобитися більш потужний комп'ютер, який, можливо, буде працювати тільки з СУБД.

Витрати на перетворення додатків. У деяких ситуаціях вартість СУБД і додаткового апаратного забезпечення може виявитися несуттєвою порівняно з вартістю перетворення існуючих додатків для роботи з новою СУБД і новим апаратним забезпеченням. Ці витрати також включають вартість підготовки персоналу для роботи з новою системою, а також оплату послуг фахівців, які надаватимуть допомогу в перетворенні і запуск нової системи.

Продуктивність. Зазвичай файлова система створюється для деяких спеціалізованих додатків, а тому її продуктивність може бути дуже висока. Однак СУБД призначені для вирішення більш загальних завдань і обслуговування відразу декількох додатків, а не якогось одного з них. В результаті багато додатків в новому середовищі будуть працювати не так швидко, як раніше.

Серйозніші наслідки при виході системи з ладу. Централізація ресурсів підвищує вразливість системи. Оскільки робота всіх користувачів і додатків залежить від готовності до роботи СУБД, вихід з ладу одного з її компонентів може призвести до повного припинення всієї роботи підприємства.