Э. Кодд предложил перечень из восьми служб, которые должны быть реализованы в любой полномасштабной СУБД.
1. Хранение, извлечение и обновление данных. Это самая фундаментальная функция СУБД. Способ реализации этой функции в СУБД должен позволять скрывать от конечного пользователя внутренние детали физической реализации системы (например, файловую организацию или используемые структуры хранения).
2. Каталог, доступный конечным пользователям. СУБД должна иметь доступный конечным пользователям каталог, в котором хранится описание элементов данных.
Ключевой особенностью архитектуры ANSI-SPARC является наличие интегрированного системного каталога с данными о схемах, пользователях, приложениях и т.д. Каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД. Системный каталог (или словарь данных) является хранилищем информации, описывающей данные в базе данных. В зависимости от типа используемой СУБД количество информации и способ ее применения могут изменяться. Обычно в системном каталоге хранятся следующие сведения:
· имена, типы и размеры элементов данных;
· имена связей;
· накладываемые на данные ограничения поддержки целостности;
· имена пользователей, которым предоставлено право доступа к данным;
· внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними;
· статистические данные (частота транзакции, счетчики обращении к объектам базы данных).
Системный каталог позволяет обеспечить следующие преимущества:
· Возможность централизованного сбора информации и контроля за доступом к ней.
· хранение семантики данных, что помогает пользователям понять их предназначение.
· Избыточность и противоречивость описания отдельных элементов данных могут быть легко обнаружены.
· Протоколирование внесенных в базу данных изменений.
· Возможность определения последствий изменений ещё до их внесения, поскольку в системном каталоге зафиксированы все существующие элементы данных, установленные между ними связи, и все пользователи.
· Возможность усиления мер безопасности.
· Возможность аудита хранимой информации.
3. Поддержка транзакций. СУБД должна иметь механизм, который гарантирует выполнение либо всех операций обновления данной транзакции, либо ни одной из них.
Транзакция представляет собой неделимый набор действии, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью доступа или изменения содержимого базы данных.
4. Службы управления параллельной работой. СУБД должна иметь механизм, который гарантирует корректное обновление базы данных при параллельном выполнении операций обновления многими пользователями.
Одна из основных целей создания и использования СУБД заключается в том, чтобы множество пользователей могло осуществлять параллельный доступ к совместно обрабатываемым данным. Параллельный доступ сравнительно просто организовать если все пользователи выполняют только чтение данных, поскольку в этом случае они не могут помешать друг другу. Однако когда два или больше пользователей одновременно получают доступ к базе данных, конфликт с нежелательными последствиями может возникнуть, например, если хотя бы один из них попытается обновить данные.
5. Службы восстановления. СУБД должна предоставлять средства восстановления базы данных на случай какого-либо ее повреждения или разрушения.
6. Службы контроля доступа к данным. СУБД должна иметь механизм, гарантирующий возможность доступа к базе данных только санкционированных пользователей.
Термин безопасность относится к защите базы данных от преднамеренного или случайного несанкционированного доступа.
7. Поддержка обмена данными. СУБД должна обладать способностью к интеграции с коммуникационным программным обеспечением.
Большинство пользователей осуществляют доступ к базе данных с помощью терминалов. Иногда эти терминалы подсоединены непосредственно к компьютеру с СУБД. В других случаях терминалы могут находиться на значительном удалении и обмениваться данными с компьютером, на котором располагается СУБД, через сеть. В любом случае СУБД получает запросы в виде сообщений обмена данными (communications messages) и аналогичным образом отвечает на них. Все такие попытки передачи данных управляются диспетчером обмена данными (DEM — Data Exchange Manager), Хотя этот диспетчер не является частью собственно СУБД, тем не менее, чтобы быть коммерчески жизнеспособной, любая СУБД должна обладать способностью интеграции с разнообразными существующими диспетчерами обмена данными. Даже СУБД для персональных компьютеров должны поддерживать работу в локальной сети, чтобы вместо нескольких разрозненных баз данных для каждого отдельного пользователя можно было бы установить одну централизованную базу данных и использовать ее как общий ресурс для всех существующих пользователей. При этом предполагается, что не база данных должна быть распределена в сети, а удаленные пользователи должны иметь возможность доступа к централизованной базе данных. Такая организация работы называется распределенной обработкой.
8. Службы поддержки целостности данных.СУБД должна обладать инструментами контроля за тем, чтобы данные и их изменения соответствовали заданным правилам.
Целостность базы данных означает корректность и непротиворечивость хранимых данных. Она может рассматриваться как еще один тип защиты базы данных. Целостность определяет не только безопасность, но и качество данных. Целостность обычно выражается в виде ограничении или правил непротиворечивости данных, которые не должны нарушаться в базе.
Помимо перечисленных восьми служб. СУБД должна поддерживать еще две службы.
9. Службы поддержки независимости от данных. СУБД должна обладать инструментами поддержки независимости программ от фактической структуры базы данных.
10. Вспомогательные службы. Вспомогательные утилиты обычно предназначены для оказания помощи в эффективном администрировании базы данных (утилиты импортирования и экспортирования данных, средства мониторинга работы базы данных, инструменты управления памятью и др.)
