10. Компоненты СУБД.  Преимущества и недостатки СУБД.

Система управления базами данных. Программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.
СУБД — это программное обеспечение, которое взаимодействует с прикладными программами пользователя и базой данных и обладает перечисленными ниже возможностями.

· Позволяет создать базу данных, что обычно осуществляется с помощью языка определения данных (DDL — Data Definition Language). Язык DDL предоставляет пользователям средства указания типа данных и их структуры, а также средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных.

· Позволяет вставлять, обновлять, удалять и извлекать информацию из базы данных, что обычно осуществляется с помощью языка манипулирования данными (DML — Data Manipulation Language). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инструмент организации запросов, который иногда называют языком запросов (query language). Наличие языка запросов позволяет устранить присущие файловым системам ограничения, при которых пользователям приходится иметь дело только с фиксированным набором запросов или постоянно возрастающим количеством программ, что порождает другие, более сложные проблемы управления программным обеспечением. Наиболее распространенным типом непроцедурного языка является язык структурированных запросов (Structured Query Language — SQL), который в настоящее время определяется специальным стандартом и фактически является обязательным языком для любых реляционных СУБД.

· Предоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью перечисленных ниже средств:

· системы обеспечения защиты, предотвращающей несанкционированный доступ к базе данных со стороны пользователей;

· системы поддержки целостности данных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;

· системы управления параллельной работой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базе данных;

· системы восстановления, позволяющей восстановить базу данных до предыдущего непротиворечивого состояния, нарушенного в результате сбоя аппаратного или программного обеспечения;

· доступного пользователям каталога, содержащего описание хранимой в базе данных информации.

Как показано на рис., в среде СУБД можно выделить следующие пять основных компонентов: аппаратное и программное обеспечение, данные, процедуры и пользователей.

Аппаратное обеспечение
Для работы СУБД и приложений необходимо некоторое аппаратное обеспечение. Оно может варьировать в очень широких пределах — от единственного персонального компьютера или одного мэйнфрейма до сети из многих компьютеров.
Используемое аппаратное обеспечение зависит от требований данной организации и типа СУБД. Одни СУБД предназначены для работы только с конкретными типами операционных систем или оборудования, другие могут работать с широким кругом аппаратного обеспечения и различными операционными системами.
Для работы СУБД обычно требуется некоторый минимум оперативной и дисковой памяти, но такой минимальной конфигурации может оказаться совершенно недостаточно для достижения приемлемой производительности системы. В аппаратное обеспечение могут входить например сервер баз данных и клиентские компьютеры.
Программное обеспечение
Этот компонент охватывает программное обеспечение самой СУБД и прикладных программ, вместе с операционной системой, включая и сетевое программное обеспечение, если СУБД используется в сети. Обычно приложения создаются на языках третьего поколения, таких как C++, Java, Visual Basic, Fortran, Pascal, PHP, Perl или на языках четвертого поколения, таких как SQL, операторы которых внедряются в программы на языках третьего поколения. Впрочем, СУБД может иметь свои собственные инструменты четвертого поколения, предназначенные для быстрой разработки приложений с использованием встроенных непроцедурных языков запросов, генераторов отчетов, форм, графических изображений и даже полномасштабных приложений. Использование инструментов четвертого поколения позволяет существенно повысить производительность системы и способствует созданию более удобных для обслуживания программ.
Данные
Вероятно, самым важным компонентом среды СУБД (с точки зрения конечных пользователей) являются данные. На предыдущем рис. показано что данные играют роль моста между компьютером и человеком. База данных содержит как рабочие данные, так и метаданные, т.е. "данные о данных". Структура базы данных называется схемой.
Процедуры
К процедурам относятся инструкции и правила, которые должны учитываться при проектировании и использовании базы данных. Пользователям и обслуживающему персоналу базы данных необходимо предоставить документацию, содержащую подробное описание процедур использования и сопровождения данной системы, включая инструкции о правилах выполнения приведенных ниже действий.

· Регистрация в СУБД.

· Использование отдельного инструмента СУБД или приложения.

· Запуск и остановка СУБД.

· Создание резервных копий СУБД.

· Обработка сбоев аппаратного и программного обеспечения, включая процедуры идентификации вышедшего из строя компонента, исправления отказавшего компонента (например, посредством вызова специалиста по ремонту аппаратного обеспечения), а также восстановления базы данных после устранения неисправности.

· Изменение структуры таблицы, реорганизация базы данных, размещенной на нескольких дисках, способы улучшения производительности и методы архивирования данных на вторичных устройствах хранения.

Пользователи
Последним, еще не рассмотренным нами компонентом среды СУБД являются пользователи системы. Этот компонент будет рассмотрен позднее.

Преимущества и недостатки СУБД
Преимущества:

• Контроль за избыточностью данных
• Непротиворечивость данных
• Больше полезной информации при том же объеме хранимых данных
• Совместное использование данных
• Поддержка целостности данных
• Повышенная безопасность
• Применение стандартов
• Повышение эффективности с ростом масштабов системы
• Возможность нахождения компромисса при противоречивых требованиях
• Повышение доступности данных и их готовности к работе
• Улучшение показателей производительности
• Упрощение сопровождения системы за счет независимости отданных
• Улучшенное управление параллельной работой
• Развитые службы резервного копирования и восстановления

Недостатки:

• Сложность
• Размер
• Стоимость СУБД
• Дополнительные затраты на аппаратное обеспечение
• Затраты на преобразование
• Производительность
• Более серьезные последствия при выходе системы из строя