Понятие о модели и схеме базы данных

Для каждой конкретной базы данных существует схема базы данных. Схема базы данных описывает взаимоотношение между данными, структуру отдельных компонент, правила модификации и взаимозависимость между данными.

В примере про резервирование авиабилетов схема базы данных определяет, что для каждого рейса в базе данных хранится такая информация, как общее количество билетов для каждого класса, что каждый рейс характеризуется временем вылета и продолжительностью роейса и т.д. Именно схема базы данных определяет, что в базе данных не может быть занесена информация о двух билетах на одно и тоже место, при удалении рейса из списка также должны быть аннулированы проданные на этот место билеты и т.д.

Понятие модель данных относится к тем принципам, на основе которых построена схема базы данных. При разработке баз данных обычно используются специальные инструментальные программные средства, то есть СУБД. Так как СУБД, с помощью которой реализована та или иная база данных, как правило, позволяет использовать вполне определенные принципы построения схемы базы данных, то понятие модели данных относится и к СУБД.

Конечно же, если для разработки базы данных использовался язык низкого уровня типа С/С++, или даже ассемблер, то говорить о том, какая модель данных поддерживается данным инструментом, бессмысленно. С помощью таких инструментальных средств можно разработать любую базу данных с любой моделью данных. Однако использование таких низкоуровневых средств разработки встречается чрезвычайно редко, так как разработка, отладка и сопровождение реализованной базы данных будет стоить очень дорого, а временные затраты будут большими.

Основные задачи и функции

Рассмотрим те задачи, которые должны быть решены при разработке информационной системы, то есть те функции, которые должна позволять реализовывать система управления базами данных.

1. Обеспечивать работу пользователя (оператора) по извлечению и модификации данных.
2. Обеспечивать одновременный доступ нескольких пользователей к базе данных.
3. Предоставлять возможность выполнения административных действий по поддержанию работоспособности информационной системы.
4. Обеспечивать идентификацию и разграничение прав доступа разных пользователей к разным данным;
5. Обеспечивать целостность и непротиворечивость данных в случае аппаратных и программных сбоев;
6. Защищать данные от несакционированного доступа;

Рассмотрим эти требования более подробно.

Обеспечивать работу пользователя (оператора) по извлечению и модификации данных. Вообще говоря, это основная, видимая сторона любой информационной системы. Механизм реализации этих возможностей может и должен быть скрыт от пользователя, то есть пользователь просто нажимает некоторую кнопку (например, "Зарезервировать билет"), а уж как это реализовано внутри - это должно быть скрыто.

Обеспечивать одновременный доступ нескольких пользователей к базе данных. При одновременной работе нескольких операторов по резервированию авиабилетов не должны возникать конфликты типа того, что оба видят на экране своих терминалов свободное место под номером "4F" и оба выписывают на него билеты. С другой стороны, недопустима ситуация, когда один оператор, работая с тем или иным рейсом, делает невозможной работу других операторов с этим же рейсом.

Предоставлять возможность выполнения административных действий по поддержанию работоспособности информационной системы. В реальной информационной системе очень важно обеспечить технологичность, то есть информационная система позволять добавлять или удалять пользователей, настраиваться на новые аппаратные ресурсы и т.д.

Обеспечивать идентификацию и разграничение прав доступа разных пользователей к разным данным. В реальных информационных системах должно существовать разграничение по правам доступа к данным. Какие-то пользователи могут и читать и модифицировать данные, какие-то пользователи могут только читать, а кто-то вообще может только вводить данные, а читать не имеет право. Например, любой посетитель в аэропорту может иметь возможность просмотреть список коммерческих рейсов и количество свободных мест на них. Изменять эти данные он не имеет право, это должен делать кассир, предварительно получив деньги. Доступ же к информации по грузовым и заказным рейсам для обычного посетителя вообще должен быть закрыт.

Обеспечивать целостность и непротиворечивость данных в случае аппаратных и программных сбоев. Несмотря на то, что за последнее время надежность аппратной части существенно выросла, абсолютно надежной техники не бывает. В случае внезапного выключения и последующего включения компьютера, на котором работает сервер базы данных, информация не должна быть искажена. Также информационная система должна быть максимально устойчива к программным ошибкам (или к злому умыслу). Например, следует исключить возможность выдачи билета на несуществующий рейс. В случае выхода аппаратуры из строя, должна существовать возможность восстановить работоспособность системы с минимальными потерями информации.

Защищать данные от несакционированного доступа. В современных информационных системах все данные, или, по крайней мере, их значительная часть, является конфиденциальной. Помимо разграничения доступа для разных категорий пользователей, информационная система должна обеспечивать защиту от попыток получить доступ к данным тем лицам, которые не являются пользователями информационной системы.

Грачев А.Ю. Введение в СУБД Informix