Архитектура систем управления базами данных

Большинство современных СУБД включает следующие пять основных компонент обеспечивающих работу с БД широкому кругу прикладных процессов (рисунок 5.2):

Рисунок 5.2 – Принципиальный состав основных компонент СУБД

Остановимся несколько детальнее на каждой из этих компонент. В общем случае лингвистическое обеспечение СУБД включает ряд языков, обеспечивающих интерфейс с БнД пользователям различного уровня. Из данных языковых средств можно выделить две основные группы: языки описания данных (ЯОД) и языки работы с БД (ЯрБД). Группа ЯОД предназначена для описания структур данных и отношений между ними, поддерживаемых СУБД. Каждая конкретная СУБД располагает своим ЯОД, но все ЯОД поддерживают один и тот же набор основных функций. В зависимости от своего назначения ЯОД можно разделить, в свою очередь, на языки описания БД и описания внешних данных. Если первые предназначены для описания состава и логической организации БД (т.е. собственно самой хранящейся информации), то вторые - для описания внешней по отношению к БД информации (входной, выходной, сообщений и т.д.).

При необходимости написания прикладных программ работы с БД используется ЯУД, позволяющий организовывать интерфейс (обмен информацией) пользовательских программ, написанных на ЯВУ, с БД. Как правило, ЯУД базируется на том же ЯВУ, на котором создаются БД-приложения (например, Pascal, С, Cobol).

Языки группы ЯУЗ относятся к языкам 4-го поколения, ибо позволяют непосредственно запрашивать (на языке, близком к естественному) необходимую информацию из БД, минуя целую цепочку требуемых для этого процедур. Базируясь на лексиконе естественных языков в соответствующей прикладной области, ЯУЗ значительно легче в освоении, чем традиционные ЯВУ 3-го поколения (Basic, Pascal, С. Cobol и др.). Стандартом среди языков данной группы является SQL- структурированный язык запросов.

Набор общих утилит (смотри рисунок 5.2) предназначен для обеспечения наиболее часто используемых процедур работы с данными и файлами БД (редактирование данных, удаление записей, создание новых файлов и т.д.) Как правило, общие утилиты обеспечивают интерфейс с пользователем на уровне командного языка и используются персоналом ведения БнД в случае больших БД, функционирующих на мощных мини-ЭВМ или ЭВМ общего назначения. На ПК эти средства используются непосредственно его пользователем и интерфейс с ними упрощен.

Генератор приложений представляет собой компоненту СУБД, обеспечивающую пользователя средствами создания БД-приложений без их программирования. На основе описания задачи генератор из программных модулей, находящихся в специальных библиотеках, компилирует (собирает и редактирует) программную систему, обеспечивающую решение поставленной задачи.

Генераторы отчетов позволяют выводить результаты работы с БнД в виде отчетов, оформленных по требованию пользователя, используя достаточно простой язык (командный, табличный и др.).

Одной из важных особенностей СУБД является их многофункциональность, диапазон которой определяется степенью ее функциональной полноты.

Функционально полная СУБД должна включать в свой состав средства, обеспечивающие нужды пользователей различных категорий и уровней на всех этапах жизненного цикла БнД (проектирование, разработка и эксплуатация), который для данного типа систем может составлять несколько десятков лет (IMS, IDMS и др.).

Функционально полную СУБД можно определять следующим составом ее функциональных характеристик:

- поддерживаемая системой даталогическая модель;

- средства администратора БД;

- средства разработки БД-приложений;

- интерфейсы с пользователями и другими БД-приложениями;

- интерфейсы с другими СУБД;

- средства обеспечения сетевой и распределенной обработки информации.

Само же понятие функциональной полноты СУБД постоянно расширяется с учетом новых информационных технологий.

В настоящее время реализация СУБД традиционными программными технологиями и аппаратными средствами не удовлетворяет многие прикладные области - потребителей и/или поставщиков информации БД/БЗ. В первую очередь, это относится ко многим задачам САПР, управления БД/БЗ в режиме реального времени, работы с дедуктивными БД и др. Особенно актуальной проблема становится при реализациях интегрированного управления БД и БЗ. Поэтому одним из основных современных подходов к обеспечению необходимой эффективности управления информационными ресурсами в совокупности с использованием быстро развивающейся технологией управления БД является применение подхода на основе специализированных ВС - машинах баз данных и знаний (МБДЗ), интенсивно исследуемых и разрабатываемых во многих ведущих странах. При этом под МБДЗ понимается автономная ВС, реализующая функционально полный набор процедур управления БД/БЗ и предназначенная для поддержки развитых интерфейсов конечных пользователей и прикладных программ в абонентских ЭВМ, связанных каналами связи с первой.

В силу функционального назначения СУБД имеют как совпадающие по функциональным возможностям, так и существенно различные характеристики, зависящие от ряда конкретных обстоятельств и, в первую очередь, от поддерживаемой даталогической модели и используемого класса ЭВМ (ПК, мини- и ЭВМ общего назначения).