Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННОГО ЯДРА АИС НА ОСНОВЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ

Для понимания принципов построения систем управления базами данных напомним ряд известных определений.

База данных— это набор структурированной информации, предназначенной для совместного употребления несколькими пользователями одновременно. Отдельные элементы данных связаны между собой логически. Структурированность означает, что данные имеют некоторую логическую структуру, некоторую схе­му, модель, которая связывает между собой отдельные данные. БД предполагает наличие некоторого программного обеспечения, позволяющего пользователю работать с ней.

Система управления базами данных (СУБД)позволяет созда­вать БД, модифицировать в них данные, разрабатывать пользо­вательские приложения без учета физического представления данных.

Прикладные программыотносятся к категории приложений.

Банк данных— обычно БД или несколько БД, связанных ме­жду собой логически.

Модель данных— описание принципов, на основе которых построена БД. При разработке БД используют инструменталь­ные программные средства СУБД.

Известно, что к числу основных функций СУБД принято относить следующие.

Непосредственное управление данными во внешней памяти.Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, для повышения ско­рости доступа к данным в некоторых случаях (индексирование).

Управление буферами оперативной памяти.СУБД обычно ра­ботают с БД значительного размера (много больше доступного объема оперативной памяти). Если при обращении к любому элементу данных производится обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней па­мяти. Практически единственным способом реального увеличе­ния этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. При этом, даже если операционная система производит общесистемную буферизацию (как в случае ОС UNIX), этого недостаточно для целей СУБД, которая располагает гораздо большей информацией о полезности буферизации той или иной части БД. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собствен­ный набор буферов оперативной памяти с собственной дисцип­линой замены буферов.

Управление транзакциями.Транзакция — это последователь­ность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое це­лое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не от­ражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.

Журнализация и восстановление БД после сбоев. Одним из ос­новных требований к СУБД является надежность хранения дан­ных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимают то, что СУБД в состоянии восстановить последнее согласован­ное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматривают два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, ава­рийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Примерами программных сбоев являются аварийное завершение работы СУБД (по причине ошибки в программе или в результате неко­торого аппаратного сбоя) или аварийное завершение пользова­тельской программы, в результате чего некоторая транзакция ос­тается незавершенной. Первую ситуацию можно рассматривать как особый вид мягкого аппаратного сбоя; при возникновении последней требуется ликвидировать последствия только одной транзакции.



В любом случае для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией. Другими словами, поддержание надежности хранения данных в БД требует избы­точности хранения данных, причем та часть данных, которая ис­пользуется для восстановления, должна храниться особо надеж­но. Наиболее распространенным методом поддержания такой из­быточной информации является ведение журнала изменений БД.

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.



 

Поддержка языков БД. Для работы с БД используются специ­альные языки, в целом называемые языками баз данных. В современных СУБД обычно поддерживается единый интег­рированный язык, содержащий все необходимые средства для ра­боты с БД (начиная от ее создания) и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с БД. Стандартным языком наибо­лее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык Structured Query Language (SQL).

 

Логически в современной реляционной СУБД выделяют внутреннюю часть — ядро СУБД (часто его называют Data Base Engine), компилятор языка БД (обычно SQL), подсистему под­держки времени выполнения, набор утилит. В некоторых систе­мах эти части выделяются явно, в других — нет, но логически такое разделение можно провести во всех СУБД.

Ядро СУБД отвечает за управление данными во внешней па­мяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию. Соответственно, выделяют та­кие компоненты ядра (по крайней мере, логически, хотя в неко­торых системах эти компоненты выделяются явно), как менед­жер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций и менед­жер журнала. Функции этих компонентов взаимосвязаны, и для обеспечения корректной работы СУБД все компоненты должны взаимодействовать по тщательно продуманным и проверенным протоколам. Ядро СУБД обладает собственным интерфейсом, не доступным пользователям напрямую и используемым в програм­мах, производимых компилятором SQL (или в подсистеме под­держки выполнения таких программ), и утилитах БД. Ядро СУБД является основной резидентной частью СУБД. При использова­нии архитектуры «клиент — сервер» ядро является основной со­ставляющей серверной части системы.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Характеристика групп критериев развития технических объектов | Становление полисной цивилизации в Греции. Роль Афин и Спарты в жизни греческого мира.

mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал