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