Поддержка языков БД

Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В ранних СУБД поддерживалось несколько специализированных по своим функциям языков. Чаще всего выделялись два языка - язык определения схемы БД (DDL - Data Definition Language) и язык манипулирования данными (DML - Data Manipulation Language). DDL служил главным образом для определения логической структуры БД, т.е. той структуры БД, какой она представляется пользователям. DML содержал набор операторов манипулирования данными, т.е. операторов, позволяющих заносить данные в БД, удалять, модифицировать или выбирать существующие данные.

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 базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language), сочетающий средства DDL и DML.

ГЛАВА 2. ТИПОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ СУБД

Естественно, организация типичной СУБД и состав ее компонентов соответствует рассмотренному набору функций.

Логически в современной реляционной СУБД можно выделить наиболее 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. (Рис. 1)

Ядро СУБД отвечает за управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями и журнализацию. Соответственно, можно выделить 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 эти 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.

Основной функцией компилятора языка БД является компиляция операторов языка БД в некоторую выполняемую программу. Основной проблемой реляционных СУБД является то, что языки этих систем (а это, как правило, SQL) являются непроцедурными, т.е. в операторе такого языка специфицируется некоторое действие над БД, но эта спецификация не является процедурой, а лишь описывает в некоторой форме условия совершения желаемого действия. Поэтому компилятор должен решить, каким образом выполнять оператор языка прежде, чем произвести программу. Применяются достаточно сложные методы оптимизации операторов, которые мы подробно рассмотрим в следующих главах.

Результатом компиляции является выполняемая программа, представляемая в некоторых системах в машинных кодах, но более часто в выполняемом внутреннем машинно-независимом коде. В последнем случае реальное выполнение оператора производится с привлечением подсистемы поддержки времени выполнения, представляющей собой, по сути дела, интерпретатор этого внутреннего языка.

Наконец, в отдельные утилиты БД обычно выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, например, загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности БД и т.д. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра СУБД, а иногда даже с проникновением внутрь ядра.

Рис. 1.Связь программ и данных при использовании СУБД

Классификация пользователей СУБД

Пользователей СУБД можно разделить на 3 большие группы.

• Первая — прикладные программисты, которые отвечают за написание прикладных программ, использующих базу данных. Прикладные программы выполняют над данными все стандартные операции: выборку существующей информации, вставку новой информации, удаление или обновление существующей информации. Все эти функции выполняются через соответствующий запрос к СУБД. Эти программы могут быть простыми программами пакетной обработки или оперативными приложениями, функция которых — поддержка работы конечного пользователя, имеющего непосредственный оперативный доступ к базе данных через рабочую станцию или терминал. Большинство современных приложений относится к оперативным.

• Вторая — конечные пользователи, которые работают с системами баз данных непосредственно через рабочую станцию или терминал. Конечный пользователь может получить доступ к базе данных, используя одно из оперативных приложений, упомянутых выше, или же воспользоваться интегрированным интерфейсом программного обеспечения самой системы баз данных. Такой интерфейс также поддерживается оперативным приложением, но это приложение не создается пользователем, оно является встроенным в систему баз данных. В большинстве систем есть, по крайней мере, одно такое встроенное приложение, а именно: процессор языка запросов, который позволяет пользователю указывать команды или выражения высокого уровня (такие как select или insert) для данной СУБД. Язык SQL, упомянутый выше, — типичный пример языка запросов для базы данных.

Замечание. Общепринятый термин "язык запросов" не совсем точно отражает рассматриваемое понятие, поскольку слово "запрос" подразумевает лишь выборку, в то время как с помощью этого языка выполняются также операции обновления, вставки и удаления (а возможно, и многие другие).

Кроме языка запросов, в большинстве систем также предоставляются дополнительные встроенные интерфейсы, в которых пользователь в явном виде не использует команд, таких как select. Для работы с базой данной пользователь, например, выбирает необходимые команды меню или заполняет поля в формах. Такие интерфейсы, основанные на меню и формах, облегчают работу с базами данных тем, кто не имеет опыта работы с информационными технологиями (ИТ; часто употребляется также сокращение ИС — информационные системы, эти понятия практически эквивалентны). Командный интерфейс, т.е. язык запросов, напротив, требует некоторого опыта работы с ИТ (возможно, не очень большого). Однако командный интерфейс обычно более гибок, чем основанный на меню и формах; кроме того, в языках запросов обычно есть определенные функции, которые не поддерживаются интерфейсами, основанными на меню и формах.

• Третья группа — администраторы базы данных, или АБД.

Рассмотрим более подробно концепцию централизованного управления. Предполагается, что при централизованном управлении на предприятии, использующем систему баз данных, есть человек, который несет основную ответственность за данные предприятия. Это администратор данных, или АД, упомянутый ранее в этой главе. В связи с тем, что данные (как отмечено выше) — одна из главных ценностей предприятия, администратор должен разбираться в данных и понимать нужды предприятия по отношению к данным на уровне управления высшего руководства предприятием. Таким образом, в обязанности администратора данных входит: принимать решение, какие данные необходимо вносить в базу данных в первую очередь, а также обеспечивать поддержание порядка при обслуживании данных и использовании их после занесения в базу данных. Например, он должен указывать, кто, при каких условиях, над какими данными и какие операции может выполнять. Другими словами, он должен обеспечивать безопасность данных.

Очень важно, чтобы администратор данных работал как управляющий, а не как специалист по техническим вопросам (хотя он, конечно, должен иметь хорошее представление о возможностях баз данных на техническом уровне). Технический специалист, ответственный за реализацию решений администратора данных, — это администратор базы данных, или АБД. Итак, администратор базы данных, в отличие от администратора данных, должен быть профессиональным специалистом в области информационных технологий. Работа АБД заключается в создании самих баз данных и техническом контроле, необходимом для осуществления решений администратора данных. АБД также несет ответственность за обеспечение необходимого быстродействия системы и ее технического обслуживания. Обычно у АБД есть штат из системных программистов и технических ассистентов (т.е. на практике функции АБД выполняются командой из нескольких человек, а не одним служащим). Однако для простоты удобно считать, что администратор базы данных — один человек.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЯЗАННОСТЕЙ В СИСТЕМАХ С БАЗАМИ ДАННЫХ.

Одним из компонентов среды СУБД являются пользователи.

Среди пользователей СУБД можно выделить 4 различные группы: администраторы данных и баз данных, разработчики баз данных, прикладные программисты и конечные пользователи.

Администраторы данных и администраторы баз данных.

База данных и СУБД являются корпоративными ресурсами, которыми следует управлять так же, как и любыми другими ресурсами. Обычно управление данными и базой данных предусматривает управление и контроль СУБД и помещенными в нее данными.

Администратор данных, или АД (Data Administrator - DA), отвечает за управление данными, включая планирование базы данных, разработку и сопровождение стандартов, бизнес-правил и деловых процедур, а также за концептуальное и логическое проектирование базы данных. АД консультирует и дает свои рекомендации руководству высшего звена, контролируя соответствие общего направления развития базы данных установленным корпоративным целям.

Администратор базы данных, или АБД (Database Administrator - DBA), отвечает за физическую реализацию базы данных, включая физическое проектирование и воплощение проекта, за обеспечение безопасности и целостности данных, за сопровождение операционной системы, а также за обеспечение максимальной производительности приложений и пользователей. По сравнению с АД, обязанности АБД носят более технический характер, и для него необходимо знание конкретной СУБД и системного окружения. В одних организациях между этими ролями не делается различий, а в других важность корпоративных ресурсов отражена именно в выделении отдельных групп персонала с указанным кругом обязанностей.

Администрирование данных и администрирование баз данных.

Администратор данных (АД) и администратор базы данных (АБД) отвечают за управление действиями, связанными с корпоративными данными и корпоративной базой данных соответственно. Рассмотрим цели и задачи, входящие в круг обязанностей АД и АБД в некоторой организации. В следующей таблице представлены этапы жизненного цикла приложений баз данных и указан вклад АД и АБД на каждом из них (или исполняемые ими роли (основные или вспомогательные)).

Таблица 1. Этапы жизненного цикла базы данных с указанием роли АД и АБД

Этап	Основная роль	Вспомога-тельная роль
Планирование разработки базы данных	АД	АБД
Определение требований к системе	АД	АБД
Сбор и анализ требований пользователей	АД	АБД
Концептуальное проекти-рование базы данных	АД	АБД
Выбор целевой СУБД	АБД	АД
Логическое проектирование базы данных	АД	АБД
Разработка приложений	АБД	АД
Физическое проектирование базы данных	АБД	АД
Создание прототипов	АБД	АД
Реализация	АБД	АД
Конвертирование и загрузка данных	АБД	АД
Квотирование	АБД	АД
Эксплуатация и сопровождение	АБД	АД

Администратор Данных принимает более активное участие в работе на ранних стадиях жизненного цикла — от планирования базы данных до этапа ее логического проектирования, тогда как Администратор Базы Данных выполняет более активную роль на поздних стадиях — от проектирования приложений и физического проектирования базы данных до этапа эксплуатации и сопровождения готовой системы.

Дата добавления: 2014-01-11