Надежность систем обработки данных. Защита от потери информации. Восстановление базы данных

Надежность

Сервер баз данных осуществляет модификацию данных на основе механизма транзакций, который придает любой совокупности операций, объявленных как транзакция, следующие свойства:

атомарность - при любых обстоятельствах будут либо выполнены все операции транзакции, либо не выполнена ни одна; целостность данных при завершении транзакции;

независимость - транзакции, инициированные разными пользователями, не вмешиваются в дела друг друга;

устойчивость к сбоям - после завершения транзакции, ее результаты уже не пропадут.

Механизм транзакций, поддерживаемый сервером баз данных, намного более эффективен, чем аналогичный механизм в настольных СУБД, так как сервер централизованно контролирует работу транзакций. Кроме того, в файл-серверной системе сбой на любой из рабочих станций может привести к потере данных и их недоступности для других рабочих станций, в то время, как в клиент-серверной системе сбой на клиенте, практически, никогда не сказывается на целостности данных и их доступности для других клиентов.

Безопасность

Сервер баз данных предоставляет мощные средства защиты данных от несанкционированного доступа, невозможные в настольных СУБД. При этом, права доступа администрируются очень гибко - до уровня полей таблиц. Кроме того, можно вообще запретить прямое обращение к таблицам, осуществляя взаимодействие пользователя с данными через промежуточные объекты - представления и хранимые процедуры. Так что администратор может быть уверен - никакой слишком умный пользователь не прочитает то, что ему читать не положено.

Восстановление базы данных — это функция СУБД, которая в случае логических и физических сбоев приводит базу данных в актуальное и консистентное состояние.

В случае логического отказа или сигнала отката одной транзакции журнал изменений сканируется в обратном направлении, и все записи отменяемой транзакции извлекаются из журнала вплоть до отметки начала транзакции. Согласно извлеченной информации выполняются действия, отменяющие действия транзакции. Этот процесс называется откат (rollback).

В случае физического отказа, если ни журнал изменений, ни сама база данных не повреждены, то выполняется процесс прогонки (rollforward). Журнал сканируется в прямом направлении, начиная от предыдущей контрольной точки. Все записи извлекаются из журнала вплоть до конца журнала. Извлеченная из журнала информация вносится в блоки данных внешней памяти, у которых отметка номера изменений меньше, чем записанная в журнале. Если в процессе прогонки снова возникает сбой, то сканирование журнала вновь начнется сначала, но восстановление фактически продолжится с той точки, где оно прервалось.

В случае физического отказа, если журнал изменений доступен, но сама база данных повреждена, то должен быть выполнен процесс восстановления базы из резервной копии. После восстановления база будет находиться в состоянии на момент выполнения резервной копии. Для восстановления базы данных на момент отказа необходимо выполнить прогонку всех изменений, используя журнал изменений.

В случае физического отказа, если журнал изменений недоступен, но сама база данных не повреждена, восстановление возможно только на момент предыдущей контрольной точки.

В случае физического отказа, если повреждены как журнал изменений, так и сама база данных, то восстановление возможно только на момент выполнения резервной копии

65. Базы данных коллективного пользования. Компоненты модели клиент/сервер. Взаимодействие баз данных и приложений-клиентов.

По характеру хранения данных и обращения к ним БД могут быть персонального и коллективного пользования.

База данных коллективного пользования - это БД с распределенной обработкой данных. Сопровождение крупных БД коллективного пользования осуществляет администратор базы данных. Если работать с базой данных со своих локальных компьютеров через сеть могут одновременно несколько пользователей, получающими доступ со своих компьютеров к ней через сеть, то такая база данных называется сетевой (коллективного пользования). Преимущество сетевой базы в том, что всем пользователям не нужно иметь ее копию в своем компьютере, периодически рассылая и обращаясь за изменениями. Сделанное в базе данных изменение сразу становиться видно всем ее пользователям. БД коллективного пользования делятся на централизованные и распределенные. Централизованная база хранится в одном компьютере, распределенная состоит из нескольких частей, хранимых в разных компьютерах. Централизованные базы по схеме обработки информации делятся на 2 типа - файл-сервер и клиент-сервер.

Архитектура файл-сервер предполагает выделение одной из машин в качестве центральной (сервер файлов) - в ней хранится совместно используемая централизованная база данных. Все другие машины сети выполняют роль рабочих станций. По запросу с рабочей станции файлы базы данных передаются с файл-сервера на рабочую станцию, где и производится обработка данных. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность системы может быть невысокой. Пользователи могут создавать на рабочих станциях свои локальные БД, которые используются ими монопольно.

В концепции клиент-сервер подразумевается, что центральный компьютер не только хранит данные, но и производит основной объем операций по их обработке. Запрос с рабочей станции порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (а не файлы базы данных) транспортируются по сети от сервера к клиенту.

Компоненты архитектуры клиент-сервер

Существуют три основных программных компонента архитектуры клиент-сервер:

· Программное обеспечение конечного пользователя.

· Промежуточное обеспечение.

· Программное обеспечение сервера.

К ПО конечного пользователя относятся средства разработки программ и генераторы отчетов, в том числе электронные таблицы и текстовые процессоры. С помощью этого ПО пользователи устанавливают связь с серверами, отправляют на рассмотрение серверу запросы и получают ответную информацию.

Промежуточное обеспечение предоставляет общий интерфейс для ПО конечного пользователя и сервера, проникающий сквозь сквозь слои GUI (графический интерфейс пользователя), операционную систему, вычислительной сети и собственных драйверов базы данных с помощью общих вызовов. Для завершения операции сервер базы данных выполняет запрос и передает клиенту затребованные данные для обработки их программой клиента.

Под ПО сервера подразумевается операционная система и конкретный сервер базы данных, используемый для обработки запросов клиентской части информационной системы.

Серверы баз данных занимаются не только обслуживанием данных. В них предусмотрены также механизмы блокировок и элементы управления многопользовательским доступом, которые обеспечивают защиту данных от опасности параллельного доступа. Кроме этого, серверу баз данных приходится ограждать данные от несанкционированного доступа, оптимизировать запросы к базе данных, обеспечивать кэширование и предоставлять место для размещения словаря данных.

Взаимодействие клиентской и серверной частей приложения осуществляется через сеть - локальную или глобальную. При этом с точки зрения клиента и сервера взаимодействие осуществляется прозрачно, соответственно сетевой компонент здесь включает в себя совокупность необходимого сетевого оборудования, набор программных технологий, обеспечивающих передачу данных между узлами сети, а также собственно протокол или протоколы для обмена запросами и результатами их выполнения.

Компонент визуализации прикладной задачи осуществляет ввод информации пользователем с помощью тех или иных средств, а также вывод информации на экран и печать. Компонент визуализации для архитектуры клиент-сервер всегда исполняется на рабочем месте пользователя (поскольку должен же он наблюдать какие-либо результаты работы программы).

Компонент прикладной логики решает собственно ту или иную задачу, связанную с обработкой данных в той или иной предметной области. Этот компонент может быть распределен между клиентской и серверной частью различным образом в зависимости от применяемой модели.

Компонент хранения базы данных осуществляет физические операции, связанные с хранением данных, чтением информации из БД и записью в нее. В архитектуре клиент-сервер этот компонент всегда выполняется на сервере.