Введение. Цели и задачи. Основные понятия и определения. Требования к базам данных. - презентация

Совместно используемый набор логически
связанных данных (и описание этих данных),
предназначенный для удовлетворения
информационных потребностей людей
или организаций
База данных

Цели использования базы данных
Повышение эффективности
Поддержка независимости данных от логики приложений
Использование одних и тех же данных в разных приложениях

Структура информационной системы
СУБД
БД
Уровень работы с данными
Уровень бизнес-логики
Интерфейс
Приложение
Приложение 2
Приложение 3

БД2
Система управления базами данных (СУБД)
Совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных
БД1
БД3
СУБД

Уровни абстракции в СУБД
Внутренний уровень
Концептуальный уровень
Внешний уровень

Функции СУБД
Непосредственное управление данными во внешней памяти
Управление буферами оперативной памяти
Управление транзакциями
Журнализация
Поддержка языков БД

Непосредственное управление данными во внешней памяти
Обеспечение необходимых структур внешней памяти:
1) для хранения данных, непосредственно входящих в БД
2) для служебных целей, например для убыстрения доступа к данным

Управление буферами оперативной памяти
Размер базы данных обычно превышает размер свободной оперативной памяти
Если постоянно обращаться к внешней памяти то скорость СУБД понижается из-за медленной скорости внешней памяти
В СУБД существует механихм буферизации часто используемых данных в оперативной памяти

Управление транзакциями
Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо она исполняется вся, либо не исполняется вообще
Поддержка алгоритмов сериализации транзакций - выполнение параллельных транзакций таким образом, чтоб суммарный эффект был равен эффекту их последовательного выполнения
Сериальный план выполнения смеси транзакций - это такой план, который приводит к сериализации транзакций

Журнализация
Одно из требований к СУБД — надежность хранения данных во внешней памяти, то есть СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя
Два возможных вида аппаратных сбоев:
1) Мягкий сбой
2) Жесткий сбой
Программные сбои:
1) аварийное завершение работы СУБД по причине ошибки в программе
2) аварийное завершение пользовательской программы — в результате чего некоторая транзакция остается незавершенной

Журнализация
Для восстановления БД нужно располагать некоторой дополнительной информацией
Поддержание надежности хранения данных в БД требует избыточности хранения данных
Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений БД
Журнал - это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД

Варианты восстановления БД
1) индивидуальный откат транзакции
2) при мягком сбое: откат незавершенных транзакций, повторно воспроизведение тех операции завершенных транзакций, результаты которых не отображены во внешней памяти
2) при жестком сбое: используют журнал и архивную копию БД (полная копия БД к моменту начала заполнения журнала). Исходя из архивной копии по журналу воспроизводится работа всех транзакций, которые закончились к моменту сбоя