Системы управления базами данных. Системы управления базами данных выполняют много важных функций, большая часть из которых невидима «конечному» пользователю

Системы управления базами данных выполняют много важных функций, большая часть из которых невидима «конечному» пользователю. Эти функции, включают управление хранением данных, их преобразование и презентацию, обеспечение безопасности, управление мультидоступом, резервное копирование и восстановление, интерфейсы прикладного программирования и взаимодействия с базой данных.

Средства СУБД позволяют создавать сложные структуры данных, освобождая разработчика базы данных от программирования физической организации данных, и обеспечивают хранение не только самих данных, но также форм для ввода данных, описаний отчетов, правил проверки корректности данных, кода с бизнес-правилами и т.п. СУБД предоставляет процедуры резервного копирования и восстановления данных.

СУБД преобразует вводимые пользователями данные для их соответствия структурам данных, которые необходимы для хранения данных, т.е. освобождает пользователя от необходимости делать различие между логическим и физическим форматом данных. СУБД транслирует логические запросы в команды, которые локализуют и выбирают запрашиваемые данные, находящиеся на физических носителях.

СУБД управляет транзакциями — последовательностью операций над базами данных, рассматриваемых как единая операция. Принцип выполнения всей последовательности очень прост — либо выполняются все операции (успешная транзакция) и произведенные этой транзакцией изменения фиксируются в базе данных, либо из-за сбоя при выполнении какой-либо операции транзакции, транзакция прерывается и никакие изменения в базе данных не фиксируются. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности базы данных.

Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных. СУБД должна восстанавливать последнее согласованное состояние данных в базах после любого программного или аппаратного сбоя. Программный сбой обычно связывают с так называемыми мягкими сбоями, которые чаще всего не разрушают данные пользователя. Аппаратные сбои могут повлечь за собой разрушение данных пользователя как восстанавливаемые (при мягких сбоях) так и невосстанавливаемые (при жестких сбоях).

В любом случае для восстановления базы данных нужно располагать некоторой дополнительной информацией: поддержание надежности хранения данных в баз данных требует избыточности хранения данных, причем ту часть данных, которая используется для восстановления, необходимо хранить особенно надежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточной информации является ведение журнала изменений базы данных.

Журнал — это особая часть базы данных, (недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части базы данных. В разных СУБД изменения баз данных фиксируются на разных уровнях: иногда запись в журнале соответствует некоторой логической операции изменения баз данных (например, операции удаления строки из таблицы), иногда — минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти; в некоторых системах одновременно используются оба подхода.

Функцией СУБД является управление системой безопасности, которая обеспечивает конфиденциальность данных пользователя. Правила безопасности определяют, какие пользователи могут иметь доступ к базе данных, к каким именно данным и какие операции по обработке данных (чтение, добавление, удаление или модификацию) доступны тому или иному пользователю. Это особенно важно в многопользовательских базах данных, где одновременно к базе могут иметь доступ сразу несколько пользователей. Для обеспечения многопользовательского доступа СУБД создает сложные структуры данных и использует сложные алгоритмы.