Обязанности, связи и средства администратора современных систем управления базами данных

Понятие, классификация и функции администратора базы данных

Введение

Современные базы данных – это сложные многофункциональные программные системы, работающие в открытой распределенной среде. Они уже сегодня доступны для использования в деловой сфере и выступают не просто в качестве технических и научных решений, но как завершенные продукты, предоставляющие разработчикам мощные средства управления данными и богатый инструментарий для создания прикладных программ и систем.

Администрирование базами данных предусматривает выполнение функций, направленных на обеспечение надежного и эффективного функционирования системы баз данных, адекватности содержания базы данных информационным потребностям пользователей, отображения в базе данных актуального состояния предметной области.

Необходимость персонала, обеспечивающего администрирование данными в системе БД в процессе функционирования, является следствием централизованного характера управления данными в таких системах, постоянно требующего поиска компромисса между противоречивыми требованиями к системе в социальной пользовательской среде. Хотя такая необходимость и признавалась на ранних стадиях развития технологии баз данных, четкое понимание и структуризация функций персонала, занятого администрированием, сложилось только вместе с признанием многоуровневой архитектуры СУБД.

Проблеме администрирования баз данных внимание уделяется сравнительно недавно – с появлением и развитием современных баз данных. Однако в связи с тем, что совершенствование баз данных и систем управления данных – явление постоянное и непрерывное, проблема остается достаточно актуальной, следовательно, требует дополнительных исследований в данной области компьютерных технологий.

1.Администратор базы данных – основные понятия

Функционирование базы данных (БД) невозможно без участия специалистов, обеспечивающих создание, функционирование и развитие базы данных. Такая группа специалистов называется администратором базы данных (АБД). Эта группа специалистов считается составной частью базы данных.

Рис.1 - Обобщенная структура системы управления базой данных

В зависимости от сложности и объема банка данных, от особенностей используемой системы управления базы данных (СУБД), общую схему которой можно увидеть на рис. 1 служба администрации базы данных может различаться как по составу и квалификации специалистов, так и по количеству работающих в этой службе.

Администратор базы данных выполняют работы по созданию и обеспечению функционирования БД на протяжении всех этапов жизненного цикла системы. В составе группы администраторов банка данных можно выделить различные подгруппы в зависимости от выполняемых ими функций. Численность группы администрации, выполняемые ими функции, будут в значительной степени зависеть от масштаба банка данных, специфики хранимой в нем информации, типа банка данных, особенностей используемых программных средств и некоторых других факторов.

В составе администрации базы данных должны быть системные аналитики, проектировщики структур данных и внешнего по отношению к банку данных информационного обеспечения, проектировщики технологических процессов обработки данных, системные и прикладные программисты, операторы, специалисты по техническому обслуживанию. Если речь идет о коммерческом банке данных, то важную роль здесь будут играть специалисты по маркетингу.

Администраторы базы данных выполняют большой круг разнообразных функций:

1. Анализ предметной области: описание предметной области, выявление ограничений целостности, определение статуса информации, определение потребностей пользователей, определение статуса пользователей, определение соответствия «данные – пользователь», определение объемно-временных характеристик обработки данных.

2. Проектирование структуры базы данных: определение состава и структуры информационных единиц, составляющих базу данных, задание связей между ними, выбор методов упорядочения данных и методов доступа к информации, описание структуры БД на языке обработки данных (ЯОД).

3. Задание ограничений целостности при описании структуры базы данных и процедур обработки БД: задание ограничений целостности, присущих предметной области, определение ограничений целостности, вызванных структурой базы данных, разработка процедур обеспечения целостности БД при вводе и корректировке данных, обеспечение ограничений целостности при параллельной работе пользователей в многопользовательском режиме.

4. Первоначальная загрузка и ведение базы данных: разработка технологии первоначальной загрузки и ведения (изменения, добавления, удаления записей) БД, проектирование форм ввода, создание программных модулей, подготовка исходных данных, ввод и контроль ввода.

5. Защита данных от несанкционированного доступа:

– обеспечение парольного входа в систему: регистрация пользователей, назначение и изменение паролей;

– обеспечение защиты конкретных данных: определение прав доступа групп пользователей и отдельных пользователей, определение допустимых операций над данными для отдельных пользователей, выбор/создание программно-технологических средств защиты данных; шифрование информации с целью защиты данных от несанкционированного использования;

– тестирование средств защиты данных;

– фиксация попыток несанкционированного доступа к информации;

– исследование возникающих случаев нарушения защиты данных и проведение мероприятий по их предотвращению.

6. Защита данных от разрушений. Одним из способов защиты от потери данных является резервирование. Используется как при физической порче файла, так и в случае, если в БД внесены нежелательные необратимые изменения.

7. Обеспечение восстановления БД: разработка программно-технологических средств восстановления БД, организация ведения системных журналов.

8. Анализ обращений пользователей к БД: сбор статистики обращений пользователей к БД, ее хранение и анализ (кто из пользователей, к какой информации, как часто обращался, какие выполнял операции, время выполнения запросов, анализ причин безуспешных (в т.ч. и аварийных) обращений к БД.

9. Анализ эффективности функционирования базы данных и развитие системы: анализ показателей функционирования системы (время обработки, объем памяти, стоимостные показатели), реорганизация и реструктуризация баз данных, изменение состава баз данных, развитие программных и технических средств.

10. Работа с пользователями: сбор информации об изменениях в предметной области, об оценке пользователями работы базы данных, определение регламента работы пользователей с базой данных, обучение и консультирование пользователей.

11. Подготовка и поддержание системных программных средств: сбор и анализ информации о СУБД и других прикладных программ, приобретение программных средств, их установка, проверка работоспособности, поддержание системных библиотек, развитие программных средств.

12. Организационно-методическая работа: выбор или создание методики проектирования БД, определение целей и направлений развития системы, планирование этапов развития базы данных, разработка и выпуск организационно-методических материалов.

Классификация АБД

Существует несколько видов администраторов БД, а их обязанности вполне могут отличаться от компании к компании. Вот характеристики некоторых типов АБД и занимаемых ими положений:

Оперативные (operational) АБД:

манипулируют дисковым пространством

наблюдают за текущей производительностью системы

реагируют на возникающие неисправности БД

обновляют системное ПО и ПО базы данных

контролируют структурные изменения БД

запускают процедуры резервного копирования данных

выполняют восстановление данных

создают и управляют тестовыми конфигурациями БД

Тактические (tactical) АБД:

реализуют схемы размещения информации

утверждают процедуры резервного копирования и восстановления данных;

разрабатывают и внедряют структурные элементы БД: таблицы, столбцы, размеры объектов, индексацию и т.п.;

сценарии(scripts) изменения схемы БД;

конфигурационные параметры БД

утверждают план действий в случае аварийной ситуации

Стратегические (strategic) АБД:

выбирают поставщика БД

устанавливают корпоративные стандарты данных

внедряют методы обмена данных в рамках предприятия

определяют корпоративную стратегию резервирования и восстановления данных

устанавливают корпоративный подход к ликвидации последствий аварии и обеспечению доступности данных

Старшие (senior) АБД:

досконально знают свой персонал

пользуются высоким спросом

могут написать скрипт, который освободит их из запертого сундука, брошенного в океан, и чрезвычайно гордятся своими произведениями

тратят уйму времени на подготовку младших АБД

очень ценятся руководством и получают бешеные деньги

Младшие (junior) АБД:

мечтают стать старшим АБД

не слишком сильны в написании скриптов

имеют большую склонность к использованию средств управления БД

тоже неплохо получают

Прикладные (application) АБД:

в курсе информационных нужд компании

помогают в разработке прикладных задач

отвечают за разработку схемы и ее изменения

вместе с системным АБД обеспечивают должный уровень резервирования/ восстановления данных

занимаются построением тестовых БД

Системные (system) АБД:

отвечают за все необходимое для резервирования и восстановления данных

контролируют производительность системы в целом

осуществляют поиск и устранение неисправностей

в курсе нынешних и будущих потребностей БД в плане емкости

в курсе текущего состояния и нужд БД

Наемные (contract) АБД:

приглашаются под конкретную задачу или в качестве консультантов

передают персоналу необходимые знания

фиксируют свои действия!

должны прекрасно разбираться в соответствующей области

хороши в качестве временного персонала, для оценки проекта или системы

Администраторы-руководители:

проводят еженедельные совещания

определяют перечень первоочередных задач

устанавливают и оглашают официальный курс и стратегию

утверждают и корректируют должностные инструкции и список обязанностей

следят за наличием соответствующей документации

Поскольку система баз данных может быть весьма большой и может иметь много пользователей, должно существовать лицо или группа лиц, управляющих этой системой. Такое лицо называется администратором базы данных (АБД).

В любой базе данных должен быть хотя бы один человек, выполняющий административные обязанности; если база данных большая, эти обязанности могут быть распределены между несколькими администраторами.

В обязанности администратора могут входить:

- инсталляция и обновление версий сервера и прикладных инструментов

- распределение дисковой памяти и планирование будущих требований системы к памяти

- создание первичных структур памяти в базе данных (табличных пространств) по мере проектирования приложений разработчиками приложений

- создание первичных объектов (таблиц, представлений, индексов) по мере проектирования приложений разработчиками

- модификация структуры базы данных в соответствии с потребностями приложений

- зачисление пользователей и поддержание защиты системы

- соблюдение лицензионного соглашения

- управление и отслеживание доступа пользователей к базе данных

- отслеживание и оптимизация производительности базы данных

- планирование резервного копирования и восстановления

- поддержание архивных данных на устройствах хранения информации

- осуществление резервного копирования и восстановления

- обращение в корпорацию за техническим сопровождением

В некоторых случаях база данных должна также иметь одного или нескольких сотрудников службы безопасности. Сотрудник службы безопасности главным образом отвечает за регистрацию новых пользователей, управление и отслеживание доступа пользователей к базе данных, и защиту базы данных.

Разработчики приложений

В обязанности разработчика приложений входит:

- проектирование и разработка приложений базы данных

- проектирование структуры базы данных в соответствии с требованиями приложений

- оценка требований памяти для приложения

- формулирование модификаций структуры базы данных для приложения

- передача вышеупомянутой информации администратору базы данных

- настройка приложения в процессе его разработки

- установка мер по защите приложения в процессе его разработки

В процессе своей деятельности администратор базы данных взаимодействует с другими категориями пользователей банка данных, а также и с «внешними» специалистами, не являющимися пользователями базы данных.

Прежде всего, если банк данных создается для информационного обслуживания какого-либо предприятия или организации, то необходимы контакты с администрацией этой организации. Как указывалось выше, внедрение БД приводит к большим изменениям не только системы обработки данных, но и всей системы управления организацией. Естественно, что такие большие проекты не могут быть выполнены без активного участия и поддержки руководителей организации. Руководство организации должно быть ознакомлено с возможностями, предоставляемыми базой данных, проинформировано об их преимуществах и недостатках, а также проблемах, вызываемых созданием и функционированием базы данных.

Так как база данных является динамическим информационным отображением предметной области, то желательно, чтобы администратор базы данных в свою очередь был своевременно информирован о перспективах развития объекта, для которого создается информационная система.

Руководством организации и администратором базы данных должны быть согласованы цели, основные направления и сроки создания БД и его развития, очередность подключения пользователей.

Очень тесная связь у АБД на всех этапах жизненного цикла базы данных наблюдается с конечными пользователями. Это взаимодействие начинается на начальных стадиях проектирования системы, когда изучаются потребности пользователей, уточняются особенности предметной области, и постоянно поддерживается как на протяжении процесса проектирования, так и функционирования системы.

Следует отметить, что в последнее время наблюдается активное перераспределение функций между конечными пользователями и администраторами банка данных. Это, прежде всего, связано с развитием языковых и программных средств, ориентированных на конечных пользователей. Сюда относятся простые и одновременно мощные языки запросов, а также средства автоматизации проектирования.

Если банк данных функционирует в составе какой-либо включающей его автоматизированной информационной системы (например, в АСУ), то АБД должен работать в контакте со специалистами по обработке данных в этой системе.

Администраторы базы данных взаимодействуют и с внешними по отношению к нему группами специалистов и, прежде всего, поставщиками СУБД и ППП, администраторами других баз данных.

базы данных часто создаются специализированными проектными коллективами на основе договора на разработку информационной системы в целом или базой данных как самостоятельного объекта проектирования. В этом случае служба администрации базы данных должна создаваться как в организации-разработчике, так и в организации-заказчике.

На эффективность работы базы данных оказывают влияние множество внешних и внутренних факторов. Возрастание сложности и масштабов базы данных, высокая «цена» неправильных или запоздалых решений по администрированию БД, высокие требования к квалификации специалистов делают актуальной задачу использования развитых средствах автоматизированного (или даже автоматического) администрирования базы данных.

Средства администрирования включены в состав всех СУБД. Особенно развиты эти средства в корпоративных СУБД. Кроме того, появился целый класс специализированного программного обеспечения: средства DBA (DataBase Administration – администрирование базы данных).

Типичные функции средств DBA представлены в таблице 1).

Мониторинг работы БД, реакция на нештатные ситуации	Наблюдение за объектами БД, анализ, сопоставление характеристик	Оптимизация хранения данных, оптимизация работы сервера	Сопровождение БД, файлов, табличных пространств, откатных сегментов
Слежение за использованием ресурсов, выдача статистики	Планирование необходимых вычислительных мощностей	Анализ свободного пространства, устранение дефрагментации	Перенос таблицы на новое пространство, в другую СУБД, на другой компьютер
Обнаружение и исправление возникающих неполадок	Задание пороговых значений для слежения за нужными объектами	Наблюдение за параметрами, влияющими на производительность БД	Перенос содержимого базы данных в другую СУБД

Таблица 1. - Типичные функции средств DBA

2.Администрирование базы данных

Дата добавления: 2015-05-10