Тема 13. Застосування баз даних

1. Адміністрування базами даних

2. Відновлення баз даних

Адміністрування базами даних

Адміністрування даними передбачає виконання функційадміністратора даних. Адміністратор даних відповідає за достовірність та повноту даних, що знаходяться в БД, їх узгодженість, а також виконання регламенту робіт по актуалізації БД.

Адміністрування бази даних передбачає виконання функційадміністратора БД та інших адміністративних функцій, які забезпечують життєдіяльність системи бази даних (рис. 13.1).

 

 

Рис. 13.1. Задачі адміністрування бази даних

 

Адміністратор БД відповідає за забезпеченнянеобхідного рівня продуктивності системи. Ці задачі вирішуються шляхом використання ефективних методів доступу, раціональною стратегією розміщення даних на носіях збитковістю даних. Адміністратор БД вирішує задачі пов'язані з вибором розміщення файлів на диску, визначенням необхідного об'єму дискової пам'яті, розподілом інформації на диску.

Створення нормалізованих відношень є важливою складовою частиною проектування БД, але крім позитивних результатів, нормалізація може призводити до зниження продуктивності роботи системи. Виконання вимог нормалізації породжує велику кількість таблиць, збільшення таблиць призводить до збільшення кількості операцій обміну даними з диском і збільшенню часу на обробку логічних зв'язків. При певних режимах роботи з БД можливе деяке зниження рівня нормалізації і за рахунок цього підвищення швидкості обробки даних. Суперечність між ефективністю проекта, інформаційними потребами користувачів і швидкістю обробки інформації вирішується шляхом пошуку компромісу, який, як правило, полягає в деякій денормалізації бази даних.

Адміністратор БД відповідає також за збір і обробку статистики функціонування системи, забезпечення ефективного використання ресурсів, за надійність функціонування системи, оцінку необхідності переналагодження середовища зберігання БД та її виконання, відновлення стану БД при порушенні логічної і фізичної цілісності.

Реорганізація бази даних −діяльність адміністратора БД,яка забезпечує збір сміття, необхідні зміни для розміщення даних і, можливо їх структури, згідно з проведеною модифікацією схеми зберігання. Реорганізація БД дозволяє підвищити продуктивність системи БД і/або більш ефективно використовувати ресурси простору пам'яті середовища зберігання.

Резервне копіювання (backup)виконується для запобіганняможливого руйнування БД і, у разі потреби, відновлення даних. Виконується копіювання спеціальними утілітами. Резервуються не тільки дані, але і службова інформація (журнали транзакцій, словники і т.ін.). Резервна копія може бути точною копією БД, або архівною копією. Резервне копіювання може виконуватись під час роботи з БД або в інший час.

Тестування являє собою процес виконання прикладнихпрограм з метою пошуку помилок.

Експлуатація і супроводження полягають впромисловому використанні створеної системи, яке постійно супроводжується перевірками її поточних покажчиків функціонування, а також необхідною підтримкою.

Стандарти організації це правила,які використовуютьсяв процесі розробки і експлуатації системи: принципи структурування прикладних програм, погодження про найменування, які використовують програмісти і т.ін.

Задачі визначення СУБД полягають у визначенні таких питань: модель БД, ємкість БД, продуктивність, мобільність і стандартизація, необхідне обладнання, вартість, підтримка розробки застосувань, засоби адміністрування БД, безпека і цілісність, резервне копіювання і відновлення і т.ін.

Відновлення баз даних

Відновлення бази даних −усунення порушень логічної абофізичної цілісності БД з метою забезпечення її подальшого використання.

Цілісність бази даних логічна −властивість стану БД,якахарактеризується відсутністю порушень всіх обмежень цілісності, які явно визначені в логічній схемі.

Цілісність бази даних фізична −властивість стану БД,якахарактеризується відсутністю порушень специфікацій схеми зберігання, а також фізичних руйнувань даних на носіях інформації.

Причини руйнування БД, головні функції і методи відновлення БД показані на рис. 13.2. Головною одиницею відновлення в системах з БД є транзакції. Транзакція у разі успішного завершення виконує операцію Commit, а у разі невдачі − операцію Rollback. При виконанні роботи з БД СУБД використовує буфер. Буфер БД − це область основної пам'яті для тимчасового зберігання даних, яка призначена для прискорення операцій з диском.

 

Причини необхідності відновлення бази даних

Аварійне завершення		Відказ носіїв		Стихійні
роботи системи		інформації		лиха
Помилки прикладних		Недбале поводження з
програм		базою даних

 

 

Функції відновлення бази даних

 

Резервне копіювання Засоби ведення журналу

 

Створення контрольних точок

 

 

Методи відновлення бази даних

 

Відновлення з		Відновлення з
використанням		використанням
відкладеного оновлення		негайного оновлення

 

Відновлення останньої резервної копії

Рис. 13.2. Засоби для організації відновлення бази даних

 

У відновленні БД ключову роль грає журнал, в якому зберігаються зміни внесені в БД, а також стан кожної транзакції.

Журнал −функціональний компонент СУБД,якийзабезпечує реєстрацію в процесі функціонування системи БД відомостей про виконання транзакцій, про працюючих користувачів, про застосування що використовуються, про доступ до різних структур даних і т.ін.

Журнал забезпечує фіксацію всіх дій транзакцій: старт транзакції, зміну значень елементів БД, результатів або припинення роботи. Інформація журналу і зміни, які вносяться в елементи даних повинні виконуватися синхронно, але конкретний спосіб синхронізації залежить від обраного режиму протоколювання. Існують два основних методи відновлення БД: з відкладеним оновленням і негайним оновленням.

Відновлення з використанням відкладеного оновлення передбачає, що оновлення не заносяться в БД до тих пір, поки транзакція не видасть команду фіксації зроблених змін. Якщо виконання транзакції було закінчено до досягнення цієї точки, то ніяких змін в БД виконано не буде, тому і не потрібна їх відміна (рис. 13.3).

 

Транзакція

Успішне

Start Transaction

Операції транзакції

завершення

Аварійне

завершення

Журнал

Commit

Запис в журналі

Запис в журнал проміжних даних і

про початок

Rollback

транзакції

результатів виконання транзакції

Читання даних

Анулювання

Запис всіх змін даних з

журналу в базу даних (Commit)

транзакції

База даних

(Rollback)

База даних

 

Рис.13.3. Схема відновлення з використанням відкладеного оновлення

 

Відновлення з використанням негайного оновлення передбачає, що всі зміни вносяться в БД одразу після їх виконання в транзакції, ще до досягнення моменту фіксації зроблених змін. Якщо виконання транзакції було закінчено до досягнення цієї точки (аварійно), то для відміни внесених змін у БД використовується журнал. Відміна операцій транзакцій виконується у зворотному порядку (рис. 13.4).

 

Транзакція

Успішне

Start Transaction

Операції транзакції

завершення

Аварійне

завершення

Журнал

Commit

Запис в журналі

Запис в журнал проміжних даних і

Rollback

про початок

результатів виконання транзакції

транзакції

Читання даних

Запис в буфер всіх

Анулювання всіх змін даних

(Rollback)

поточних змін

Відновлення попереднього

даних дії транзакції

База даних

стану БД

Буфер бази

База даних

даних

Запис всіх змін даних з буферу в базу даних (Commit)

 

Рис. 13.4. Схема відновлення з використанням негайного оновлення

 

Контрольна точка −сукупність даних,яка зв'язана здеякою транзакцією в певний момент часу, і зберігається для відновлення (у разі необхідності) стану БД і транзакції, що виконується на цей момент, з метою забезпечення можливості повторного її використання починаючи з цього моменту. Створення контрольних точок під час виконання транзакцій дозволяє виконувати при необхідності її відкат не на початок, а до останньої за часом контрольної точки, завдяки чому суттєво підвищується продуктивність системи.

Засоби ведення журналу дозволяють захистити систему від наслідків втрати даних в оперативній пам'яті. Для відновлення БД від руйнування дискових пристроїв застосовується архівування. Архів являє собою повну або часткову копію БД, яка зберігається у безпечному місці.

Відновлення це процес, який складається з таких етапів:

· створення пустої БД із заданими параметрами (розміром сторінки, режимом запису і т.ін.);

· додавання метаданих (таблиць, різних обмежень і перевірок і т.ін.);

· наповнення даними з файлу резервної копії;

· створення необхідних індексів.