Состав субд и работа БД

СУБД представляет собой оболочку, с помощью которой после построения структуры таблиц, задания связей между таблицами и заполнения таблиц данными получается соответствующая база данных. В связи с этим полезно поговорить о системе программно-технических, организационных и «человеческих» составляющих (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Состав СУБД Программные средства включают трансляторы и систему управления, обеспечивающую ввод-вывод, обработку и хранение информации, создание, модификацию и тестирование БД. Базовыми внутренними языками программирования являются языки четвертого поколения. В качестве базовых языков могут использоваться С, C++, Pascal, Object Pascal. Язык C++ позволяет строить программы как на языке Visual Basic с его широким спектром возможностей, более близкий и понятный даже пользователю-непрофессионалу, так и на непроцедурном (декларативном) языке структурированных запросов SQL. Ранее отмечалось, что исторически для системы управления базой данных сложились три языка:

• 1) язык описания данных (ЯОД), называемый также языком описания схем — для построения структуры («шапки») таблиц БД;
• 2) язык манипулирования данными (ЯМД) — для заполнения БД данными и операций обновления (запись, удаление, модификация);
• 3) язык запросов — язык поиска наборов величин в файле в соответствии с заданной совокупностью критериев поиска и выдачи затребованных данных без изменения содержимого файлов и БД (язык преобразования критериев в систему команд).

В настоящее время функции всех трех языков выполняет язык SQL, относящийся к классу языков, базирующихся на исчислении кортежей.

Вместе с тем сохранились и языки запросов, например, язык запросов по примеру Query By Example (QBE) класса реляционного исчисления доменов. Отметим, что эти языки в качестве «информационной единицы» БД используют отдельную запись. С помощью языков БД создаются приложения, базы данных и интерфейс пользователя, включающий экранные формы, меню, отчеты. При создании БД на базе СУБД Paradox эти элементы (объекты) фиксируются в отдельных файлах. В СУБД Access, Interbase все созданные объекты размещаются в одном файле.

Для работы с созданной БД пользователю или администратору БД следует иметь перечень файлов — таблиц с описанием состава их данных (структуры, схемы). Для этого создается специальный файл, называемый словарем данных (репозитарием, словарем-справочником, энциклопедией). Описание БД относится к метаинформации.

В качестве технических средств могут выступать суперили персональные компьютеры с соответствующими периферийными устройствами.

Организационно-методические средства — это совокупность инструкций, методических и регламентирующих материалов, описаний структуры и процедуры работы пользователя с СУБД и БД.

Пользователей возможно разделить на две основные категории:

• • конечные пользователи (КП);
• • администраторы баз данных (АБД).

Особо следует поговорить об администраторе базы данных. Естественно, что база данных строится для конечного пользователя, однако первоначально предполагалось, что КП не смогут работать без специалиста-программиста, которого назвали администратором базы данных. С появлением СУБД они взяли на себя значительную часть функций АБД, особенно для БД с небольшим объемом данных. Однако для крупных централизованных и распределенных баз данных потребность в АБД сохранилась. В широком плане под АБД понимают системных аналитиков, проектировщиков структур данных и информационного обеспечения, проектировщиков технологии процессов обработки, системных и прикладных программистов, операторов, специалистов в предметной области и по техническому обслуживанию. Иными словами — в крупных базах данных это могут быть коллективы специалистов.

В обязанности АБД входит: анализ предметной области, статус информации и пользователей; проектирование структуры и модификация данных; задание и обеспечение целостности; загрузка и ведение БД; защита данных; обеспечение восстановления БД; сбор и статистическая обработка обращений к БД, анализ эффективности функционирования БД; работа с пользователем.

Одним из важнейших инструментов АБД является словарь.

В заключение отметим, что в работе с базами данных выделяют следующие процедуры:

• • построение (создание, проектирование) БД;
• • использование БД;
• • функционирование БД.

Эти процедуры определяют содержание (составляющие) теории БД: создание, использование, функционирование.

При реализации БД основными элементами структуры БД являются собственно база данных (система таблиц с данными); интерфейс пользователя, алгоритм приложения (при современном подходе к проектированию БД или алгоритм преобразования — при традиционном подходе).

Перейдем к более подробному рассмотрению OLAP.

В составе OLAP можно выделить такие [2] архитектурные элементы (рис. 1.16):

• • хранилище данных (ХД);
• • менеджер загрузки;
• • менеджер хранилища данных;
• • менеджер запросов.

Рис. 1.16. Состав OLAP.

Хранилище данных, в первом приближении, возможно (по аналогии с OLTP) считать базой данных, тогда как систему OLAPСУБД. В нем можно условно выделить электронный архив, хранящий детальные ретроспективные данные, и агрегированные (обработанные) данные.

ХД реализуется с помощью многомерной модели, которая имеет несколько разновидностей [17]: собственно многомерная (Multidimensional OLAP-MOLAP), реляционная (Relational OLAP-ROLAP), гибридная (Hibrid OLAP-HOLAP). Более подробно эти разновидности рассмотрены в гл. 8.

Менеджер загрузки осуществляет преобразование данных, поступающих из операционных БД, и прежде всего — форматирование по «стандарту» OLAP.

Менеджер хранилища данных выполняет следующие операции:

• • анализ непротиворечивости исходных данных;
• • создание необходимых индексов и видов;
• • денормализацию;
• • резервное копирование.

Менеджер запросов управляет пользовательскими запросами, возможно с графиками процесса выполнения запроса.