Страница 2: ГОСТ 34.321-96. Информационные технологии. Система стандартов по базам данных. Эталонная модель управления данными (69561)

В разделе идентифицированы графические символы, используемые в эталонной модели.

Использование символа для указания постоянных данных (рисунок 1) предназначено, чтобы охватить все виды носителей, на которые могут быть записаны данные. Имя идентифицирует тип содержания, записанного как постоянные данные.

Символ коммутационного соединения (рисунок 2) используется в диаграммах как конкретная форма связи между компьютерными системами.

Символ соединения обработки (рисунок 3) используется в диаграммах между процессом и постоянными данными или между процессами, чтобы указать поток данных.

База данных
Имя

Схема
базы данных
Имя

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Символ класса процессов (рисунок 4) используется, чтобы показать процесс манипулирования данными. Соединение обработки на левом ребре указывает вход, на правом ребре — выход и на вершине — ограничение.

Вход

Выход

Вход

Выход

Ограничения

Рисунок 4

Символ класса процессоров приведен на рисунке 5.

Символ класса процессоров с интерфейсом услуг (рисунок 6) используется в диаграммах с символом соединения обработки, чтобы указывать взаимодействия, в которых он участвует как клиент и как сервер. Каждое соединение, обрабатываемое сервером, связывается с заштрихованным интерфейсом услуг.

Рисунок 5

Рисунок 6

2. Требования к управлению данными

   1. Информационные системы

Информационная система — это система, которая организует процессы сбора, хранения и обработки информации о проблемной области. Она может быть размещена на одной или нескольких компьютерных системах. Если информационная система размещена на нескольких компьютерных системах, то она будет рассматриваться как распределенная информационная система.

Данные поступают в информационную систему и исключаются из нее, и эти взаимодействия могут осуществляться или людьми, или процессами.

Управление данными в настоящем стандарте будет касаться организации и управления посто­янными данными. Постоянные данные — это данные, которые хранятся в информационной системе в течение определенного периода времени. Система, которая выполняет функцию организации и управления постоянными данными, называется системой управления данными.

Постоянные данные в среде базы данных заключают в себе схему и базу данных. Схема — это описания содержания, структуры и ограничения целостности, используемые для создания базы данных. База данных — это набор постоянных данных, определенных с помощью схемы.

Система управления данными использует определения данных в схеме, чтобы предоставлять возможность доступа и управлять доступом к данным в базе данных.

Схему разрабатывают в соответствии с совокупностью правил структурирования данных. Каж­дая совокупность правил структурирования данных может иметь связанную с ней совокупность правил манипулирования данными, определяющую процессы, которые могут быть выполнены над структурированными данными.

Правила структурирования данных и правила манипулирования данными — это средства мо­делирования данных.

Язык баз данных используется, чтобы определить схему согласно правилам структурирования данных и процессы в соответствии со связанными с ними правилами манипулирования данных.

Примерами классов средства моделирования данных являются реляционный, сетевой и иерар­хический классы. Правила структурирования данных для двух средств моделирования данных в различных классах могут быть похожими, как, например, для сетевого и реляционного, но связанные с ними средства манипулирования данными могут отличаться.

Независимость данных — это независимость процессов от объектов данных, которая состоит в том, что объекты данных могут быть изменены без нарушения процессов.

Независимость данных, как правило, достигается тремя способами.

Первый способ состоит в связывании процесса со схемой таким образом, что процесс знает только ту часть схемы, а именно прикладную схему, которая необходима процессу управления данными.

Второй способ — это обеспечение независимости прикладных процессов от физического пред­ставления данных.

Третий способ — это включение как можно большего количества ограничений целостности в схему, ане в прикладные процессы.

Процесс управления данными может быть вызван пользователем, процессами управления данными или другими процессами. Процессы выполняются процессорами, каждый из которых имеет интерфейс. Интерфейс процессора должен быть точно определен. Такие интерфейсы могут быть независимыми от стандартного языка программирования, используемого для определения процесса с использованием интерфейса.

В любом интерфейсе существуют факторы, о которых пользователь должен знать, чтобы иметь возможность использовать основной процессор. Эти факторы должны быть сведены к минимуму, чтобы обеспечить как можно большую независимость в интерфейсе.

Управление доступом — это предотвращение несанкционированного использования ресурса, включая предотвращение использования ресурса несанкционированным образом.

Для управления данными задание управления доступом состоит в разрешении санкциониро­ванного доступа к данным и предотвращении несанкционированного доступа. Такое управление доступом определяет процессы, которые может выполнять пользователь.

В любой организационной ситуации существуют требования к управлению доступом, которые могут быть выражены в терминах стратегии безопасности. Стратегия безопасности устанавливает, какую форму доступа требует каждый пользователь информационной системы. Информационная система должна иметь соответствующие механизмы управления доступом для проведения в жизнь стратегии безопасности.

Управление доступом должно основываться на принципе идентичности человека и процесса.

Требования управления доступом в контексте управления данными должны быть следующими:

• определять и впоследствии модифицировать привилегии управления доступом;

• проводить в жизнь в любое время ограничения управления доступом, которые применимы в том же месте в то же время.

Для определения привилегий требуются определенные средства. Процесс выделения привиле­гий пользователям называется санкционированием. Глобальные полномочия даются тому, кто должен создать или модифицировать другие привилегии управления доступом в среде управления данными.

Привилегии могут определяться в терминах идентификатора пользователя, ограничениями на использование информационной системы, баз данных, схем, типов данных, времени и размещения, а также используя их комбинации.

Может потребоваться дополнительная информация, такая, например, как идентификатор пользователя, который санкционирует привилегию.

Данные, описывающие привилегии, называют данными по управлению доступом. Эти данные должны храниться и управляться точно так же, как и любые другие данные в области управления данными.

Решение позволить любой конкретный доступ к данным основывается на привилегиях поль­зователя.

Проведение в жизнь управления доступом требует, чтобы пользователи и процессы, выпол­няющие роль пользователей, были идентифицированы и чтобы законность запроса на использование этого процесса доступа к требуемым данным могла быть проконтролирована в момент выполнения.

4.7 Поддержка управления данными

Требования, накладываемые информационными системами на управление данными, которые не зависят от конкретных требований информационной системы хранения и манипулирования данными, следующие:

• поддержка жизненного цикла информационных систем;

• управление конфигурацией информационных систем, управление версиями и варианты;

• параллельная обработка;

• управление транзакциями базы данных;

• проектирование производительности;

• идентификация объектов данных;

• расширение средства моделирования данных;

• поддержка для различных средств моделирования данных в интерфейсе пользователя;

• контрольные журналы;

• восстановление распределенной базы данных;

• реструктуризация логических данных;

• реорганизация физической памяти.

Управление данными обеспечивает обобщенные средства удовлетворения этих требований так, чтобы не было необходимости разрабатывать конкретные решения для каждой информационной системы.

Деятельность по управлению изменениями, осуществляемыми в конфигурации информацион­ной системы за какой-то период времени, называется управлением конфигурацией. Следует иден­тифицировать дискретные версии системной конфигурации в конкретные моменты времени, а также продолжать следить за конфигурацией, которая принадлежит каждой конкретной версии.

Когда информационная система находится в некоторых фазах жизненного цикла, то для параллельного существования в различных формах могут потребоваться постоянные данные и процессы, которые являются частью информационной системы.

Две формы процесса могут считаться различными вариантами. Это означает, что каждый вариант удовлетворяет различным требованиям (таким, как различие внутренних представлений памяти) и ни один вариант не предназначен для того, чтобы изменять другой.

Информационная система является ресурсом, который может быть распределен между не­сколькими пользователями одновременно. Пользователь может инициировать запрос на услуги системы управления данными, которыми можно управлять более целесообразно, если доступ к данным может быть сделан одновременно. Среда управления данными должна гарантировать вы­полнение отдельного намерения каждого пользователя таким образом, чтобы он согласовывался с его восприятием данных.

Параллельные взаимодействия не должны влиять друг на друга, а параллельная обработка не должна влиять на целостность данных.

Транзакция базы данных определяется как ограниченная последовательность взаимодействий базы данных, которые вместе образовывают логическую единицу работы. В случаях обновления базы данных транзакция базы данных является последовательностью шагов обновления, которые изме­няют содержание базы данных из одного непротиворечивого состояния в другое.

Требования к управлению транзакциями базы данных следующие:

• следствия всех изменений должны оставаться в базе данных после завершения транзакции базы данных или ни одни из них не остаются;

• после завершения работы транзакция базы данных оставляет базу данных в непротиворечи­вом состоянии;

• изменения, осуществленные транзакцией базы данных, должны быть невидимы для любой другой параллельной транзакции базы данных и наоборот;

• заблокированная один раз система должна гарантировать, что результаты транзакции базы данных переживают любые последующие отказы.

Параллельное выполнение нескольких транзакций базы данных должно быть эквивалентным в том смысле, что выполнение их параллельно является таким же самым, как если бы они выпол­нялись последовательно.

Необходимо создавать возможности для улучшения производительности любой информаци­онной системы: прикладной системы, системы словарей или системы, в которой интегрируются обе системы.

Основой получения таких улучшений является накопление статических данных о частоте использования процессов и частоте доступа и изменений в объектах данных.

Каждый объект в среде базы данных должен быть уникальным. Это может быть достигнуто или путем присвоения каждому объекту уникального имени с использованием вложенной иерархии пространств имен, или при помощи другого механизма.

Для того чтобы дать уникальное имя в среде базы данных, может потребоваться, чтобы имена были определены с помощью имен во внешнем пространстве имен.

Именем может быть имя, назначенное пользователем или системой управления данными.

Требование именования существует для прикладных систем, систем словарей других типов информационной системы. Если имеется более чем одна среда базы данных в компьютерной системе, тогда требуется, чтобы одна среда была отличима от другой.

Средство моделирования данных может быть типовым для систем управления данными. Одновременно может возникнуть требование добавлять типы данных и связанные с ними про­цессы.

Примером этого требования является полная текстовая обработка в соединении с обработкой структурированных данных типичным средством моделирования данных.

Следует иметь возможность отображать данные в формате, предпочитаемом системой управ­ления данными, и формате, предпочитаемом пользователем. Это требование связано с тем, что пользователь может предпочесть манипулировать данными в соответствии со средством моделиро­вания данных, отличным от средства, обеспеченного системой управления данными.