Файл: Администрирование баз данных, его цели и задачи..pdf

Коллективное использование базы данных требует административного контроля. Эти обязанности поручаются одному или нескольким сотрудникам, которые будут исполнять роль администраторов баз данных.

Некоторые полагают, что использование базы данных небольшим количеством пользователей не требует особенного обслуживания, и считают нецелесообразным выделение специальных средств на административную поддержку базы данных, аргументируя это отсутствием свободных сотрудников и нехваткой служебного времени.

Однако если этот вопрос игнорировать, так или иначе такое положение дел приведет к нежелательным последствиям. Однажды база данных может быть повреждена и не будет резервных копий. Невозможно будет решить некоторые часто возникающие задачи администрирования, требующие определенной квалификации, которой пользователи, как правило, не имеют.

Главные задачи администрирования базы данных – обеспечение надежной и

эффективной работы базы данных, адекватности содержания базы данных.

информационным потребностям пользователей, отображения в БД актуального

состояния данных.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ

1. Понятие и функции администратора базы данных

Нормальная работа базы данных становится невозможной без участия специалистов, обеспечивающих создание, функционирование и развитие базы данных. Такие специалисты называются администратором базы данных (АБД). Группа таких специалистов считается составной частью базы данных.

В зависимости от сложности и объема банка данных, от особенностей используемой системы управления базы данных (СУБД) служба администрации базы данных может различаться как по составу и квалификации специалистов, так и по количеству работающих в этой службе.

АБД выполняют работы по созданию и обеспечению функционирования баз данных на протяжении всех этапов жизненного цикла системы. В составе группы администраторов баз данных можно выделить различные подгруппы в зависимости от выполняемых ими функций.

Администраторы базы данных имеют различные функции:

Анализируют предметную область: описание предметной области, выявление ограничений целостности, определение статуса информации, определение потребностей пользователей, определение статуса пользователей, определение соответствия «данные – пользователь», определение объемно-временных характеристик обработки данных.
Проектируют структуру базы данных: определение состава и структуры информационных единиц, составляющих базу данных, задание связей между ними, выбор методов упорядочения данных и методов доступа к информации, описание структуры базы данных на языке обработки данных.
Осуществляют задание ограничений целостности при описании структуры базы данных и процедур обработки БД: задание ограничений целостности, присущих предметной области, определение ограничений целостности, вызванных структурой базы данных, разработка процедур обеспечения целостности БД при вводе и корректировке данных, обеспечение ограничений целостности при параллельной работе пользователей в многопользовательском режиме.
Первоначально загружают и ведут базу данных: разработка технологии первоначальной загрузки и ведения (изменения, добавления, удаления записей) базы данных, проектирование форм ввода, создание программных модулей, подготовка исходных данных, ввод и контроль ввода.
Защищают данные от несанкционированного доступа:

обеспечение парольного входа в систему: регистрация пользователей, назначение и изменение паролей;
обеспечение защиты конкретных данных: определение прав доступа групп пользователей и отдельных пользователей, определение допустимых операций над данными для отдельных пользователей, выбор/создание программно-технологических средств защиты данных; шифрование информации с целью защиты данных от несанкционированного использования;
тестирование средств защиты данных;
фиксация попыток несанкционированного доступа к информации;
исследование возникающих случаев нарушения защиты данных и проведение мероприятий по их предотвращению.

Защищают данные от разрушений. Одним из способов защиты от потери данных является резервирование. Используется как при физической порче файла, так и в случае, если в базу данных внесены нежелательные необратимые изменения.
Обеспечивают восстановление базы данных: разработка программно-технологических средств восстановления базы данных, организация ведения системных журналов.
Анализируют обращение пользователей к базе данных: сбор статистики обращений пользователей к базе данных, ее хранение и анализ (кто из пользователей, к какой информации, как часто обращался, какие выполнял операции, время выполнения запросов, анализ причин безуспешных (в том числе и аварийных) обращений к базе данных.
Анализируют эффективность функционирования базы данных и развитие системы: анализ показателей функционирования системы (время обработки, объем памяти, стоимостные показатели), реорганизация и реструктуризация баз данных, изменение состава баз данных, развитие программных и технических средств.
Работают с пользователями: сбор информации об изменениях в предметной области, об оценке пользователями работы базы данных, определение регламента работы пользователей с базой данных, обучение и консультирование пользователей.
Подготавливают и поддерживают системные программные средства: сбор и анализ информации о СУБД и других прикладных программ, приобретение программных средств, их установка, проверка работоспособности, поддержание системных библиотек, развитие программных средств.
Занимаются организационно-методической работой: выбор или создание методики проектирования БД, определение целей и направлений развития системы, планирование этапов развития базы данных, разработка и выпуск организационно-методических материалов.

1.2 Обязанности, связи и средства администратора современных СУБД

Поскольку система баз данных может быть весьма большой и может иметь много пользователей, должно существовать лицо или группа лиц, управляющих этой системой. Такое лицо называется администратором базы данных (АБД).

В любой базе данных должен быть хотя бы один человек, выполняющий административные обязанности; если база данных большая, эти обязанности могут быть распределены между несколькими администраторами.

В обязанности администратора могут входить:

инсталляция и обновление версий сервера и прикладных инструментов

распределение дисковой памяти и планирование будущих требований системы к памяти

создание первичных структур памяти в базе данных (табличных пространств) по мере проектирования приложений разработчиками приложений
создание первичных объектов (таблиц, представлений, индексов) по мере проектирования приложений разработчиками
модификация структуры базы данных в соответствии с потребностями приложений
зачисление пользователей и поддержание защиты системы
соблюдение лицензионного соглашения
управление и отслеживание доступа пользователей к базе данных
отслеживание и оптимизация производительности базы данных
планирование резервного копирования и восстановления
поддержание архивных данных на устройствах хранения информации
осуществление резервного копирования и восстановления
обращение в корпорацию за техническим сопровождением

В некоторых случаях база данных должна также иметь одного или нескольких сотрудников службы безопасности. Сотрудник службы безопасности главным образом отвечает за регистрацию новых пользователей, управление и отслеживание доступа пользователей к базе данных, и защиту базы данных.

В процессе своей деятельности администратор базы данных взаимодействует с другими категориями пользователей банка данных, а также и с «внешними» специалистами, не являющимися пользователями базы данных.

Прежде всего, если банк данных создается для информационного обслуживания какого-либо предприятия или организации, то необходимы контакты с администрацией этой организации. Как было указано выше, внедрение БД приводит к большим изменениям не только системы обработки данных, но и всей системы управления организацией. Естественно, что такие большие проекты не могут быть выполнены без активного участия и поддержки руководителей организации. Руководство организации должно быть ознакомлено с возможностями, предоставляемыми базой данных, проинформировано об их преимуществах и недостатках, а также проблемах, вызываемых созданием и функционированием базы данных.

Так как база данных является динамическим информационным отображением предметной области, то желательно, чтобы администратор базы данных в свою очередь был своевременно информирован о перспективах развития объекта, для которого создается информационная система.

Руководством организации и администратором базы данных должны быть согласованы цели, основные направления и сроки создания БД и его развития, очередность подключения пользователей.

Очень тесная связь у АБД на всех этапах жизненного цикла базы данных наблюдается с конечными пользователями. Это взаимодействие начинается на начальных стадиях проектирования системы, когда изучаются потребности пользователей, уточняются особенности предметной области, и постоянно поддерживается как на протяжении процесса проектирования, так и функционирования системы.

Следует отметить, что в последнее время наблюдается активное перераспределение функций между конечными пользователями и администраторами банка данных. Это, прежде всего, связано с развитием языковых и программных средств, ориентированных на конечных пользователей. Сюда относятся простые и одновременно мощные языки запросов, а также средства автоматизации проектирования.

Если банк данных функционирует в составе какой-либо включающей его автоматизированной информационной системы (например, в АСУ), то АБД должен работать в контакте со специалистами по обработке данных в этой системе.

Администраторы базы данных взаимодействуют и с внешними по отношению к нему группами специалистов и, прежде всего, поставщиками СУБД и ППП, администраторами других баз данных.

базы данных часто создаются специализированными проектными коллективами на основе договора на разработку информационной системы в целом или базой данных как самостоятельного объекта проектирования. В этом случае служба администрации базы данных должна создаваться как в организации-разработчике, так и в организации-заказчике.

На эффективность работы базы данных оказывают влияние множество внешних и внутренних факторов. Возрастание сложности и масштабов базы данных, высокая «цена» неправильных или запоздалых решений по администрированию БД, высокие требования к квалификации специалистов делают актуальной задачу использования развитых средствах автоматизированного (или даже автоматического) администрирования базы данных.

Средства администрирования включены в состав всех СУБД. Особенно развиты эти средства в корпоративных СУБД. Кроме того, появился целый класс специализированного программного обеспечения: средства DBA (DataBase Administration – администрирование базы данных).

2. АДМИНИСТРИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ

2.1 Управление данными в базах 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.