1.2. Назначение и основные компоненты банка данных

Банк данных (БнД) в общем случае состоит из следующих компонентов: базы данных (или нескольких баз данных), системы управления базами данных (СУБД), словаря данных, администратора базы данных, вычислительной системы и обслуживающего персонала.

Рассмотрим вкратце названные компоненты и некоторые связанные с ними понятия.

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области. Данные, организованные в базу, обладают такой минимальной избыточностью, которая допускает их многоцелевое использование.

Данные, хранимые в базе, имеют определенную логическую структуру, которую называют моделью представления данных. Модель данных – средство абстракции, позволяющее видеть обобщенную структуру данных, хранимых в базе данных, а не их конкретные значения.

К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся следующие: иерархическая, сетевая, реляционная, постреляционная, объектно-реляционная, многомерная и объектно-ориентированная.

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс языковых, математических и программных средств, предназначенных для централизованного создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Таким образом, СУБД – это совокупность программных средств, обеспечивающих централизованное управление базой данных.

Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД. Количество современных систем управления базами данных исчисляется тысячами. С СУБД связано понятие приложения.

Приложение – программа или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию обработки информации для прикладной задачи. Нами рассматриваются приложения, использующие базы данных. Приложения могут создаваться в среде и вне среды СУБД. Вне среды СУБД приложения создаются с помощью системы программирования, использующей средства доступа к базе данных. Примерами таких систем являются: Delphi или C++ Builder. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД,- внешними приложениями.

Словарь данных (СД) представляет собой подсистему БнД, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях файлов базы данных друг с другом, типах данных и форматах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничения доступа и т.д.

Функционально словарь данных присутствует во всех банках данных, но не всегда выполняющий эти функции компонент имеет именно такое название. Чаще всего функции словаря данных выполняются СУБД и вызываются из основного меню системы или реализуются с помощью ее утилит.

Администратор базы данных (АБД) – это лицо или группа лиц, отвечающих за выработку требований к базе данных, проектирование базы данных, ее создание, эффективное использование и сопровождение.

В процессе проектирования базы данных АБД осуществляет анализ предметной области, проектирование структуры БД, организационно-методическую работу по проектированию БД, задание ограничений целостности при описании структуры БД и процедур обработки БД.

В процессе создания базы данных АБД осуществляет первоначальную загрузку и ведение БД.

В процессе эксплуатации АБД обычно следит за функционированием информационной системы, обеспечивает защиту данных от несанкционированного доступа, контролирует избыточность, непротиворечивость, сохранность и достоверность хранимой в базе данных информации, обеспечивает восстановление БД, анализирует обращения пользователей, анализирует эффективность функционирования БД, работает с конечными пользователями, занимается модернизацией программных средств и развитием БД.

Для однопользовательских информационных систем функции АБД обычно возлагаются на лиц, непосредственно работающих с приложением базы данных.

В вычислительной сети АБД, как правило, взаимодействует с администратором сети. В обязанности последнего входят контроль за функционированием аппаратно-программных средств сети, реконфигурация сети, восстановление программного обеспечения после сбоев и отказов оборудования, профилактические мероприятия и обеспечение разграничения доступа.

Вычислительная система (ВС) представляет собой совокупность взаимосвязанных и согласованно действующих ЭВМ или процессоров и других устройств, обеспечивающих автоматизацию процессов приема, обработки и выдачи информации потребителям. Поскольку основными функциями банка данных являются хранение и обработка данных, то используемая вычислительная система, наряду с приемлемой мощностью центральных процессоров (ЦП), должна иметь достаточный объем оперативной и внешней памяти прямого доступа.

Обслуживающий персонал выполняет функции поддержания технических и программных средств в работоспособном состоянии. Он проводит профилактические, регламентные, восстановительные и другие работы по планам, а также по мере необходимости.

Как любой программно-организационно-технический комплекс, банк данных существует во времени и в пространстве. Он имеет определенные стадии своего развития: проектирование, реализацию, эксплуатацию, модернизацию и развитие, полную реорганизацию. На каждом этапе своего существования с банком данных связаны разные категории пользователей.

Конечные пользователи. Это основная категория пользователей, в интересах которых и создается банк данных. Главный принцип состоит в том, что от конечных пользователей не должно требоваться каких-либо специальных знаний в области вычислительной техники и языковых средств.

Администраторы банка данных. Это группа пользователей, которая на начальной стадии разработки банка данных отвечает за его оптимальную организацию с точки зрения одновременной работы множества конечных пользователей, на стадии эксплуатации отвечает за корректность работы данного банка информации в многопользовательском режиме. На стадии развития и реорганизации эта группа пользователей отвечает за возможность корректной реорганизации банка без изменения или прекращения его текущей эксплуатации.

Разработчики и администраторы приложений. Эта группа пользователей функционирует во время проектирования, создания и реорганизации банка данных. Администраторы приложений координируют работу разработчиков при создании конкретного приложения или группы приложений, объединенных в функциональную подсистему.

Не в каждом банке данных могут быть выделены все типы пользователей. При разработке информационных систем с использованием настольных СУБД администратор банка данных, администратор приложений и разработчик часто существовали в одном лице. Однако при построении современных сложных корпоративных баз данных, которые используются для автоматизации всех или большей части бизнес-процессов в крупной фирме или корпорации, могут существовать и группы администраторов приложений, и отделы разработчиков. Наиболее сложные обязанности возложены на группу администратора БД.