27. Базы данных и СУБД. Обобщенная архитектура. Основные
функции. Управление данными во внешней памяти. Средства СУБД для ускорения
доступа к данным. Языки СУБД. Транзакции. Их роль в СУБД. Журнализаци
База данных —
представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных
актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной
машины (ЭВМ)
Систе́ма управле́ния
ба́зами да́нных (СУБД) —
совокупность программных и лингвистических средств общего или специального
назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.
Основные функции СУБД
управление данными во внешней памяти (на
дисках);
управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
поддержка языков БД (язык
определения данных, язык
манипулирования данными).
Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:
ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти
и журнализацию,
процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило,
машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,
подсистему поддержки времени
исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции
данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД
а также сервисные
программы (внешние утилиты),
обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной
системы.
Классификации СУБД
По модели
данных
Иерархические
Сетевые
Реляционные
Объектно-ориентированные
Объектно-реляционные
По степени распределённости
Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются
на одном компьютере)
Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на
двух и более компьютерах).
По способу доступа к БД
Файл-серверные
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются
централизованно на файл-сервере. СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции).
Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых
блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на
процессор файлового сервера. Недостатки: потенциально высокая загрузка
локальной сети; затруднённость или невозможность централизованного управления; затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик
как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность. Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют
функции управления БД; в системах с низкой интенсивностью обработки данных и
низкими пиковыми нагрузками на БД.
На данный момент файл-серверная технология считается
устаревшей, а её использование в крупных информационных системах — недостатком[2].
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
Клиент-серверные
Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе
с БД и осуществляет доступ к БД непосредственно, в монопольном режиме. Все
клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД
централизованно. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных
требованиях к серверу. Достоинства: потенциально более низкая загрузка
локальной сети; удобство централизованного управления; удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность, высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server, Sybase
Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.
Встраиваемые
Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться
как составная часть некоторого программного продукта, не требуя процедуры
самостоятельной установки. Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего
приложения и не рассчитана на коллективное использование в сети. Физически
встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки. Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные программные интерфейсы.
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
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.
Управление транзакциями
Транзакция - это последовательность операций над БД,
рассматриваемых СУБД как единое целое. 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 .
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
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.
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.
Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время
реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language): основные
функции реляционной СУБД, поддерживаемые на "языковом" уровне (т.е.
функции, поддерживаемые при реализации интерфейса SQL).
Прежде всего, язык SQL сочетает средства SDL и DML, т.е. позволяет
определять схему реляционной БД и манипулировать данными. Язык SQL содержит
специальные средства определения ограничений целостности БД. Специальные
операторы языка SQL позволяют определять так называемые представления БД,
фактически являющиеся хранимыми в БД запросами (результатом любого запроса к
реляционной БД является таблица) с именованными столбцами. Наконец, авторизация
доступа к объектам БД производится также на основе специального набора
операторов SQL. Идея состоит в том, что для выполнения операторов SQL разного
вида пользователь должен обладать различными полномочиями. Пользователь,
создавший таблицу БД, обладает полным набором полномочий для работы с этой
таблицей. В число этих полномочий входит полномочие на передачу всех или части
полномочий другим пользователям, включая полномочие на передачу полномочий.
Полномочия пользователей описываются в специальных таблицах-каталогах, контроль
полномочий поддерживается на языковом уровне.
Более точное описание возможных реализаций этих функций на основе
языка SQL будет приведено в лекциях, посвященных языку SQL и его реализации.
28. Центральный реестр субъектов внешнеэкономической
деятельности.
В целях реализации требований приказа ГТК России от 28.11.2003 N
1360 дсп "Об утверждении Правил учета информации о лицах, осуществляющих
деятельность, связанную с перемещением товаров и транспортных средств через
таможенную границу Российской Федерации, а также о лицах, осуществляющих
деятельность в области таможенного дела", организации ввода в опытную
эксплуатацию автоматизированной информационной системы ведения центрального
реестра субъектов внешнеэкономической деятельности, разработанной во исполнение
приказа ГТК России от 02.02.2004 N 134 "О планах научно-исследовательских
и опытно-конструкторских работ, работ по специальной эксплуатации и ремонту на
2004 год"
приказываю:
1. Утвердить:
а) план мероприятий по вводу в опытную эксплуатацию
автоматизированной информационной системы ведения центрального реестра
субъектов внешнеэкономической деятельности (далее - АИС "ЦРСВЭД") в
таможенных органах (приложение 1);
б) перечень таможенных органов, в которых будет осуществляться
первоочередной ввод в опытную эксплуатацию АИС "ЦРСВЭД" (приложение
2).
2. Главному управлению информационных технологий (Л.M. Ухлинов)
совместно с Главным управлением организации таможенного контроля (А.В.
Галактионов) и Убавлением таможенной инспекции (Н.Н. Шитова) обеспечить:
а) координацию работ по вводу в опытную эксплуатацию АИС
"ЦРСВЭД" в таможенных органах;
б) сбор, обобщение, анализ предложений и замечаний, поступающих от
таможенных органов в ходе опытной эксплуатации АИС "ЦРСВЭД", в соответствии
с общим порядком, утвержденным приказом ГТК России от 19.03.2004 N 343 "Об
утверждении общего порядка разработки и модернизации программных средств ЕАИС
ГТК России";
в) подготовку и поэтапный ввод в опытную эксплуатацию АИС
"ЦРСВЭД" в таможенных органах, не указанных в приложении 1 к
настоящему приказу.
3. ГНИВЦу ФТС России (С.Л. Гусев) обеспечить:
а) рассылку программных средств АИС "ЦРСВЭД", в том
числе информационной составляющей центрального реестра субъектов
внешнеэкономической деятельности, а также его обновленных данных в соответствии
с регламентом рассылки обновленных данных в таможенные органы;
б) проведение обучения ответственных за применение и опытную
эксплуатацию АИС "ЦРСВЭД" должностных лиц ФТС России и таможенных
органов;
в) ведение центрального реестра субъектов внешнеэкономической
деятельности с организацией доступа к нему заинтересованных подразделений ФТС
России в соответствии с установленным ФТС России порядком;
г) внедрение, сопровождение и модернизацию программных средств АИС
"ЦРСВЭД" в соответствии с общим порядком, утвержденным приказом ГТК
России от 19.03.2004 N 343.
4. Начальникам региональных таможенных управлений, таможен,
непосредственно подчиненных ФТС России, обеспечить:
а) назначение должностных лиц, ответственных за применение и
опытную эксплуатацию АИС "ЦРСВЭД", в подчиненных таможенных органах;
б) организацию доступа к центральному реестру субъектов
внешнеэкономической деятельности в подчиненных таможенных органах, в
соответствии с установленным ФТС России порядком;
в) опытную эксплуатацию АИС "ЦРСВЭД" в подчиненных
таможенных органах;
г) представление в ФТС России замечаний и предложений, выявленных
в ходе опытной эксплуатации, в соответствии с общим порядком, утвержденным
приказом ГТК России от 19.03.2004 N 343;
д) доведение требований настоящего приказа до сведения подчиненных
таможенных органов.
5. Признать утратившим силу приказ ГТК России от 23.08.2004 N 842
"О вводе в опытную эксплуатацию первой очереди автоматизированной
информационной системы ведения центрального реестра субъектов
внешнеэкономической деятельности".
6. Первому заместителю руководителя ФТС России В.А. Шамахову
осуществлять контроль за исполнением настоящего приказа.
| 