Администрирование базами данных. Администратор баз данных
С базой данных, как правило, взаимодействуют несколько пользователей. Эти пользователи в организации могут выполнять совершенно различные функции, иметь различные представления об используемых данных, но пользоваться ими одновременно. Поэтому при эксплуатации БД крайне необходим учет различных требований и наличие алгоритма разрешения конфликтов.
Иными словами, нужно ввести долгосрочную функцию администрирования, направленную на координацию и выполнение всех этапов проектирования, реализации и ведения интегрированной базы данных. В соответствии с этой функцией на определенных лиц возлагается ответственность за сохранность такого важного ресурса, как данные.
В этом параграфе мы познакомимся с задачами и функциями администрирования БД, которое необходимо обеспечить на самых ранних стадиях разработки.
Характерное для многопользовательской среды использование хранящихся в компьютере данных заключается в "захватывании" файла данных. Каждый пользователь блокирует свои данные, не допуская остальных к их использованию. Это вынуждает других пользователей накапливать те же самые данные. С появлением баз данных необходимость в индивидуальном хранении и использовании информации отпала. Но появилась потребность в управлении коллективным использованием данных.
Администратором базы данных (АБД) называется лицо, ответственное за выполнение функции администрирования базы данных.
АБД - не "обладатель" базы данных, а ее "хранитель". С усложнением предметной области неизбежно усложняется процесс формирования информации и принятия решений. В результате расширяется спектр функций администрирования. Так как в случае использования базы данных прикладной программист "устраняется" от непосредственного управления данными, он утрачивает с ними контакт, а следовательно, и чувство ответственности за них. Это требует разработки процедур обеспечения непротиворечивости данных, которые должны быть скоординированы с функцией администрирования базы данных.
Администрирование базы данных предполагает обслуживание пользователей базы данных. Можно провести аналогию между АБД и ревизором предприятия. Ревизор защищает ресурсы предприятия, которые называются деньгами, а АБД - ресурсы, которые называются данными. Во многих организациях по странной традиции АБД рассматривают только как квалифицированного технического специалиста, часто совмещающего функции программиста. Это не соответствует целям администрирования. Уровень АБД в иерархии организации должен быть достаточно высоким, чтобы он мог определять структуру данных и право доступа к ним и нести за это ответственность. АБД обязан хорошо представлять себе, как работает предприятие и как оно использует данные. Хотя от АБД и требуется техническая компетентность, не менее важным является понимание им предметной области, а также умение общаться с людьми и подчинять альтернативы стандартным процедурам. В противном случае АБД не сможет эффективно выполнять свои функции.
Весьма заманчиво наделить АБД широкими полномочиями, однако его положение на предприятии может быть различным. Оно зависит прежде всего от степени значимости базы данных для жизнедеятельности данного предприятия. Вторым фактором является уровень сложности обработки данных и организации коммерческой деятельности. Как мы уже отмечали, АБД чаще всего назначается из числа прикладных программистов отдела обработки данных, что не всегда оправдано.
АБД должен координировать действия по сбору сведений, проектированию и эксплуатации базы данных, а также по обеспечению защиты данных. АБД обязан учитывать как перспективные, так и текущие информационные требования предметной области. Это одна из его главных задач. Следовательно, при проектировании базы данных необходимо добиваться ее максимальной гибкости или максимальной независимости данных.
Переход при обработке информации на технологию баз данных и расширение существующей базы данных связаны со значительными финансовыми затратами, что предопределяет необходимость тщательного планирования и управления этим процессом. Кроме того, количество данных, помещаемых в базу, растет день ото дня, и параллельно с этим усложняются обрабатывающие эти данные прикладные программы. Все это требует наличия централизованного управления на каждом этапе жизненного цикла системы с базой данных.
Правильная реализация функций администрирования БД существенно улучшает контроль и управление ресурсами данных предметной области. С этой точки зрения функции АБД являются скорее управляющими, чем техническими. Принципы работы АБД и его функции определяются подходом к данным как к ресурсам организации. Поэтому решение проблем, связанных с администрированием БД, часто начинается с установления общих принципов эксплуатации СУБД, хотя между СУБД и администрированием БД имеется различие. В большинстве случаев СУБД покупается в виде программного пакета, а администрирование БД является прерогативой предприятия. АБД обеспечивает обобщенное представление о предметной области в виде концептуальной модели, которая представляет модель данных предприятия. Одной из целей создания базы данных является обеспечение информацией пользователей, работающих в различных функциональных областях предприятия. Однако это часто означает, что ни один из этих пользователей не испытывает чувства ответственности и об общих интересах заботится в
последнюю очередь. Неизбежным результатом такого отношения является превращение АБД в координатора. Во многих случаях, организуя базу данных, АБД идет по пути решения технических проблем, то есть прежде всего вопросов, связанных с использованием СУБД.
Первая важная задача АБД состоит в устранении противоречий между различными направлениями деятельности организации при создании концептуальной, а затем и логической модели базы данных предметной области. Выступая в роли посредника между отделами, он должен добиваться не только того, чтобы различные специалисты пришли к соглашению относительно объектов предметной области, но и того, чтобы это соглашение было "правильным". Кроме определения данных и прав доступа к ним от АБД может потребоваться разработка процедур и руководств по ведению данных. Для выполнения функций АБД необходимо хорошо представлять себе состояние дел предприятия и перспективы его развития, а также знать позицию руководства. На начальной стадии разработки базы данных АБД следует сконцентрировать внимание на следующих проблемах:
Определение элементов данных и объектов предметной области;
Присвоение различных имен, которые будут использоваться для обращения к элементам одного и того же типа;
Установление взаимосвязей между элементами данных; выпуск текстового описания элементов данных;
Выделение отделов или пользователей, ответственных за обеспечение точности данных (например, контролирующих обновление данных, их непротиворечивость);
Определение путей применения элементов данных в целях управления и планирования, то есть распределении функций между персоналом.
Сбор всей этой информации из различных источников и необходимость ликвидации возникающих между отделами трений требуют, чтобы АБД обладал еще и дипломатическими способностями.
Как уже отмечалось, понятие "единоличного владения" данными неприменимо к базе данных. Однако оно существует, и это иногда существенно усложняет работу АБД. АБД приходится убеждать некоторые отделы, чтобы они "передали" свою собственность в общее пользование, либо контролировать доступ к легко искажаемой информации.
Идея "разделения" может не только вызвать противодействие со стороны некоторых отделов, но и настроить их враждебно против всего проекта разработки базы данных в целом. АБД должен одних убедить, других уговорить, третьих ободрить, а кого-то, если необходимо, и принудить. Это означает, что АБД должен уметь пользоваться своей властью и влиянием, обладать определенным стажем работы и хорошо разбираться в обстановке на данном предприятии. Очевидно, функции АБД не может исполнять человек, восстановивший за время работы против себя многих сотрудников.
Таким образом, к вопросу выбора АБД администрация предприятия должна подходить чрезвычайно серьезно. При выдвижении кандидатуры на пост АБД следует руководствоваться теми же критериями, что и при назначении на посты других управляющих, поскольку рассмотрению долговременных потребностей предприятия АБД обязан уделять не меньшее (если не большее) внимание, чем текущим проблемам. Выполнение этой обязанности осложняется еще и тем, что база данных предусматривает объединение данных без учета функциональных границ.
Реализация руководящих материалов может быть успешной только в том случае, когда все сотрудники, имеющие отношение к базе данных, ознакомлены с ними и несут ответственность за выполнение стандартов, устанавливаемых АБД. Прикладные программисты, сотрудники служб эксплуатации и сопровождения системы должны понимать процедуры, требуемые для решения стоящих перед ними задач. Это означает, что АБД необходимо установить эффективную взаимосвязь со всеми группами сотрудников, которым приходится обращаться к базе данных.
Возвращаясь к рассмотренной в конце предыдущего параграфа программе Auto_Store, заметим, что она позволяет: добавлять, удалять пользователей, назначать существующим пользователям имена, пароли, уровни доступа, назначать привилегии доступа относительно каждого уровня доступа. На рис. 2.24 и 2.25 изображены формы, соответствующие описанным функциям.
При приеме сотрудника на должность администратора баз данных руководство рассчитывает получить услуги по обслуживанию систем управления. Главная задача специалиста - обеспечить бесперебойный доступ всех пользователей организации к необходимой информации.
Если же человека нанимают для того, чтобы он создал базу с нуля, то в его обязанности входит проектирование, разработка требований, реализация, проверка эксплуатационных свойств и сопровождение обслуживания. Кроме того, создание учетных данных, их защита от постороннего проникновения в базу, а также поддержка целостности ее структуры.
Практически все время сотрудник проводит за компьютером. Более подробные сведения о том, какие именно есть обязанности, права и ответственность администратора баз данных, в должностной инструкции, разработанной в организации, должно быть описано в полном объеме.
Положения
Сотрудник, принимаемый на эту должность, является специалистом, которого может нанять или уволить с работы только руководитель компании. Обычно от претендента требуется наличие высшего образования по профессии, а именно, чтобы оно касалось математического, инженерного или технического направления. Кроме того, для получения данной должности следует проработать в сфере информационных технологий не менее трех лет на соответствующих должностях.
Баз данных подразумевает, что в процессе выполнения своей работы он будет руководствоваться нормативной и законодательной документацией, методическими материалами, которые затрагивают его деятельность непосредственно.
Он должен учитывать пункты устава организации, приказы, поступающие от вышестоящего руководства, а также прочие правила и порядки, установленные на предприятии и соответствующие трудовому законодательству страны.
Знания
Согласно ДИ администратора баз данных, он обязан знать все акты правового характера, методическую информацию и нормативы, относящиеся к информационным технологиям, вычислительной технике, проектированию, а также разработке систем вычислительного типа.
Он обязан знать, как работает оборудование, предоставленное ему организацией для выполнения работ, какие у него характеристики, в каких режимах оно функционирует, и все правила использования его технических особенностей.
Сотрудник должен уметь использовать на практике различные ОС и ПО, которые направлены на управление данными, их защиту и предупреждение доступа к информации без доступа от вышестоящего руководства.
Роль и обязанности администратора базы данных включают в себя знания технологии обработки данных механизированным путем. Он должен выучить все современные типы носителей информации, методы, благодаря которым производится кодирование данных, информационные стандарты кодов и шифров, системное программное обеспечения, а также его использование на практике.
Кроме этого, от сотрудника требуется наличие знаний по экономике, трудовому законодательству, управленческой деятельности и прочие правила, регламентирующие его нормальную работу в компании. Специалист также должен знать, как правильно оформляется техническая документация.
Функции
В обязанности администратора входит выполнение им определенных функций:
- поддержание актуальности информации, хранимой на серверах компании;
- управление базами, их организация;
- комплексная защита;
- проверка системы и предотвращение заражения ее вирусами.
Также среди функций работника стоит отметить обслуживание БД, проведение обучающих мероприятий по их эксплуатации для сотрудников компании, создание и ведение архива, в котором сохраняется все ПО и прочая справочная информация. Также сотрудник должен обеспечить конфиденциальное хранение данных, позволяющее составить служебную, коммерческую и государственную тайну.
Обязанности
Чтобы правильно выполнять функции, возложенные на сотрудника, он должен выполнять определенные обязанности администратора баз данных, в том числе проведение мероприятий, направленных на оптимизацию использования ресурсов информационных технологий компании. Для этого он должен использовать конфигурации операционных систем, установленных на оборудовании организации, и основные характеристики БД.
Обязанности администратора баз данных включают в себя разработку и внедрение программного обеспечения, позволяющего сохранить информацию и оставить ее целостной даже при сбоях оборудования.
Также он обязан вести учетные данные, касающиеся всех сбоев и неполадок в работе оборудования, своевременно сообщать о них работникам, специализирующихся на восстановлении и устранении проблем подобного характера, а в некоторых случаях и самостоятельно проводить ремонтные и восстановительные работы.
Другие обязанности
Должностные обязанности администратора баз данных включают в себя обслуживание, создание и сохранность, резервное копирование информации, введение журналов файловой системы. При необходимости сотрудник восстанавливает данные, анализирует различных подразделений компании, вносит свои коррективы и предложения в работу и развитие ПО.
Также он обязан предлагать руководству модернизацию технологического обеспечения, по совершенствованию управления и хранения данных, проведение учебных мероприятий по повышению знаний других сотрудников, чтобы они могли полноценно использовать БД, используемые в компании, давать консультации касательно его компетентных полномочий.
Права
Сотрудник вправе вносить свои предложения относительно улучшения условий выполнения им его обязанности администратора баз данных, запрашивать информацию, которая необходима ему для работы и входит в его компетенцию.
Кроме этого, администратор вправе заниматься повышением своей квалификации, требовать от своего начальства содействия в выполнении его обязанностей, если есть такая необходимость. Также он имеет право на обустроенное рабочее место и получение всей необходимой технической поддержки для осуществления им его функций.
Ответственность
Администратор ответственен за выполнение своих обязанностей и в случае их неправильного или полного неисполнения может понести ответственность согласно законодательству страны. Он также ответственен за любые правонарушения законов страны, которые он совершил во время выполнения своей работы. Его могут привлечь к ответственности за нанесение компании материального ущерба.
Введение………………………………………… ……………………………. 31 Администратор базы данных – основные понятия……………………… 5
- 1.1
История, понятие, основные типы администратора
базы данных…… 5
- 1.2 Задачи
администратора базы данных…………………………………... 7
базами данных……………………………………………………………… … 8
- 2 Администрирование
базы данных……………………………………….. 12
2.1.1 Непосредственное управление данными во внешней памяти……….. 12
2.1.2 Управление буферами оперативной памяти………………………….. 12
2.1.3 Управление транзакциями………………… …………………………... 13
2.1.4 Журнализация……………………………………………… …………... 14
2.1.5 Поддержка языков БД ………………………… ………………………. 17
2.2 Управление безопасностью в СУБД…………………………………….. 18Заключение…………………………………… ………………………………. 28
Глоссарий……………………………………… ……………………………… 30
Список использованных источников …………………………………….…. 32
Приложения…………………………………… ……………………………… 33
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.
Проблема исследования «Администрирование базы данных» заключается в возможности дать исчерпывающие ответы на поставленные вопросы: что представляет собой администрирование базы данных, в чем заключаются его основные функции и задачи, его значение для стабильной и эффективной работы базы данных.
Актуальность исследования «Администрирование базы данных» несомненна. 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.
Цель исследования заключается в изучении администрирования базы данных.
Задачи исследования формируются исходя из его цели и заключаются в следующем:
1. Рассмотреть понятие, классификацию и функции администратора базы данных.
2. Рассмотреть обязанности, связи и средства администратора современных систем управления базами данных.
3. Изучить основные направления и принципы администрирования базы данных.
Данное исследование проведено с использованием теоретических положений, раскрывающих основные характеристики и элементы исследуемого явления.
Практическая значимость исследования заключается в его возможном использовании при изучении информационных технологий в высших учебных заведениях.
Основная часть
1 Администратор базы данных – основные понятия
- История,
понятие, основные типы
администратора базы
данных
В 1980 - 1981 г. в американской литературе стало принятым включать в функции АБД:
- организационное
и техническое планирование БД,
проектирование БД,
обеспечение поддержки разработок прикладных программ,
управление эксплуатацией БД.
- подготовка
вычислительного комплекса к установке
СУБД, участие в установке и приемке СУБД
и самой БД с комплексом прикладных программ,
управление эксплуатацией БД,
подготовка словарей и другой НСИ - нормативно-справочной информации - к моменту начала испытания БД.
К середине 90-х годов сложились еще не завершенные, но уже достаточно устойчивые и полные методологии разработки систем с базами данных. Основная работа по планированию информационных потребностей предприятия, проектированию концептуальной и логической схемы БД, внешних схем, используемых в отдельных процессах обработки информации, ложится теперь на группу проектирования Автоматизированной Системы (АС). Становиться и более определённым объем функций АБД. Это обеспечение надежной и эффективной работы пользователей и программ с БД, поддержка разработчиков в их доступе к БД и средствам разработки.
Администратор базы данных (АБД) или Database Administrator (DBA) – это лицо, отвечающее за выработку требований к базе данных, её проектирование, реализацию, эффективное использование и сопровождение, включая управление учётными записями пользователей БД и защиту от несанкционированного доступа. Не менее важной функцией администратора БД является поддержка целостности базы данных.
В зависимости от сложности и объема банка данных, от особенностей используемой системы управления базы данных (СУБД), общую схему которой можно увидеть на рисунке (см. Приложение Б) 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.
Среди АБД нет строгого документального разграничения по типам. Но можно выделить несколько общих видов АБД, в зависимости от возложенных на них обязанностей:
- Системный
администратор.
Архитектор БД.
Аналитик БД.
Разработчик моделей данных.
Администратор приложении.
Проблемно-ориентированный администратор БД.
Аналитик производительности.
Администратор хранилища данных.
- Задачи
администратора базы
данных
- Проектирование
базы данных.
Оптимизация производительности базы данных.
Обеспечение и контроль доступа к базе данных.
Обеспечение безопасности в базе данных.
Резервирование и восстановление базы данных.
Обеспечение целостности баз данных.
Обеспечение перехода на новую версию СУБД.
- Обязанности
администратора современных
систем управления базами
данных
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.
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 базы 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 (пакеты прикладных программ), 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 Приложении см. приложение А.
2 Администрирование базы данных
2.1 Управление данными в базах данных2.1.1 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 убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы). В некоторых реализациях СУБД активно используются возможности существующих файловых систем, в других работа производится вплоть до уровня устройств внешней памяти. Но подчеркнем, что в развитых СУБД пользователи в любом случае не обязаны знать, использует ли СУБД файловую систему, и если использует, то как организованы файлы. В частности, СУБД поддерживает собственную систему именования объектов БД.2.1.2 Управление буферами оперативной памяти
Заметим, что существует отдельное направление СУБД, которое ориентировано на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД. Это направление основывается на предположении, что в будущем объем оперативной памяти компьютеров будет настолько велик, что позволит не беспокоиться о буферизации. Пока эти работы находятся в стадии исследований.
2.1.3 Управление транзакциями
Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) 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. Если вспомнить наш пример информационной системы с файлами СОТРУДНИКИ и ОТДЕЛЫ, то единственным способом не нарушить целостность БД при выполнении операции приема на работу нового сотрудника является объединение элементарных операций над файлами СОТРУДНИКИ и ОТДЕЛЫ в одну транзакцию. Таким образом, поддержание механизма транзакций является обязательным условием даже однопользовательских СУБД (если, конечно, такая система заслуживает названия СУБД). Но понятие транзакции гораздо более важно в многопользовательских СУБД.То свойство, что каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения, делает очень удобным использование понятия транзакции как единицы активности пользователя по отношению к БД. При соответствующем управлении параллельно выполняющимися транзакциями со стороны СУБД каждый из пользователей может в принципе ощущать себя единственным пользователем СУБД (на самом деле, это несколько идеализированное представление, поскольку в некоторых случаях пользователи многопользовательских СУБД могут ощутить присутствие своих коллег).
С управлением транзакциями в многопользовательской СУБД связаны важные понятия сериализации транзакций и сериального плана выполнения смеси транзакций. Под сериализацией параллельно выполняющихся транзакций понимается такой порядок планирования их работы, при котором суммарный эффект смеси транзакций эквивалентен эффекту их некоторого последовательного выполнения. Сериальный план выполнения смеси транзакций - это такой план, который приводит к сериализации транзакций. Понятно, что если удается добиться действительно сериального выполнения смеси транзакций, то для каждого пользователя, по инициативе которого образована транзакция, присутствие других транзакций будет незаметно (если не считать некоторого замедления работы по сравнению с однопользовательским режимом).
Существует несколько базовых алгоритмов сериализации транзакций. В централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизационных захватах объектов БД. При использовании любого алгоритма сериализации возможны ситуации конфликтов между двумя или более транзакциями по доступу к объектам БД. В этом случае для поддержания сериализации необходимо выполнить откат (ликвидировать все изменения, произведенные в БД) одной или более транзакций. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально (и достаточно неприятно) ощутить присутствие в системе транзакций других пользователей.
2.1.4 Журнализация
Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются 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 могут быть: 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.Понятно, что 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. В разных СУБД изменения БД журнализуются на разных уровнях: иногда запись в журнале соответствует некоторой логической операции изменения БД (например, операции удаления строки из таблицы реляционной БД), иногда - минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти; в некоторых системах одновременно используются оба подхода.
Во всех случаях придерживаются стратегии "упреждающей" записи в журнал (так называемого протокола Write Ahead Log - WAL). Грубо говоря, эта стратегия заключается в том, что запись об изменении любого объекта БД должна попасть во внешнюю память журнала раньше, чем измененный объект попадет во внешнюю память основной части БД. Известно, что если в СУБД корректно соблюдается протокол WAL, то с помощью журнала можно решить все проблемы восстановления БД после любого сбоя.
Самая простая ситуация восстановления - индивидуальный откат транзакции. Строго говоря, для этого не требуется общесистемный журнал изменений БД. Достаточно для каждой транзакции поддерживать локальный журнал операций модификации БД, выполненных в этой транзакции, и производить откат транзакции путем выполнения обратных операций, следуя от конца локального журнала. В некоторых СУБД так и делают, но в большинстве систем локальные журналы не поддерживают, а индивидуальный откат транзакции выполняют по общесистемному журналу, для чего все записи от одной транзакции связывают обратным списком (от конца к началу).
При мягком сбое во внешней памяти основной части БД могут находиться объекты, модифицированные транзакциями, не закончившимися к моменту сбоя, и могут отсутствовать объекты, модифицированные транзакциями, которые к моменту сбоя успешно завершились (по причине использования буферов оперативной памяти, содержимое которых при мягком сбое пропадает). При соблюдении протокола WAL во внешней памяти журнала должны гарантированно находиться записи, относящиеся к операциям модификации обоих видов объектов. Целью процесса восстановления после мягкого сбоя является состояние внешней памяти основной части БД, которое возникло бы при фиксации во внешней памяти изменений всех завершившихся транзакций и которое не содержало бы никаких следов незаконченных транзакций. Для того, чтобы этого добиться, сначала производят откат незавершенных транзакций (undo), а потом повторно воспроизводят (redo) те операции завершенных транзакций, результаты которых не отображены во внешней памяти. Этот процесс содержит много тонкостей, связанных с общей организацией управления буферами и журналом. Более подробно мы рассмотрим это в соответствующей лекции.
Для восстановления БД после жесткого сбоя используют журнал и архивную копию БД. Грубо говоря, архивная копия - это полная копия БД к моменту начала заполнения журнала (имеется много вариантов более гибкой трактовки смысла архивной копии). Конечно, для нормального восстановления БД после жесткого сбоя необходимо, чтобы журнал не пропал. Как уже отмечалось, к сохранности журнала во внешней памяти в СУБД предъявляются особо повышенные требования. Тогда восстановление БД состоит в том, что исходя из архивной копии по журналу воспроизводится работа всех транзакций, которые закончились к моменту сбоя. В принципе, можно даже воспроизвести работу незавершенных транзакций и продолжить их работу после завершения восстановления. Однако в реальных системах это обычно не делается, поскольку процесс восстановления после жесткого сбоя является достаточно длительным.
2.1.5. 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 (SDL - Schema Definition Language) и язык манипулирования данными (DML - Data Manipulation Language). SDL 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. Мы рассмотрим более подробно языки ранних СУБД в следующей лекции.и т.д.................
Словарь (база данных) БАЗА ДАННЫХ (БД) однозначно идентифицируемый массив данных заданной структуры, размещаемый на машиночитаемых носителях. БАЗА ДАННЫХ совокупность организованных взаимосвязанных данных на машиночитаемых носителях. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ (СУБД) совокупность программ и языковых средств, предназначенных для управления данными в базе данных и обеспечения взаимодействия ее с прикладными программами.
Словарь (база знаний) БАЗА ЗНАНИЙ совокупность фактов (или утверждений), относящихся к некоторой предметной области, и правил, которые инициируются путем сопоставления с соответствующими признаками, характеризующими данную задачу, и которые могут добавляться, модифицироваться или изыматься пользователем.
Словарь (СУБД) База данных (БД, database) - поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области. Предметная область - некоторая часть реально существующей системы, функционирующая как самостоятельная единица. Полная предметная область может представлять собой экономику страны или группы союзных государств, однако на практике для информационных систем наибольшее значение имеет предметная область масштаба отдельного предприятия или корпорации. Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания и модификации базы данных, добавления, модификации, удаления, поиска и отбора информации, представления информации на экране и в печатном виде, разграничения прав доступа к информации, выполнения других операций с базой.
Словарь (таблица) Реляционная БД - основной тип современных баз данных. Состоит из таблиц, между которыми могут существовать связи по ключевым значениям. Таблица базы данных (table) - регулярная структура, которая состоит из однотипных строк (записей, records), разбитых на столбцы (поля, fields). В теории реляционных баз данных синоним таблицы - отношение (relation), в котором строка называется кортежем, а столбец называется атрибутом. В концептуальной модели реляционной БД аналогом таблицы является сущность (entity), с определенным набором свойств - атрибутов, способных принимать определенные значения (набор допустимых значений - домен).
Словарь (ключи) Ключевой элемент таблицы (ключ, regular key) - такое ее поле (простой ключ) или строковое выражение, образованное из значений нескольких полей (составной ключ), по которому можно определить значения других полей для одной или нескольких записей таблицы. На практике для использования ключей создаются индексы - служебная информация, содержащая упорядоченные сведения о ключевых значениях. В реляционной теории и концептуальной модели понятие "ключ" применяется для атрибутов отношения или сущности. Первичный ключ (primary key) - главный ключевой элемент, однозначно идентифицирующий строку в таблице. Могут также существовать альтернативный (candidate key) и уникальный (unique key) ключи, служащие также для идентификации строк в таблице. В реляционной теории первичный ключ - минимальный набор атрибутов, однозначно идентифицирующий кортеж в отношении. В концептуальной модели первичный ключ - минимальный набор атрибутов сущности, однозначно идентифицирующий экземпляр сущности.
Словарь (связи) Связь (relation) - функциональная зависимость между объектами. В реляционных базах данных между таблицами устанавливаются связи по ключам, один из которых в главной (parent, родительской) таблице - первичный, второй - внешний ключ - во внешней (child, дочерней) таблице, как правило, первичным не является и образует связь "один ко многим" (1:N). В случае первичного внешнего ключа связь между таблицами имеет тип "один к одному" (1:1). Информация о связях сохраняется в базе данных. Внешний ключ (foreign key) - ключевой элемент подчиненной (внешней, дочерней) таблицы, значение которого совпадает со значением первичного ключа главной (родительской) таблицы. Ссылочная целостность данных (referential integrity) - набор правил, обеспечивающих соответствие ключевых значений в связанных таблицах.
Словарь (объекты) Хранимые процедуры (stored procedures) - программные модули, сохраняемые в базе данных для выполнения определенных операций с информацией базы. Триггеры (triggers) - хранимые процедуры, обеспечивающие соблюдение условий ссылочной целостности данных в операциях изменения первичных ключей (возможно каскадное изменение данных), удалении записей в главной таблице (каскадное удаление в дочерних таблицах) и добавлении записей или изменении данных в дочерних таблицах. Объект (object) - элемент информационной системы, обладающий определенными свойствами (properties) и определенным образом реагирующий на внешние события (events). Система - совокупность взаимодействующих между собой и с внешним окружением объектов.
Словарь (действия) Репликация базы данных - создание копий базы данных (реплик), которые могут обмениваться обновляемыми данными или реплицированными формами, отчетами или другими объектами в результате выполнения процесса синхронизации. Транзакция - изменение информации в базе в результате выполнения одной операции или их последовательности, которое должно быть выполнено полностью или не выполнено вообще. В СУБД существуют специальные механизмы обеспечения транзакций. Язык SQL (Structured Query Language) - универсальный язык работы с базами данных, включающий возможности ее создания, модификации структуры, отбора данных по запросам, модификации информации в базе и прочие операции манипулирования базой данных. Null - значение поля таблицы, показывающее, что информация в данном поле отсутствует. Разрешение на возможность существования значения Null может задаваться для отдельных полей таблицы.
Словарь (модели) Концептуальная модель - отображает информационные объекты, их свойства и связи между ними без указания способов физического хранения информации (модель предметной области, иногда ее также называют информационно-логической или инфологической моделью). Информационными объектами обычно являются сущности - обособленные объекты или события, информацию о которых необходимо сохранять, имеющие определенные наборы свойств - атрибутов. Физическая модель - отражает все свойства (атрибуты) информационных объектов базы и связи между ними с учетом способа их хранения - используемой СУБД. Внутренняя модель - база данных, соответствующая определенной физической модели. Внешняя модель - комплекс программных и аппаратных средств для работы с базой данных, обеспечивающий процессы создания, хранения, редактирования, удаления и поиска информации, а также решающий задачи выполнения необходимых расчетов и создания выходных печатных форм.
Распределенная БД Состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, которые хранятся в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).
Классификация (по доступу) По способу доступа к данным базы данных разделяются на: базы данных с локальным доступом базы данных с сетевым доступом. Для всех современных баз данных можно организовать сетевой доступ с многопользовательским режимом работы.
Классификация (по архитектуре) Централизованные базы данных с сетевым доступом могут иметь следующую архитектуру: файл-сервер; клиент-сервер базы данных; "тонкий клиент" - сервер приложений - сервер базы данных (трехуровневая архитектура).
Файл-сервер Файл-сервер. Архитектура систем БД с сетевым доступом предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (файловый сервер). На этот компьютер устанавливается операционная система (ОС) для выделенного сервера. На нем же хранится совместно используемая централизованная БД в виде одного или группы файлов. Все другие компьютеры сети выполняют функции рабочих станций. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где и производится обработка информации. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также локальные БД на рабочих станциях.
Клиент-сервер Клиент-сервер. В этой архитектуре на выделенном сервере, работающем под управлением серверной операционной системы, устанавливается специальное программное обеспечение (ПО) - сервер БД, например. СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Основа работы сервера БД - использование языка запросов (SQL). Запрос на языке SQL, передаваемый клиентом (рабочей станцией) серверу БД, порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные транспортируются по сети от сервера к клиенту. Тем самым, количество передаваемой по сети информации уменьшается во много раз.
Трехзвенная схема Трехуровневая архитектура функционирует в Интранет- и Интернет-сетях. Клиентская часть ("тонкий клиент"), взаимодействующая с пользователем, представляет собой HTML- страницу в Web-браузере либо Windows- приложение, взаимодействующее с Web- сервисами. Вся программная логика вынесена на сервер приложений, который обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу баз данных. Сервер приложений может быть Web-сервером или специализированной программой
Управление данными – основа администрирования базами данных Управление данными включает в себя процессы переработки данных, начиная от сбора данных и заканчивая их архивацией и доведением до пользователей. При этом рассматриваются как технологические, так и организационные вопросы сбора, обработки данных. Администрирование БД – это компонент управления данными, связанный с СУБД. Управление данными можно рассматривать на уровне источника данных, центра данных, проекта (программы). Каждый уровень может включать предыдущие уровни управления данными. Например, управление данными на уровне центра обязательно включает сбор данных от источников данных. Крупная научная программа может включать несколько экспериментов, каждый из которых может иметь свой план управления данными.
Управление данными План управления данными – это организационный документ, в котором определены все этапы переработки данных, а также средства их реализации. Целями создания плана управления данными является улучшение сбора, доступа и использования информации; развитие БД; стандартизация процедур сбора и обмена данными.
Администраторы Типы администраторов и их обязанности могут отличаться в зависимости от конфигурации СУБД и от конкретной организации. В крупных системах обязанности администратора БД могут распределяться среди нескольких специалистов. В то же время в небольших системах один человек может выполнять функции нескольких типов одновременно. Можно выделить основные типы администраторов, характерные для всех систем: администраторы баз данных, администраторы по защите данных; компьютерные администраторы; сетевые администраторы; администраторы Интернет (Web–мастера); администраторы телефонной связи; администраторы голосовой почты; администраторы почтовых систем; администраторы мэйнфреймов; администраторы приложений.
Администратор БД Администратор БД отвечает за целостность информационных ресурсов компании. На нем лежит ответственность по созданию, обновлению и сохранности связанных между собой резервных копий файлов, исходя из задач предприятия. Этот человек должен в мельчайших подробностях знать существующие механизмы восстановления программного обеспечения БД. Возможны ситуации, при которых администратору БД потребуется на основе прикладных моделей создавать элементы физической схемы, а также поддерживать связь пользователей с системой и обеспечивать соответствующий уровень информационной безопасности, следя за тем, чтобы доступ к данным имели только те люди, которые в нем нуждаются. Администратор БД должен уметь определять узкие места системы, ограничивающие ее производительность, настраивать SQL и программное обеспечение СУБД и обладать знаниями, необходимыми для решения вопросов оптимизации быстродействия БД.
Обязанности администратора 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 управление и отслеживание доступа пользователей к базе данных отслеживание и оптимизация производительности базы данных планирование и выполнение качественного резервного копирования и стратегии восстановления; поддержание архивных данных на устройствах хранения информации обращение за техническим сопровождением установка нового программного обеспечения (очень важно протестировать все программы перед введением их в рабочую среду); конфигурация программного и аппаратного обеспечения (вместе с системным администратором); периодическая проверка производительности системы и произведение изменений для поддержки необходимого уровня производительности; поддержка целостности данных БД; обеспечение безопасности; процедура планового обслуживания (в обслуживание входят архивирование, тестирование и настройка); локализация неисправностей; восстановление системы после сбоя.
Дополнительные обязанности анализ данных; разработка БД (предварительная); моделирование и оптимизация БД; предоставление помощи разработчикам по SQL и хранимым процедурам; разработка производственных стандартов и соглашений по именам; документирование среды; консультирование разработчиков и конечных пользователей; проверка и тестирование новых программ; оценка приобретений нового программного и аппаратного обеспечения; планирование нагрузки системы и необходимого объема памяти.
Обязанности администратора MS Access создание резервных копий файлов (для баз данных и проектов); периодическое сжатие файлов (для баз данных); защита файлов средствами шифрования (для баз данных); изменение пароля для открытия файла (для баз данных); управление учетными записями и правами доступа для приложений, защищённых на уровне пользователей (для баз данных и проектов); установка приложения, разделенного на файл объектов данных и файл объектов приложения, на новую рабочую станцию и обновление ссылок на связанные таблицы (для баз данных); установка клиентского приложения на новую рабочую станцию и корректное подключение ее к базе данных, установленной на сервере (для проектов).
Архивирование, сжатие и восстановление баз данных Перед сжатием сетевой базы данных, расположенной в общей папке или на сервере, убедитесь, что она не открыта другими пользователями. Выберите команду Сервис, Служебные программы, Сжать и восстановить базу данных (Tools, Database Utilities, Compact and Repair Database). Сжатие повышает производительность баз данных и проектов Access. Однако сжатие проекта не влияет на объекты, такие как представления и таблицы, хранящиеся в базе данных на SQL Server. Сжатие проекта не влияет также на таблицы, содержащие поле счетчика в проектах Access, как это происходит с базами данных. Если из базы данных, перед сжатием из таблицы, содержащей поле счетчика, были удалены последние записи, после сжатия номер первой пустой записи сбрасывается. Добавленная после этого запись получит в поле счетчика номер, на единицу превышающий значение счетчика в последней оставшейся записи.
Автоматическое сжатие баз данных Чтобы установить автоматическое сжатие базы данных Access 2002: Откройте базу данных, которую нужно сжать. Выберите команду Сервис, Параметры (Tools, Options). В появившемся диалоговом окне Параметры (Options) раскройте вкладку Общие (General). Установите флажок Сжимать при закрытии (Compact on Close) и нажмите кнопку ОК.
Защита информации с помощью средств шифрования Чтобы выполнить операцию шифрования или дешифрования: 1. Запустите MS Access, не открывая базу данных. 2. Выберите команду Сервис, Защита, Закодировать или раскодировать базу данных. 3. Появится диалоговое окно База данных для кодирования или декодирования. Укажите имя базы данных, которую требуется зашифровать или дешифровать, и нажмите кнопку ОК. 4. Если выбранная на предыдущем шаге база данных не является зашифрованной, появится диалоговое окно Кодирование базы данных под именем, иначе появится диалоговое окно Декодирование базы данных под именем. Укажите имя, диск и папку для конечной базы данных и нажмите кнопку Сохранить (Save).
Защита базы данных Access с помощью пароля Самый простой способ защиты базы данных с помощью пароля. Можно назначить пароль базе данных Access, который будет требоваться всякий раз при ее открытии. Чтобы установить пароль для защиты базы данных: Закройте базу данных. Если база данных совместно используется в сети, убедитесь, что остальные пользователи ее закрыли. Сделайте резервную копию базы данных и сохраните ее в надежном месте. В меню Access выберите команду Файл, Открыть (File, Open). Выделите файл базы данных. Щелкните по стрелке, расположенной справа от кнопки Открыть (Open). В раскрывающемся списке режимов открытия базы данных выделите элемент Монопольно (Open Exclusive). База данных откроется в режиме монопольного доступа. Выберите команду Сервис, Защита, Задать пароль базы данных (Tools, Security, Set Database Password). В появившемся диалоговом окне введите в поле Пароль (Password) пароль для защиты базы данных с учетом регистра символов. Введите пароль еще раз в поле Подтверждение (Verify). Нажмите кнопку ОК.
Администрирование баз данных Access, защищенных на уровне пользователей В задачу администрирования базы данных, защищенной на уровне пользователей, входит выполнение следующих действий: подключение файла рабочей группы для работы с защищенной базой данных; добавление нового пользователя в рабочую группу и задание для него прав доступа к объектам и прав на владение объектами базы данных (это осуществляется обычно включением его в состав определенных групп внутри рабочей группы); добавление новой группы пользователей в рабочую группу и задание для нее прав доступа к объектам базы данных; удаление учетной записи пользователя из файла рабочей группы; удаление учетной записи группы из файла рабочей группы; изменение пароля пользователя; восстановление испорченного файла рабочей группы из резервной копии или путем его воссоздания, используя специально сохраненную информацию об учетных записях пользователей и рабочих групп (включающую имена пользователей и групп и их персональные идентификаторы (PID)).
Использование файла рабочей группы Рабочей группой в Access называется группа пользователей сети, совместно использующих одну или несколько баз данных Access. Если база данных защищена на уровне пользователей, в файл рабочей группы записываются учетные записи пользователей и групп, входящих в рабочую группу. Пароли пользователей также хранятся в файле рабочей группы. Учетным записям в рабочей группе могут быть назначены права доступа к базе данных и ее объектам (таблицам, запросам, формам, отчетам и макросам). Права доступа сохраняются в защищенной базе данных. Создание и подключение файла рабочей группы производится с помощью служебной программы, которая входит в состав Microsoft Access 2002 и называется Администратор рабочих групп (Workgroup Administrator). Восстановление файла рабочей группы производится путем его воссоздания по сохраненной информации.
Источники дополнительных сведений ГОСТ "Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения"; ГОСТ "Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем"; ГОСТ "Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания"; ГОСТ "Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы".
Цель занятия: усвоить знания о порядке такой организации работы пользователей с базой данных, чтобы база данных всегда была работоспособна.
План
Функции администратора БД.
Методы защиты БД.
Резервирование и восстановление БД.
Оптимизация работы БД,
Правовая охрана баз данных
Функции администратора бд
Использование автоматизированных информационных систем порождает общие информационные ресурсы в виде базы или совокупности баз данных, состояние и функционирование которых может критически влиять на жизнедеятельность предприятия, организации. В результате, как и для любого критического ресурса, требуются отдельное специфическое управление и контроль состояния, получившие в процессе внедрения АИС в практику информационного обеспечения деятельности предприятий и организаций специальный термин - «администрирование и защита данных (баз данных)».
В номенклатуре специалистов, обеспечивающих проектирование, создание, эксплуатацию и использование АИС, соответственно, выделилась отдельная категория, называемая «администраторами систем (баз данных)», играющих ключевую роль в процессах информационного обеспечения деятельности предприятий и организаций.
Взгляды на функции и содержание задач, решаемых в процессе администрирования баз данных, формировались вместе со становлением индустрии АИС, менялись вместе с изменениями и усложнениями программно-технических аспектов реализации АИС. Но постепенно сформировался некоторый их базовый перечень, и администрирование баз данных вошло неотъемлемым ключевым компонентом в теорию и практику автоматизированных информационных систем.
Термин «администрирование » определяет комплекс процессов при создании, эксплуатации и использовании АИС, связанных с обеспечением надежности и эффективности функционирования АИС, безопасности данных и организацией коллективной работы пользователей различных категорий.
Этот комплекс процессов можно разделить по решаемым задачам на следующие группы:
обеспечение и поддержание настройки структурного, интерфейсного и технологического компонентов АИС на структуру и процессы предметной области системы;
обеспечение надежности и сохранности данных;
организация и обеспечение коллективной работы пользователей с общими данными.
Первое направление обусловливает участие администратора системы в этапах проектирования и ввода АИС в эксплуатацию. Администратор при этом выступает экспертом в команде разработчиков по выбору СУБД и ее особенностям в плане реализации тех или иных компонент концептуальной схемы создаваемого банка данных, участвует в процессах создания типовых запросов, экранных форм для ввода и вывода данных, шаблонов отчетов. На этапе проектирования и, в особенности, в процессе дальнейшей эксплуатации при наполнении системы данными администратор системы производит анализ адекватности и эффективности спроектированной внутренней схемы базы данных и при необходимости может осуществлять ее корректировку. Для обеспечения таких функций некоторые СУБД содержат специальный программный инструментарий в виде анализаторов быстродействия и оптимальности баз данных.
В эту же группу функций входит создание и поддержание словарно-классификационной базы (словари, справочники, ключевые слова, тезаурусы), которая должна адекватно отражать особенности предметной области информационной системы.
Еще одной важной функцией, особенно на этапе ввода информационной системы в эксплуатацию, является первоначаль ное наполнение системы данными . Во многих случаях для этого могут быть использованы данные из других информационных систем, находящихся, возможно, в других физических форматах и с другой логической организацией. Импорт данных из внешних источников, как правило, требует высокой квалификации по возможностям используемой в АИС СУБД, детального представления логической и физической организации данных в АИС и выполняется вследствие этого администратором системы. В фактографических АИС на основе реляционных СУБД подобные задачи решаются на основе запросов на создание таблиц, источник данных для которых находится во внешних базах или в файлах других форматов (электронные таблицы, текстовые файлы). Соответственно, особенности функционирования АИС могут требовать решения и обратных задач, то есть задач экспорта данных во внешние системы и другие форматы. Такие задачи в большинстве случаев также решаются администраторами АИС.
Обеспечение надежности и сохранности данных является одной из главных обязанностей администратора АИС и включает, в свою очередь, решение ряда следующих технологических и профилактических задач:
планирование, конфигурирование и поддержание системы использования устройств внешней памяти, на которых размещаются файлы данных;
архивирование и резервирование данных;
восстановление данных после сбоев и повреждений;
Проверка и поддержание целостности данных.
Большой объем файлов баз данных, как уже отмечалось, обусловливает их размещение на устройствах дисковой (внешней) памяти. Поэтому отдельной задачей при проектировании АИС является определение схемы размещения файлов базы данных системы на устройствах внешней памяти, контроль за ее состоянием в процессе эксплуатации АИС.
В перечень функций администратора по обеспечению восстановления данных входит также профилактика дисковых носителей внешней памяти , обеспечиваемая специальными программными инструментальными утилитами операционной системы - проверка состояния дисков, дефрагментация и т. д. Данные обязанности накладывают дополнительные требования к профессиональной подготовке администраторов как особого направления подготовки системных программистов.
Проверка и поддержание целостности данных является также неотъемлемой функцией администраторов и заключается в обеспечении настройки и функционирования защитных механизмов СУБД поддерживающих ограничения целостности данных и связей в конкретной базе данных. Как правило, в большинстве СУБД имеются встроенные механизмы автоматического поддержания и контроля целостности данных. Вместе с тем, в ряде случаев, логика предметной области не дает возможности устанавливать такие режимы обеспечения целостности связей, как, например, каскадное обновление и удаление связанных записей. При этом в процессе работы пользователей с базой данных может образовываться множество коллизий в виде «оборванных» связей, что снижает эффективность функционирования базы данных. В таких ситуациях одной из функций администратора базы данных являются периодический контроль целостности связей и устранение подобных коллизий. В некоторых СУБД для решения этих задач предусмотрены специальные режимы и механизмы «ревизии» и восстановления целостности базы данных. В других СУБД данные задачи решаются через технику запросов или через разработку, в том числе и самими администраторами АИС специальных программных утилит.
Сходные задачи ревизии данных решаются администратором также в тех случаях, когда устанавливаются временные регламенты хранения данных и устаревшие данные должны своевременно обновляться или удаляться из системы.
Большой комплекс функций администратора АИС связан с организацией и обеспечением коллективной работы пользова телей с общими данными. Еще на этапе проектирования АИС с непосредственным участием будущего администратора системы разрабатывается организационная схема функционирования и использования АИС. Исходя из особенностей технологических процессов в предметной области и круга решаемых задач, определяются функциональные группы работников, отвечающих за ввод, обработку и использование общих данных системы. На этой основе строится перечень и схема пользователей системы, определяются их конкретные функции, полномочия, разрабатываются необходимые технологические и интерфейсные элементы (входные и выходные экранные формы, запросы, шаблоны отчетов и т. д.), прорабатываются и устанавливаются внутренние параметры и характеристики коллективной обработки данных (размещение данных, параметры блокировок, обмена и т. д.). Администратор АИС, по сути, является как раз организатором и руководителем этих технологических процессов организации работы эксплуатационного персонала и абонентов-пользователей системы.
Отдельным, но тесно переплетенным с остальными функциями, направлением этого комплекса обязанностей администратора системы является создание и поддержание системы разграничения доступа к данным и защиты данных от несан кционированного доступа . На основе системы и схемы функций, задач и полномочий пользователей и обслуживающего персонала администратором строится и поддерживается схема категорирования объектов базы данных по критерию доступа различных пользователей и внешних процессов, осуществляется текущее управление этой схемой и аудит процессов обработки данных с точки зрения безопасности и разграничения доступа к данным.
Развитые СУБД в составе своих функций и возможностей, как правило, имеют специальный инструментарий, обеспечи вающий основной набор функций и задач администратора - уже упоминавшийся анализатор быстродействия и оптимальности, утилиты архивирования, резервирования и ревизии базы данных, подсистему разграничения доступа и защиты данных.
В настольных однопользовательских системах, строящихся на основе СУБД с развитым интерфейсным набором инструментов по созданию и управлению базами данных, все или большая часть функций администратора может выполняться самими пользователями, которые в необходимых случаях могут лишь изредка прибегать к помощи и консультациям соответствующих специалистов. Вместе с тем рассмотренный перечень функций и решаемых задач, так или иначе, реализуется и в однопользовательских системах.
Следует также отметить, что организационно администраторы АИС являются отдельными штатными категориями работников информационных служб, подчиняясь непосредственно руководителям таких служб, или во многих случаях, собственно, и выполняя функции руководителя службы информационного обеспечения предприятия, организации, отдельного подразделения.
