Виды СУБД, используемые в органах государственного управления

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение 

     Актуальность  темы реферата обусловлена тем, что  совершенствование системы управления государственного аппарата и проведение административной реформы ставят все новые и новые задачи перед существующими системами автоматизации функций государственного управления. Если на первоначальном этапе решалась задача по насыщению органов государственного управления информационной и компьютерной техникой, то сейчас акцент делается на повышении отдачи от инвестиций в информационные технологии, которые увязываются с процессом совершенствования организационных структур и работы госаппарата. В качестве приоритетных выделяются следующие направления:

• формирование национальных информационных сетей, объединяющих локальные сети министерств, ведомств и регионов;
• разработка международных стандартов использования информационных технологий;
• развитие информационных сетей, связывающих государственные органы с населением и облегчающих доступ граждан к информационным банкам данных;
• использование информационных систем для анализа социальных проблем и разработка решений.

      Реализовать данные задачи невозможно без использования  СУБД, чем и определяется актуальность темы реферата.

     Цель  реферата – выявить сущностные черты  СУБД в органах государственного управления.

     1.Понятие и функции СУБД 

     База  данных - набор сведений, хранящихся некоторым упорядоченным способом. Можно сравнить базу данных со шкафом, в котором хранятся документы. Иными словами, база данных - это хранилище данных.Сами по себе базы данных не представляли бы интереса, если бы не было систем управления базами данных (СУБД).

     Система управления базами данных - это совокупность языковых и программных средств, которая осуществляет доступ к данным, позволяет их создавать, менять и удалять, обеспечивает безопасность данных и т.д.

     В общем СУБД - это система, позволяющая создавать базы данных и манипулировать сведениями из них. А осуществляет этот доступ к данным СУБД посредством специального языка - SQL¹.

     SQL - язык структурированных запросов, основной задачей которого является предоставление простого способа считывания и записи информации в базу данных.

     Итак, простейшая схема работы с базой  данных выглядит примерно так: 
 
 

     СУБД  в органах государственного управления должны выполнять следующие функции. В первую очередь – это хранение, извлечение и обновление данных. СУБД должна предоставлять пользователям возможность сохранять, извлекать и обновлять данные в базе 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. Предполагается, что каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД. Системный каталог, или словарь данных, является хранилищем информации, описывающей данные в базе данных (по сути, это - метаданные). В зависимости от типа используемой СУБД количество информации и способ ее применения могут варьироваться. Обычно в системном каталоге хранятся следующие сведения: имена, типы и размеры элементов данных; имена связей; накладываемые на данные ограничения поддержки целостности; имена санкционированных пользователей, которым предоставлено право доступа к данным; внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними; статистические данные, например частота транзакций и счетчики обращений к объектам базы данных.

     Системный каталог позволяет достичь определенных преимуществ:

1. Информация о данных может быть централизованно собрана и сохранена, что позволит контролировать доступ к этим данным, как и к любому другому ресурсу.
2. Можно определить смысл данных, что поможет другим пользователям понять их предназначение.
3. Упрощается сообщение, так как сохраняются точные определения смысла данных. В системном каталоге также могут быть указаны один или несколько пользователей, которые являются владельцами данных или обладают правом доступа к ним.
4. Благодаря централизованному хранению избыточность и противоречивость описания отдельных элементов данных могут быть легко обнаружены.
5. Внесенные в базу данных изменения могут быть запротоколированы.
6. Последствия любых изменений могут быть определены еще до их внесения, поскольку в системном каталоге зафиксированы все существующие элементы данных, установленные между ними связи, а также все их пользователи.
7. Меры обеспечения безопасности могут быть дополнительно усилены.
8. Появляются новые возможности организации поддержки целостности данных.
9. Может выполняться аудит сохраняемой информации.

     Следующая функция  - поддержка транзакций. СУБД должна иметь механизм, который гарантирует выполнение либо всех операций обновления данной транзакции, либо ни одной из них. Транзакция представляет собой набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью доступа или изменения содержимого базы данных. Примерами простых транзакций может служить добавление в базу данных, удаление из нее или обновление сведений о том или ином объекте. Если во время выполнения транзакции произойдет сбой, база данных по-падает в противоречивое состояние, поскольку некоторые изменения уже будут внесены, а остальные - еще нет³. Поэтому все частичные изменения должны быть отменены для возвращения базы данных в прежнее, непротиворечивое состояние.

     СУБД  должна иметь механизм, который гарантирует  корректное обновление базы данных при параллельном выполнении операций обновления многими пользователями. При этом параллельный доступ сравнительно просто организовать, если все пользователи выполняют только чтение данных, поскольку в этом случае они не могут помешать друг другу. Однако, когда несколько пользователей одновременно получают доступ к БД, конфликт с нежелательными последствиями легко может возникнуть, например, если хотя бы один из них попытается обновить данные⁴.

     СУБД  должна гарантировать, что при одновременном  доступе к базе данных многих пользователей  подобных конфликтов не произойдет.

     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. Предполагается, что СУБД обеспечивает механизмы подобной защиты данных.

     СУБД  должна обладать способностью к интеграции с коммуникационным программным обеспечением с целью организации доступа удаленных пользователей к централизованной БД (в рамках системы распределенной обработки).

     СУБД  должна обладать инструментами контроля за тем, чтобы данные и их изменения соответствовали заданным правилам.

     Целостность базы данных означает корректность и  непротиворечивость хранимых данных и выражается в виде ограничений или правил сохранения непротиворечивости данных, которые не должны нарушаться в базе.

     Помимо  перечисленных возможностей, часто  к СУБД предъявляются требования поддержки еще двух сервисов. СУБД должна обладать инструментами поддержки независимости программ от структуры базы данных, что достигается за счет реализации механизма поддержки представлений или подсхем. Физическая независимость от данных достигается довольно просто, так как обычно имеется несколько типов допустимых изменений физических характеристик базы данных, которые никак не влияют на представления. Однако добиться полной логической независимости от данных сложнее. Как правило, система легко адаптируется к добавлению нового объекта, атрибута или связи, но не к их удалению. В некоторых системах вообще запрещается вносить любые изменения в уже существующие компоненты логической схемы⁵.

     СУБД  должна предоставлять некоторый  набор различных вспомогательных служб. Вспомогательные утилиты обычно предназначены для оказания помощи АБД в эффективном администрировании базы данных. Одни утилиты работают на внешнем уровне, а потому они, в принципе, могут быть созданы самим АБД, тогда как другие функционируют на внутреннем уровне системы и потому должны быть предоставлены самим разработчиком СУБД. Ниже приводятся некоторые примеры подобных утилит:

1. Утилиты импортирования, предназначенные для загрузки базы данных из плоских файлов, а также утилиты экспортирования, которые служат для выгрузки базы данных в плоские файлы.
2. Средства мониторинга, предназначенные для отслеживания характеристик функционирования и использования базы данных.
3. Программы статистического анализа, позволяющие оценить производительность или степень использования базы данных.
4. Инструменты реорганизации индексов, предназначенные для перестройки индексов и обработки случаев их переполнения.
5. Инструменты сборки мусора и перераспределения памяти для физического устранения удаленных записей с запоминающих устройств, объединения освобожденного пространства и перераспределения памяти в случае необходимости.

     По  характеру использования СУБД делят  на однопользовательские (предназначенные для создания и использования БД на персональном компьютере) и многопользовательские (предназначенные для работы с единой БД нескольких компьютеров, объединенных в локальные сети). Вообще деление по характеру использования можно представить следующей схемой: 
 

      Следует особо подчеркнуть, что в сфере  государственного управления большую роль играет защита данных, содержащихся в Базах данных.

      Согласно  статье 5 федерального закона от 27.07.2006 №149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»  информация в зависимости от категории доступа к ней подразделяется на общедоступную информацию, а также на информацию, доступ к которой ограничен федеральными законами (информация ограниченного доступа)⁶.

      Как общедоступная, так и информация ограниченного доступа должна быть защищена. Согласно статье 16, под защитой  понимается принятие мер, направленных на «обеспечение защиты информации от неправомерного доступа, уничтожения, модифицирования, блокирования, копирования, предоставления, распространения, а также от иных неправомерных действий в отношении такой информации», на соблюдение конфиденциальности информации ограниченного доступа, на реализацию права на доступ к информации.

      Установление  ограничений доступа к информации осуществляется только федеральными законами (статья 3) и соблюдение конфиденциальности информации, доступ к которой ограничен федеральными законами, обязательно (статья 9).

      Защита  информации, составляющей государственную  тайну, осуществляется в соответствии с законодательством Российской Федерации о государственной тайне (статья 9, часть 3).

      Отдельно  нужно сказать о защите общедоступной  информации. В данном законе вводится понятие «Государственные информационные системы» - это федеральные информационные системы и региональные информационные системы, созданные на основании соответственно федеральных законов, законов субъектов Российской Федерации, на основании правовых актов государственных органов. Государственные информационные системы создаются с учетом требований, предусмотренных Федеральным законом от 21 июля 2005 года N 94-ФЗ "О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд"⁷ .

      Требования  о защите информации, содержащейся в государственных информационных системах, устанавливаются Федеральной  службой по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК). Удовлетворение этим требованиям подтверждается соответствующим сертификатом.

      Таким образом, для государственных информационных систем законодательно закреплено использование специализированных СУБД, обладающих средствами защиты согласно руководящим документам Гостехкомиссии и сертифицированных ФСТЭК. Таких СУБД не много, прежде всего из-за отсутствия у большинства из них механизмов мандатной защиты доступа, требующихся при высоком уровне защиты, а также из-за необходимости предоставить для исследования исходные тексты.  
 

2. Виды СУБД, используемые в  органах государственного управления 

      В настоящее время для построения информационных систем применяются различные системы управления базами данных (СУБД), различающиеся как своими возможностями, так и требованиями к вычислительным ресурсам. Все многообразие применяемых СУБД, однако, можно свести к двум основным их классам: персональные и многопользовательские.

      К первому классу относятся СУБД, ориентированные  для работы на персональном компьютере (dBASE, FoxPro, MS Access и т.п.). Изначально они поддерживали работу с данными только одного пользователя. Вся СУБД такого класса выполняется как единая программа, таблицы базы данных представляются отдельными файлами на диске того же персонального компьютера. С развитием локальных сетей разработчики СУБД этого класса стали приспосабливать их к работе в сетевой среде, в которой потенциально стало возможным организовать доступ к данным с нескольких персональных компьютеров, включенных в локальную сеть. Файлы базы данных при этом размещаются на файловом сервере. На каждом же рабочем месте работает собственная копия программы-СУБД и прикладная программа, и на их выполнение могут оказывать существенное влияние характеристики компьютера этого рабочего места. Таким образом, при наличии в сети N рабочих мест с одними и теми же данными работают N копий программы-СУБД, одними и теми же данными управляют сразу N копий СУБД. Ошибка в выполнении одной из копий не будет замечена другими копиями. При выполнении запросов к базе данных копия СУБД может либо производить поиск данных в удаленных файлах на файловом сервере, либо копировать все файлы, в которых ведется поиск в свою локальную файловую систему. В первом случае возникают проблемы одновременного доступа к данным при их изменении. Данные, над которыми производится изменения, должны быть заблокированы. Средства файлового сервера позволяют выполнять блокировку на уровне файлов, но не на уровне записей, что существенно снижает эффективность параллельной работы с базой данных многих пользователей. Во втором же случае, во-первых, требуется передача по сети больших объемов информации, а во-вторых, получается, что разные рабочие места работают с разными копиями данных и эти копии могут стать неидентичными⁸.

      СУБД  второго класса изначально создавались  для выполнения на больших компьютерах  и обеспечения параллельной работы многих пользователей. Такие СУБД, как правило, состоят из ядра, постоянно присутствующего в памяти, (сервера) и большого количества программ-агентов, обслуживающих запросы конечных пользователей и прикладных программ (клиентов). В этом случае и ядро СУБД, и данные находятся на одном и том же компьютере. Одна копия СУБД управляет одной копией данных. Единая управляющая система позволяет эффективно организовать одновременный доступ к данным многих агентов, предотвращая конфликты между ними. Ошибка в работе СУБД локализована и может быть эффективно исправлена самой же СУБД. При работе в условиях сети ядро СУБД выполняет запросы агентов на выборку данных и передает по сети только результаты выборки. Поскольку быстродействие современных дисковых систем обычно выше, чем скорость передачи данных по сети, уменьшение объема передаваемых данных существенно увеличивает общую эффективность работы системы. При этом не накладывается никаких ограничений на масштаб сети, агенты могут быть связаны с ядром СУБД через любую сеть и любые протоколы передачи данных. Многопользовательские СУБД обладают также неоспоримыми преимуществами в таких аспектах, как надежность, безопасность, доступность⁹.

      При выборе базы данных органам государственного и муниципального управления  очень важно выбрать базу данных, которая в наибольшей степени соответствуют предъявляемым к информационной системе требованиям, т.е. необходимо определиться какая модель автоматизации реализуется. В первую очередь при выборе СУБД необходимо принимать во внимание следующие факторы:  максимальное число пользователей одновременно обращающихся к базе; характеристики клиентского ПО; аппаратные компоненты сервера; серверную операционную систему; уровень квалификации персонала.

     Отметим, что на сегодняшний день число  используемых СУБД исчисляется десятками. Наиболее известные однопользовательские СУБД - Microsoft Visual FoxPro и Access, многопользовательские - MS SQL Server, Oracle и MySQL.

      Большинство государственных баз данных в  России ведутся одновременно в бумажном и электронном виде. Это чаще всего связано с тем, что записи вносятся на основании юридически значимых бумажных документов, которые формируются государственными органами в специальные досье и составляют «бумажную часть» базы данных.

      Формулировка  в законах и нормативных актах, регулирующих порядок ведения таких баз, чаще всего следующая: «Реестр ведется на бумажных и электронных носителях. При несоответствии записей на бумажных носителях записям на электронных носителях приоритет имеет информация, содержащаяся на бумажных носителях».

      Однако  анализ деятельности, например, арбитражных  судов, показывает, что при рассмотрении дел используются чаще всего выписки из электронных версий, а к бумажным документам обращаются в редчайших случаях. Так, в федеральных арбитражных судах в 2008 году 7% дел рассматривались с использованием государственных реестров, которые ведет Федеральная налоговая служба Российской Федерации.

      Уже сейчас существуют чисто электронные  государственные базы данных, и их число год от года будет расти. Фактически можно говорить о том, что судебные решения принимаются  на основании юридически значимых электронных документов – баз данных¹⁰.

      Для государственных информационных систем законодательно закреплено использование специализированных СУБД, обладающих средствами защиты согласно руководящим документам Гостехкомиссии и сертифицированных ФСТЭК. Таких СУБД не много, прежде всего из-за отсутствия у большинства из них механизмов мандатной защиты доступа, требующихся при высоком уровне защиты, а также из-за необходимости предоставить для исследования исходные тексты.

      Первой  СУБД, сертифицированной ФСТЭК на практически наивысший уровень защиты данных, является ЛИНТЕР. Более того, эта СУБД сертифицирована серийно. Другие СУБД, в том числе широко известные, сертифицированы на более низкие классы защиты и чаще всего только в составе единичного программно-аппаратного комплекса.

     Oracle занимает лидирующие позиции в мире на рынке СУБД и, что особенно важно, лидирует на платформах Unix и Windows. В России также обозначилось лидерство Oracle, особенно в области крупномасштабных информационных систем государственных структур. Фактически в нашей стране СУБД Oracle стала стандартом для государственных информационных систем¹¹.

     В настоящее время по совокупности характеристик СУБД Oracle представляет собой систему, в наибольшей степени подходящую, по критериям соответствия, в качестве основы проектируемой системы ГАС «Правосудие». При этом, исходя из характеристик комплексов средств автоматизации, для КСА СД, КСА РОСД, КСА ССРФ, КСА ОВС, КСА ГВС, КСА РС применяется Oracle Standard.

     Решения Oracle для федеральных, региональных и местных органов власти, для государственных организаций и предприятий позволяют создавать системы, полностью соответствующие динамично развивающемуся законодательству в области государственного управления. Это достигается в основном за счет широких возможностей настройки существующих приложений комплекса Oracle E-Business Suite. Данный комплекс позволяет также решить проблему «лоскутного одеяла», то есть ситуации, когда пересекающиеся и взаимосвязанные информационные потоки и функции государственного управления автоматизированы различными программными продуктами, не предполагающими совместной работы.

     Решения Oracle были использованы также в системе ГАС «Выборы». При создании системы выбрана стратегия построения территориально распределенной БД с тиражированием. В рамках комплексов средств автоматизации (КСА) БД является общим информационным ресурсом – интегрированной БД. При этом логическая структура интегрированных БД одинакова. Для каждого приложения определена подсхема логической схемы интегрированной БД¹².

     Поддержка территориально распределенной БД, включающей до 3000 узлов от Камчатки до Калининградской области, выдвинула высокие требования к СУБД в части надежности, поддержания целостности, непротиворечивости данных, а также репликации данных. В наибольшей степени этим высоким требованиям по результатам нашего анализа отвечают СУБД корпорации Oracle. Для КСА ЦИК выбрана СУБД Oracle Database Enterprise Edition; для КСА избирательных комиссий субъектов Российской Федера-ции (ИКСРФ) и территориальных избирательных комиссий (ТИК) – СУБД Oracle Database Standard Edition.

     Использование выбранных СУБД обеспечило полную интеграцию всех подсистем ГАС «Выборы» по данным, хранение больших объемов данных, создало основу для интеграции системы с другими государственными информационными системами.

     Следующий проект, о котором стоит сказать несколько слов, – это создание в рамках Системы персонального учета населения автоматизированной системы «Государственный регистр населения».

     Актуальность  создания государственного регистра населения  обусловлена прежде всего острой необходимостью повышения эффективности использования существующих и реализации новых автоматизированных систем по учету различных категорий населения для усиления борьбы с терроризмом и нелегальной миграцией, эффективной поде ржки проведения реформ в сферах обеспечения государственной социальной поддержки населения, пенсионного обеспечения, жилищно-коммунального хозяйства.

     В условиях отсутствия единой централизованной информационной системы обеспечения деятельности органов записи актов гражданского состояния и оганов внутренних дел по учету первичных идентификационных данных, а также средств автоматизированного взаимодействия соответствующих баз данных между собой введение уникального для каждого человека ИПД потребует создания отдельного информационного ресурса – единого государственного регистра населения.

     Государственный регистр населения (далее – ГРН) является ядром системы персонального учета населения, реализуемым на первом этапе ее создания, и обеспечивает возможность обеспечения доступа к персональным данным о конкретном человеке, размещаемым в различных ведомственных и региональных информационных системах учета населения на основе ИПД¹³.

     ГРН будет включать ИПД всех лиц, пребывающих и проживающих на территории Российской Федерации, независимо от их возраста, и минимально необходимый для идентификации личности набор персональных сведений. Включение первичных идентификационных сведений о человеке в состав ГРН, поддержание их в актуальном состоянии за счет интеграции с источниками их появления и изменения, а также присвоение каждой уникальной записи первичных идентификационных данных ИПД позволит по мере подключения новых ведомственных систем отказываться от необходимости использования в них первичных идентификационных данных. Подключение к ГРН любых информационных систем учета населения в обязательном порядке предусматривает присвоение всем записям персональных данных соответствующего им ИПД. ИПД является основой для получения персональных данных о конкретном лице, содержащихся в различных системах учета населения, объединенных на основе общих регламентов, интерфейсов и инфраструктуры взаимодействия.

     ГРН предлагается развивать как эталонную базу данных, содержащую идентификационные данные о населении, которые могут быть использованы всеми автоматизированными информационными системами персонального учета населения Российской Федерации для получения актуальных и легитимных первичных идентификационных данных. Так, ведомства и уполномоченные организации смогут при вводе персональных данных о человеке запрашивать его ИПД и сверять идентификационные данные, полученные из ГРН, с данными, приведенными в документах, удостоверяющих его личность.

     На  основе анализа вышеприведенных  характеристик системы ГРН в  качестве СУБД на федеральном уровне используется Oracle Database Server Enterprise Edition и на региональном уровне – Oracle Standard¹⁴.

     Функционирование  государственных информационных систем немыслимо без обеспечения надлежащего уровня информационной безопасности. Реализация требований по защите информации достигается за счет создания в составе государственных информационных систем выделенной подсистемы информационной безопасности на основе использования комплексных программно-аппаратных решений. При этом существуют строгие законодательные ограничения на использование для обеспечения информационной безопасности тех или иных продуктов.

     Новейшие  версии программных продуктов фирмы  Oracle предоставляют определенные возможности по построению многоэшелонированных систем защиты информации, включая криптографические возможности. Однако нерешенность ряда вопросов по увязке применяемых решений с требованиями российского законодательства ограничивает возможности по применению этих новейших продуктов в государственных информационных системах.

     Поэтому решение полного комплекса вопросов по приведению продуктов корпорации Oracle в соответствие с требованиями российского законодательства в области защиты информации послужит дальнейшим стимулом к расширению сферы применения этих продуктов. 
 
 

Заключение

     В заключение реферата можно сделать  вывод, что системы управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержанием, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

     Главная функция использования СУБД в сфере государственного управления — это координация совместной работы множества пользователей с разделяемой информацией.

     Среди преимуществ подхода, основанного  на использовании баз данных, следует отметить контролируемую избыточность данных, непротиворечивость данных, совместное использование данных, повышенную безопасность и целостность. А среди недостатков можно указать сложность, высокую стоимость и снижение производительности приложений, а также возможность весьма серьезных последствий при выходе системы из строя. 

Список литературы 

1. Абросимова  М.А. Информационные технологии в государственном  и муниципальном управлении. –  М.: Кнорус, 2011
2. Алексеев Е.Г., Богатырев С.Д. Информатика. – М.: Сфера, 2011
3. Информационные технологии в органах государственной власти России //Материалы сайта  - http://www.cnews.ru
4. Клименко И.В.  Информационное обеспечение систем управления. – СПб: Питер, 2010.
5. Мухин Н.А. Использование продуктов корпорации ORACLE в государственных информационных проектах ФГУП НИИ «Восход». Решения ORACLE для автоматизации функций государственного управления.// Информационное общество. 2010. № 2-3
6. Храмцовская Н. Базы данных в структуре «электронного правительства»: достоинства и недостатки. //Государственная служба. 2009. № 2