Sisteme de gestiune a bazelor de date

SISTEME DE GESTIUNE A BAZELOR DE DATE

1.1 SGBD este un ansamblu complex de programe care asigură interfaţa între o bază de date şi utilizatorii acesteia.

SGBD este componenta software a unui sistem de bază de date care interacţionează cu toate celelalte componente ale acestuia, asigurând legătura şi interdependenţa între elementele sistemului (vezi arhitectura unui SBD)

Rolul unui SGBD într-un context de sistem de bază de date este de a:

1. defini şi descrie structura bazei de date, care se realizează printr-un limbaj propriu specific, conform unui anumit model de date;

2. încărca/valida datele în baza de date respectând nişte restricţiile de integritate impuse de modelul de date utilizat;

3. realiza accesul la date pentru diferite operaţii (consultare, interogarea, actualizare, editare situaţii de ieşire), utilizând operatorii modelului de date

4. întreţine baza de date cu ajutorul unor instrumente specializate (editoare, utilitare - shells, navigatoare – browsers, convertoare etc);

5. asigura protecţia bazei de date subaspectul securităţii şi integrităţii datelor.

1.2. Obiectivele unui SGBD

Obiectivul general al unui SGBD este de a furniza suportul software complet pentru dezvoltarea de aplicaţii informatice cu baze de date.. Astfel, el asigură minimizarea costului de prelucrare a datelor, reduce timpul de răspuns (timp util), asigură flexibilitate şi deschidere mari aplicaţiei, asigură protecţie ridicată a datelor.

Pentru ca un produs software să atingă performanţele de mai sus şi să fie un SGBD, el trebuie să asigure un set minim de obiective .

1. Asigurarea independenţei datelor .Se spune că o aplicaţie informatică depinde de date, dacă modificarea structurii de memorare a datelor sau a strategiei de acces la date afectează şi aplicaţia. Independenţa datelor faţă de aplicaţie poate fi:

- fizică, adică modul de memorare a datelor şi tehnicile fizice de memorare (strategia de acces), pot fi schimbate fără a rescrie programele (exemplu, se poate face acces secvential, apoi se poate indexa şi face un acces direct);

- logică, adică structura de date poate fi schimbată (deoarece este păstrată în dicţionarul bazei de date) fără a rescrie programele (exemplu, se poate adăuga în structură un nou câmp).

Necesitatea asigurării independenţei datelor faţă de programele de aplicaţie, de către SGBD, este dată de următoarele aspecte:

- diferite aplicaţii au nevoie de viziuni diferite ale utilizatorului asupra aceloraşi date.

- administratorul bazei de date trebuie să aibă libertatea de a schimba structura de memorare sau strategia de acces, ca răspuns la cerinţele noi apărute, fără a modifica aplicaţiile existente

Cheltuielile pentru realizarea unei baze de date sunt mari, iar ele trebuie recuperate integral şi adus un beneficiu.

2. Redundanţă minimă şi controlată a datelor .Spre deosebire de sistemele clasice (cu fişiere) de prelucrare automată a datelor, stocarea informaţiilor în bazele de date se face astfel încât datele să nu fie multiplicate. Cu toate acestea, uneori, pentru a realiza performanţe sporite, în ceea ce priveşte timpul de răspuns se acceptă o anumită redundanţă a datelor.

3. Facilităţi de utilizare a datelor .Această facilitate presupune ca SGBD-ul să aibă nişte componente specializate pentru diferite operaţii de utilizare:

- Folosire datelor de către mai mulţi utilizatori în diferite scopuri (aplicaţii

- Accesul cât mai simplu al utilizatorilor la date, fără ca ei să fie nevoiţi să cunoască structura întregii baze de date, acest lucru rămânând în sarcina administratorului bazei de date.

-Utilizatorul final sau intensiv (neinformaticienii), care este beneficiarul aplicaţiei cu baze de date, are puţine noţiuni de informatică. De aceea pe el nu îl interesează structura bazei de date, ci numai o utilizare cât mai uşoară.

- Existenţa unor limbaje performante de regăsirea a datelor care permit exprimarea interactivă a unor cereri de regăsire a datelor şi indicarea unor reguli pentru editarea informaţiilor solicitate.

- Spre deosebire de sistemul clasic de prelucrare pe fişiere, unde există un singur criteriu de adresare (cel care a stat la baza organizării fişierului) în cazul bazelor de date, sistemul de gestiune trebuie să ofere posibilitatea unui acces multicriterial.

4. Protecţia datelor .În sistemele de bază de date, protecţia datelor se asigură sub două aspecte: securitatea şi integritatea.

Securitatea (confidenţialitatea) datelor semnifică faptul că accesul la date se face numai printr-o autorizare corespunzătoare şi doar controlat (sarcina administratorului bazei de date cu ajutorul SGBD-ului). În acest sens, SGBD-ul permite: autorizarea şi controlul accesului la date, utilizarea viziunilor, realizarea unor proceduri speciale, criptarea datelor.

a) Autorizarea şi controlul accesului la date este realizat de SGBD prin intermediul parolelor. Acestea identifică clasele de utilizatori, cu anumite drepturi de acces, la anumite date.

Clasele de utilizatori pentru care se poate autoriza accesul la baza de date sunt:

- Utilizatorii obişnuiţi care nu au în proprietate obiecte şi nu au alte privilegii decât cele date de administratorul BD.

- Proprietarii de obiecte (tabele, viziuni, proceduri etc.) sunt utilizatorii care îşi creează anumite obiecte.

- Administratorul BD este utilizatorul care are implicit toate drepturile asupra datelor şi dreptul de a revoca sau stabili privilegii pentru ceilalţi utilizatori.

Profilul utilizator este dat de nume (NAME), parola (PASS), nume grup, număr nivel de acces.

b) Utilizarea viziunilor (view) este asigurată de SGBD pentru reprezentarea schemelor externe ale bazei de date. Cu ajutorul viziunilor, SGBD-ul permite să se definească partiţii logice ale bazei de date, definite pentru diferiţi utilizatori, în raport cu cerinţele acestora de acces la date.

c) Realizarea unor proceduri speciale de acces asupra datelor este permisă de SGBD. Aceste proceduri scrise în LMD se păstrează în formă precompilată, iar anumitor utilizatori li se va acorda dreptul de execuţie şi li se va interzice accesul direct la obiectele bazei de date.

d) Criptarea este asigurată de SGBD prin oferirea unor rutine de criptare (codificare) a datelor apelate automat sau la cerere şi prin existenţa unor instrumente care permit utilizatorului să realizeze propriile rutine de criptare. Criptarea şi decriptarea se realizează după algoritmi specifici, cu o cheie (parolă) de acces la rutină.

Componentele unui sistem de criptare sunt:

- Algoritmul de criptare este o rutină care transformă datele iniţiale într-o formă cifrată (codificată);

- Cheia de criptare este o valoare secretă (parola) care permite intrarea în algoritmul de criptare;

- Algoritmul de decriptare este o rutină care transformă datele din forma criptată în cea iniţială;

- Cheia de decriptare este o parolă de intrare în algoritmul de decriptare.

Integritatea datelor se referă la corectitudinea (coerenţa) datelor şi este asigurată prin protejarea acestora împotriva unor incidente intenţionate sau neintenţionate

a) Integritatea semantică este asigurată prin operaţii efectuate de SGBD asupra datelor şi a prelucrărilor.

b) Accesul concurent asigură coerenţa datelor şi este un obiectiv al SGBD-ului care se pune cu acuitate mai ales la baze de date distribuite. Interblocarea este situaţia în care două tranzacţii blochează anumite resurse, apoi solicită fiecare resursele blocate de cealaltă

c) Salvarea / restaurarea (backup/recovery) ca facilitate a SGBD-ului permite refacerea consistenţei datelor care au fost alterate fizic din diferite motive.

Salvarea datelor este un proces de stocare prin realizarea de copii de siguranţă şi prin jurnalizarea tranzacţiilor şi a imaginilor. SGBD-ul poate asigura salvarea automat sau la cererea administratorului bazei de date.

Restaurarea porneşte de la colecţii de date stocate prin salvare şi reface consistenţa bazei de date, minimizând prelucrările pierdute. Restaurarea este asigurată automat de SGBD, dar se poate realiza şi manual.

Restaurarea automată a BD este realizată de SGBD cu ajutorul fişierelor jurnal

Restaurarea manuală a BD implică intervenţia administratorului pentru refacerea bazei de date de pe un suport tehnic care a fost distrus.

5. Partajabilitatea datelor .Partajabilitatea datelor se referă nu numai la aspectul asigurării accesului mai multor utilizatori la aceleaşi date, ci şi la posibilitatea dezvoltării unor aplicaţii fără a se modifica structura bazei de date.

6. Legăturile între date

Orice SGBD trebuie să permită definirea şi descrierea structurii de date, precum şi a legăturilor dintre acestea, conform unui model de date.

7. Performanţele globale .Performanţele globale ale aplicaţiei sunt influenţate de SGBD. Acesta trebuie să gestioneze un volum mare de date de o complexitate ridicată, într-un anumit timp de acces rezonabil pentru diferiţi utilizatori.