Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Microsoft Word - 13-1-05

Применение баз данных

План

1. Администрирование базами данных

2. Восстановление баз данных

Администрирование базами данных

Администрирование данным предусматривает выполнение функций администратора данных. Администратор данных отвечает за достоверность и полноту данных, находящихся в БД, их согласованность, а также выполнение регламента работ по актуализации БД.

Администрирование базы данных предполагает выполнение функций администратора БД и других административных функций, обеспечивающих жизнедеятельность системы базы данных (рис. 13.1).

Администратор БД отвечает за обеспечение необходимого уровня производительности системы. Эти задачи решаются путем использования эффективных методов доступа, рациональной стратегией размещения данных на носителях и оптимальной убыточностью данных. Администратор БД решает задачи связанные с выбором размещения файлов на диске, определением необходимого объема дисковой памяти, распределением информации на диске.

Создание нормализованных отношений является важной составной частью проектирования БД, но кроме положительных результатов, нормализация может приводить к снижению производительности работы системы. Выполнение требований нормализации порождает большое количество таблиц, увеличение таблиц приводит к увеличению количества операций обмена данными с диском и увеличению времени на обработку логических связей. При определенных режимах работы с БД возможно некоторое снижение уровня нормализации и за счет этого повышение скорости обработки

данных. Противоречие между эффективностью проекта, информационных потребностей пользователей и скоростью обработки информации решается путем поиска компромисса, который, как правило, заключается в некоторой денормализации базы данных.

Администратор БД отвечает также за сбор и обработку статистики функционирования системы, обеспечение эффективного использования ресурсов, за надежность функционирования системы, оценку необходимости переналадки среды хранения БД и еевыполнения, восстановление состояния БД при нарушении логической и физической целостности.

Реорганизация базы данных - деятельность администратора БД, которая обеспечивает сбор мусора, необходимы для размещения данных и, возможно их структуры, согласно проведенной модификацией схемы хранения. Реорганизация БД позволяет повысить производительность системы БД и / или более эффективно использовать ресурсы пространства памяти среды хранения.

Резервное копирование (backup) выполняется для предотвращения возможного разрушения БД и, в случае необходимости, восстановление данных. Выполняется копирования специальными утилиты. Резервируются не только данные, но и служебная информация (журналы транзакций, словари и т.д.). Резервная копия может быть точной копией БД, или архивной копией. Резервное копирование может выполняться при работе с БД или в другое время.

Тестирование представляет собой процесс выполнения прикладных программ с целью поиска ошибок.

Эксплуатация и сопровождение заключаются в промышленном использовании созданной системы, постоянно сопровождается проверками ее текущих указателей функционирования, а также необходимой поддержкой.

Стандарты организации это правила, которые используются в процессе разработки и эксплуатации системы: принципы структурирования приложений, соглашение об наименование, которые используют программисты и т.д.

Задачи определения СУБД заключаются в определении следующих вопросов: модель БД, емкость БД, производительность, мобильность и стандартизация, необходимое оборудование, стоимость, поддержка разработки приложений, средства администрирования БД, безопасность и целостность, резервное копирование и восстановление и т.д.

Восстановление баз данных

Восстановление базы данных - устранение нарушений логической или физической целостности БД с целью обеспечения дальнейшего использования.

Целостность базы данных логическая - свойство состояния БД, которая характеризуется отсутствием нарушений всех ограничений целостности, которые явно определены в логической схеме.

Целостность быазы данных физическая - свойство состояния БД, которая характеризуется отсутствием нарушений спецификаций схемы хранения, а также физических разрушений данных на носителях информации.

Причины разрушения БД, основные функции и методы восстановления БД показаны на рис. 13.2. Главной единицей восстановления в системах с БД является транзакции. Транзакция в случае успешного завершения выполняет операцию Commit, а в случае неудачи - операцию Rollback. При выполнении работы с БД СУБД использует буфер. Буфер БД - это область основной памяти для временного хранения данных, которая предназначена для ускорения операций с диском.

В восстановлении БД ключевую роль играет журнал, в котором хранятся изменения внесены в БД, а также состояние каждой транзакции.

Журнал - функциональный компонент СУБД, который обеспечивает регистрацию в процессе функционирования системы БД сведений о выполнении транзакций, о работающих пользователей, о применении используемых о доступе к различным структурам данных и т.д.

Журнал обеспечивает фиксацию всех действий транзакций: старт транзакции, изменение значений элементов БД, результатов или прекращения работы. Информация журнала и изменения, которые вносятся в элементы данных должны выполняться синхронно, но конкретный способ синхронизации зависит от выбранного режима протоколирования. Существуют два основных метода восстановления БД с отложенным обновлением и немедленным обновлением.

Восстановление с использованием отложенного обновления предусматривает, что обновления не заносятся в БД до тех пор, пока транзакция не выдаст команду фиксации сделанных изменений. Если выполнение транзакции было закончено к достижению этой точки, то никаких изменений в БД выполнено не будет, потому и не нужна их отмена (рис. 13.3).

Восстановление с использованием немедленного обновления предусматривает, что все изменения вносятся в БД сразу после их выполнения в транзакции, еще до достижения момента фиксации сделанных изменений. Если выполнение транзакции было закончено к достижению этой точки (аварийно), то для отмены внесенных изменений вБД используется журнал. Отмена операций транзакций выполняется в обратном порядке (рис. 13.4).

Точка - совокупность данных, связана с некоторой транзакцией в определенный момент времени, и сохраняется для восстановления (в случае необходимости) состояния БД и транзакции, выполняемой в данный момент, с целью обеспечения возможности повторного ее использования начиная с этого момента. Создание точек при выполнении транзакций позволяет выполнять при необходимости ее откат не в начале, а в последней по времени контрольной точки, благодаря чему существенно повышается производительность системы.

Средства ведения журнала позволяют защитить систему от последствий потери данных в оперативной памяти. Для восстановления БД от разрушения дисковых устройств применяется архивирования. Архив представляет собой полную или частичную копию БД, которая хранится в безопасном месте.

Восстановление это процесс, который состоит из следующих этапов: - создание пустой БД с заданными параметрами (размером страницы, режимом записи и т.д.)

- добавление метаданных (таблиц, различных ограничений и проверок и т.д.)

- наполнение данными из файла резервной копии;

- создание необходимых индексов.

Глава 14. ЗАЩИТА информации в базах данных

Защита данных - предупреждение несанкционированного или случайного доступа к данным, их изменения или разрушения данных со стороны пользователей; предупреждения изменений или разрушения данных при сбоях аппаратных и программных средств и при ошибках в работе сотрудников группы эксплуатации.

Последствиями нарушения защиты является материальный ущерб, снижение производительности системы, получение секретных сведений, разрушение БД. Главными причинами нарушения защиты является несанкционированный доступ, некорректное использование ресурсов, перебои в работе системы. В БД применяются средства защиты приведены на рис. 14.1.

Парольная защита предусматривает установление пароля, который представляет собой ряд букв, определенных пользователем при входе в систем с целью идентификации системными механизмами управления доступом. После идентификации выполняется аутентификация. Аутентификация - процедура, которая устанавливает подлинность идентификатора, который выдвигается пользователем, программой, процессом, системой при входе в систему, при запросе некоторой услуги или при доступе к ресурсу. Процесс аутентификации это обмен между пользователем и системой информации, которая известна только системе и пользователю.

Управление доступом - защиту информационных ресурсов в системе БД от несанкционированного доступа. Цель заключается в обеспечении представления доступа к ресурсам только пользователям, программам, процессам, системам, которые имеют соответствующие права доступа.

Как только пользователь получит право доступа к СУБД, ему автоматически представляются различные привилегии, связанные с его идентификатором. Эти привилегии могут включать разрешение на доступ к определенным таблиц, представлений, индексов, а также на определенные операции над этими объектами: просмотр (SELECT), добавление (INSERT), обновление (UPDATE), изъятия (DELETE) (рис. 14.2) .

В современных СУБД поддерживаются два наиболее общих подхода к обеспечению безопасности данных: избирательный подход и обязательный подход.

Выборочный подход предполагает, что каждый пользователь имеет различные права при работе с данными объектами. Различные пользователи могут иметь различные права доступа к одному и тому же объекту. Такой подход это одноуровневая модель безопасности (табл. 14.1).

Обязательный подход предполагает, что каждому объекту данных предоставляется некоторое квалификационный уровень, а каждый пользователь имеет некоторый уровень допуска. При таком подходе правом доступа к определенному объекту данных имеют только

пользователи с соответствующим уровнем доступа. Такой подход представляет собой многоуровневую модель безопасности (рис. 14.3). Пример. Одноуровневая модель безопасности.

Шифрование данных - метод обеспечения секретности данных путем генерации нового их представления, которое допускает однозначное восстановление исходного представления.

Система- построение хранилищ данных;

- OLAP-системы, предназначенные для комплексного анализа данных и нахождения скрытых тенденций развития;

- мобильные БД, которые предназначены для работы на портативных компьютерах;

- встроенные БД, которые являются интегрированной частью применения;

- микробазы данных для различных устройств, таких как кредитные карты, электронные записные книжки и т.д.;

- резидентные БД, которые используются в сверхпроизводительных OLTP-системах.

К направлений, которые постоянно находятся в поле зрения разработчиков баз данных относятся:

- совершенствование архитектуры систем баз данных, разработка новых архитектурных решений систем баз данных;

- организации среды хранения и методов доступа

- развитие технологии и техники моделирования данными;

- методы оптимизации запросов;

- вопрос эксплуатация баз данных (безопасность данных, восстановление данных, поддержка целостности данных);

- развитие технологий разработки приложений.

Одним из самых важных направлений развития баз данных является сближение технологий баз данных, WEB-технологий и технологий текстовых систем. Среда WEB обеспечивает доступ к большим объемам информации в Интернете, однако кроме накопления слабоструктурированных информации необходимо обеспечивать эффективное управление этой разнообразной информацией. Разработка платформы XML обеспечивает новые возможности для эффективного доступа к информационным ресурсам этой среды, а также для создания новых технологий интеграции ресурсов.

Сочетание технологий баз данных и WEB-технологий позволяет решать следующие задачи:

- организация взаимосвязи СУБД, работающих на разных платформах;

- использование в Интернете информации из существующих локальных сетевых баз данных (публикация баз данных);

- применение СУБД для упорядочения и каталогизации информации в Интернете;

- применение в информационных систем в Интернете на основе многоуровневой архитектуры баз данных;

- примения языка SQL для поиска необходимой информации;

- использование средств СУБД для обеспечения безопасности данных, управление транзакциями при доступе к информации в Интернете;

- стандартизация пользовательского интерфейса на основе применения обозревателей WEB, использование обозревателя WEB в качестве дешевой клиентской программы для доступа к базе данных.

Следующим направлением в развитии СУБД является развитие и дальнейшее совершенствование управлением объектно-ориентированными базами данных. Современные производители СУБД или строят свои системы исключительно на основе объектно-ориентированной модели, или включают в свои программные продукты объектно-реляционные возможности.

Одним из важных классов информационных систем является геоинформационные системы. Эти системы имеют дело с геоданных, то есть данными о пространственно-распределенные объекты, процессы, события. Эти системы широко применяют в картографии, экономике, экологии, управлении ресурсами окружающей среды, транспорте и т.д. Основу информационных ресурсов геоинформационных систем составляют пространственные данные. Различают модели геоданных векторные и растровые, а также применяются традиционные фактографические данные. Дальнейшее развитие этих систем заключается в совершенствовании моделей базы данных (геореляцийни и геообьектни модели), создании мультимедийных ресурсов геоданных и т.д.

Еще одним из перспективных направлений развития баз данных является расширение возможностей СУБД для работы с темпоральными данным, изображениями и мультимедийными данными.

Темпоральные системы позволяют автоматически сохранять множество объектов данных, которые зависят от времени; кроме того они обеспечивают языковые средства для нахождения данных, которые связаны со временем. Для этих систем применяются специальные временные модели данных.

Мультимедийные информационные системы позволяют сохранять текст, аудио-, видеоизображения. Использование таких баз данных требует поддержки багатомодельнои системы, расширение функций управления обычной СУБД.

Одним из перспективных направлений развития бапо данным является направление, связанное с объединением технологий экспертных систем и баз данных и развитием дедуктивных баз данных. В этих базах данных новая информация получается на основе использования логических правил вывода и построения цепей вывода для получения ответов на запросы.

Литература

1. Гайдамакин Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс. - М .: Гелиос АРВ, 2002. - 368 с.

2. Гайна А. Организация баз данных и знаний. Языка баз данных Конспект лекций.-К.: КНУСА, 2002. - 64 с.

3. Гайна Г.А., Попович Н.Л. Организация баз данных и знаний. Организация реляционных баз данных: Конспект лекций. - М.: КНУБА, 2000. - 76 с.

4. Гарсиа-Молина Г., Ульман Д., Уидом Д. Системы баз данных. М .: Издательский дом "Вильямс", 2003. - 1088 с.

5. Григорьев Ю.А., Ревунков Г.И. Банки данных. М .: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 320 с.

6. Грофф Дж. Вайнберг П. Энциклопедия SQL. - СПб .: Питер, 2003. - 896 с.

7. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. - М .: Диалектика, 1998. - 784 с.

8. Дыгой С.М. Проектирование и внедрение баз данных. М .: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

9. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. - СПб .: Питер, 2001. - 304 с.

10. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных.- М .: Финансы и статистика, 2002. - 800 с.

11. Конноли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. - М .: Издательский дом "Вильямс", 2003. - 1440 с.

12. Кренке Д. Теория и практика построения баз данных. - СПб .: Питер, 2003. - 800 с.

13. Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, внедрение. - СПб .: БХВ-Петербург, 2004. - 512 с.

14. Роб П., Коронел К. Системы баз данных: проектирование, реализация и управление. - СПб .: БХВ-Петербург, 2004. - 1040 с.

Загрузка...