Администрирование базданных

Федеральное агентство  железнодорожного транспорта

Омский государственный  университет путей сообщения 

 

Кафедра  «Автоматика  и системы управления»

 

 

 

 

 

 

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ  БАЗ ДАННЫХ

 

Тематический  реферат

по дисциплине «Администрирование в ИС»

 

                 

 

 

                                          

 

 

 

Студент гр. ИС‒8007

   Л.О. Бекбергенова

 

Руководитель ‒

                                                       А.С. Онуфриев

 

                                             

                   

 

 

 

 

                                                

 

 

                                        

Омск  2013г.

Содержание

 

Введение

Современные базы данных – это сложные многофункциональные программные системы, работающие в открытой распределенной среде. Они уже сегодня доступны для использования в деловой сфере и выступают не просто в качестве технических и научных решений, но как завершенные продукты, предоставляющие разработчикам мощные средства управления данными и богатый инструментарий для создания прикладных программ и систем.

Администрирование базами данных предусматривает выполнение функций, направленных на обеспечение  надежного и эффективного функционирования системы баз данных, адекватности содержания базы данных информационным потребностям пользователей, отображения в базе данных актуального состояния предметной области.

Необходимость персонала, обеспечивающего администрирование  данными в системе БД в процессе функционирования, является следствием централизованного характера управления данными в таких системах, постоянно требующего поиска компромисса между противоречивыми требованиями к системе в социальной пользовательской среде. Хотя такая необходимость и признавалась на ранних стадиях развития технологии баз данных, четкое понимание и структуризация функций персонала, занятого администрированием, сложилось только вместе с признанием многоуровневой архитектуры СУБД.

Проблема исследования «Администрирование базы данных» заключается в возможности дать исчерпывающие ответы на поставленные вопросы: что представляет собой администрирование базы данных, в чем заключаются его основные функции и задачи, его значение для стабильной и эффективной работы базы данных.

Актуальность исследования «Администрирование базы данных» несомненна. Можно провести аналогию между администратором баз данных и ревизором предприятия. Ревизор защищает ресурсы предприятия, которые называются деньгами, а администратор – ресурсы, которые называются данными. Нельзя рассматривать администратора баз данных только как квалифицированного технического специалиста, так как это не соответствует целям администрирования. Уровень администратора баз данных в иерархии организации достаточно высок: чтобы определять структуру данных и право доступа к ним, администратор должен знать, как работает предприятие и как используются соответствующие данные.

Проблеме администрирования  баз данных внимание уделяется сравнительно недавно – с появлением и развитием  современных баз данных. Однако в связи с тем, что совершенствование баз данных и систем управления данных – явление постоянное и непрерывное, проблема остается достаточно актуальной, следовательно, требует дополнительных исследований в данной области компьютерных технологий.

 

1 Организация администрирования баз данных

 

Непосредственное  управление данными во внешней памяти. Эта функция включает обеспечение  необходимых структур внешней памяти как для хранения непосредственных данных, входящих в БД, так и для  служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы). В некоторых реализациях СУБД активно используются возможности существующих файловых систем, в других работа производится вплоть до уровня устройств внешней памяти. Но подчеркнем, что в развитых СУБД пользователи в любом случае не обязаны знать, использует ли СУБД файловую систему, а если использует, то как организованы в ней файлы. В частности, СУБД поддерживает собственную систему именования объектов БД (это очень важно, поскольку имена объектов базы данных соответствуют именам объектов предметной области).

Существует  множество различных способов организации  внешней памяти баз данных. Как  и все решения, принимаемые при  организации баз данных, конкретные методы организации внешней памяти необходимо выбирать в тесной связи со всеми остальными решениями.

Управление  буферами оперативной памяти. СУБД обычно работают с БД значительного  размера; по крайней мере, этот размер обычно существенно превышает доступный объем оперативной памяти. Понятно, если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Единственным же способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. И даже если операционная система производит общесистемную буферизацию (как в случае ОС UNIX), этого недостаточно для целей СУБД, которая располагает гораздо большей информацией о полезности буферизации той или иной части БД. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов. При управлении буферами основной памяти приходится разрабатывать и применять согласованные алгоритмы буферизации, журнализации и синхронизации. Заметим, что существует отдельное направление СУБД, которые ориентированы на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД. Это направление основывается на предположении, что в предвидимом будущем объем оперативной памяти компьютеров сможет быть настолько велик, что позволит не беспокоиться о буферизации. Пока эти работы находятся в стадии исследований.

Управление  транзакциями. Транзакция – это  последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные ею, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается в состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.

Таким образом, поддержание механизма транзакций – обязательное условие даже однопользовательских СУБД (если, конечно, такая система  заслуживает названия СУБД). Но понятие  транзакции гораздо существеннее во многопользовательских СУБД. То свойство, что каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения, делает очень удобным использование понятия транзакции как единицы активности пользователя по отношению к БД. При соответствующем управлении параллельно выполняющимися транзакциями со стороны СУБД каждый пользователь может в принципе ощущать себя единственным пользователем СУБД (на самом деле, это несколько идеализированное представление, поскольку пользователи многопользовательских СУБД порой могут ощутить присутствие своих коллег).

 

2 Задачи, решаемые с помощью  программного комплекса Microsoft SQL Server

 

Microsoft SQL Server —  система управления реляционными  базами данных (СУБД), разработанная  корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов — Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.

Расширенные возможности  масштабирования и высокая производительность

Особое внимание, которое было уделено повышению  производительности СУБД, позволило  повысить скорость выполнения некоторых операций почти на 400% на многопроцессорных компьютерах. Это достигается активным использованием многопроцеcсорной архитектуры компьютера и многопоточной архитектуры операционной системы. Среди операций, выполняющихся параллельно, можно назвать сканирование таблиц, загрузку, создание/восстановление страховочной копии. Все это позволяет обеспечить высокопроизводительную работу с большими и очень большими базами данных.

Поддержка очень  больших баз данных и съемных  носителей

Для версии 4.21а очень большой считалась база данных размером 10-15 Гб (хотя некоторые организации, например, Sprint, работали с базами данных размером 60 Гб и более). Высокоскоростная параллельная обработка делает возможной поддержку работы с базами данных размером 100 Гб и более на соответствующим образом конфигурированных системах. Не только процесс создания страховочных копий выполняется быстрее, но и такие операции, как проверка целостности базы данных (выполняется командой DBCC), сильно выигрывают от использования параллельного сканирования и увеличенных блоков ввода/вывода. Возможность сохранения в страховочной копии (восстановления из копии) индивидуальных таблиц позволяет сократить время, необходимое на сохранение (восстановление) отдельных таблиц базы данных. Поддержка распространения баз данных на съемных носителях (таких как CD-ROM) позволяет выпускать различного рода справочники или информационные материалы. Интересно отметить, что гибкость SQL Server проявляется и при работе с очень маленькими объемами информации. Так, для того чтобы базу данных можно было сохранить на дискете, ее минимальный размер снижен до 1 Мб.

Расширение  возможностей языка и программного доступа

Существующая  версия SQL Server снабжена мощным языком программирования -Transact-SQL, позволяющим создавать сложную логику триггеров и хранимых процедур. В новой версии язык значительно расширен, теперь он соответствует стандарту ANSI-92, и программисты получили новые возможности (такие как новые, соответствующие ANSI-стандарту, типы данных и соответствующая стандарту ANSI поддержка декларативной целостности данных). Помимо перечисленных возможностей, программист может воспользоваться генератором, автоматически создающим уникальные значения для ключевых полей таблицы, возможностью передавать идентификаторы и данные типа TEXT и IMAGE как параметры хранимым процедурам и многое другое. Использование хранимых процедур, которые запускаются автоматически при каждом старте SQL Server, позволяет создавать системы, способные выполнять различного рода задания без участия администратора. Наиболее же интересным нововведением являются скроллируемые, двунаправленные курсоры. Курсоры SQL Server поддерживают все режимы, определенные расширенными требованиями ANSI, а также и ODBC семантику; они совместимы с существующими курсорами, поддерживаемыми API в DB-Library.

 

3 Установка, настройка и сопровождение  SQL SERVER

Структурой  хранения данных в SQL Server 2000 является база данных (database). Вся работа SQL Server 2000 сводится к управлению базами данных (БД). Системные  данные сервера, отвечающие за его функционирование, также хранятся в базах данных. Базу данных SQL Server 2000 можно рассматривать с двух сторон: физической и логической. При работе с любой базой данных SQL Server 2000 - пользовательской или системной - действуют одни и те же механизмы.

Физическая  база данных представляет собой набор файлов, расположенных на диске. С этими файлами можно выполнять любые операции, разрешенные для обычных файлов: копирование, переименование, удаление и т. д. Конечно, делать этого не стоит, но все же выполнение перечисленных операций в случае необходимости возможно. Физическая структура базы данных описывает количество файлов данных и журнала транзакций, из которых состоит база данных, их первоначальный и текущий размер, положение на диске, имя, расширение, шаг приращения и некоторые другие параметры. Эти параметры необходимы только для правильного восприятия SQL Server 2000 базы данных. Для пользователей, работающих с базой данных, в подавляющем большинстве случаев ее физическая структура не имеет значения.

Гораздо больший  интерес для пользователей представляет логическая структура базы данных, описывающая все ее объекты, их поведение и взаимодействие друг с другом. Логическая структура базы данных включает в себя системные и пользовательские таблицы, представления, хранимые процедуры, пользователей и роли, умолчания, ограничения целостности и другие объекты.

Создание базы данных

Создание базы данных возможно несколькими способами:

‒ средствами языка Transact-SQL;

‒ с помощью графической утилиты Enterprise Manager;

‒ с помощью мастера создания базы данных Create Database Wizard.

Создание базы данных заключается в том, что  на уровне операционной системы будет  создан набор файлов, который и  станет представлять базу данных. Напомним, что каждая база данных как минимум состоит из двух файлов - один для данных и один для журнала транзакций. Помимо этих двух файлов, могут быть созданы дополнительные файлы данных и журнала транзакций. Один из файлов данных является первичным (primary) и содержит все системные таблицы базы данных.

Основные принципы создания таблиц

Вначале таблицы  необходимо создать. Во время этой операции пользователь определяет имя таблицы, имена столбцов, тип хранимых в  них данных, значения по умолчанию, возможность хранения неопределенных значений, первичный и внешний ключи и некоторые другие свойства. Создание таблиц в SQL Server 2000 возможно либо с помощью графического интерфейса Enterprise Manager, либо с помощью команд Transact-SQL. К сожалению, мастера создания таблиц в SQL Server 2000 нет.

При создании таблиц пользователь может для столбцов, помимо задания базовых свойств, таких, как имя, тип данных, размер и точность, указать ограничения  целостности. Ограничения целостности (constraints) ‒ это механизм контроля значений, которые могут храниться в полях строки. В SQL Server 2000 поддерживаются следующие ограничения целостности:

‒ Check ‒ с помощью логических условий налагает ограничение на значения, которые могут храниться в столбце;

‒ Null ‒ задает возможность хранения неопределенных значений;

‒ Default ‒ определяет значение по умолчанию;

‒ Unique ‒ гарантирует уникальность значений в столбце;

‒ Primary Key ‒ определяет первичный ключ;

‒ Foreign Key ‒ определяет внешний ключ;

‒ No Action ‒ предписывает не выполнять в зависимой таблице никаких действий при удалении или обновлении строк в главной таблице;

‒ Cascade ‒ в данном случае будет осуществляться каскадное изменение значений в зависимой таблице при внесении изменений в главную таблицу.

Каждая база данных имеет свой собственный набор таблиц, посмотреть который можно средствами Enterprise Manager, открыв папку Tables. При открытии папки Tables базы данных в правом окне Enterprise Manager появляется список таблиц со следующими атрибутами: имя таблицы, владелец (обычно владелец базы данных data base owner-dbo), тип (пользовательская или системная) и дата создания таблицы. Для просмотра самой таблицы следует дважды щелкнуть по ней или в ее контекстном меню исполнить команду Properties.