Современные системы управления базами данных

 

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область илина информационные потребности конкретной группы пользователей. Каждая систематакого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать нанекоторой модели ЭВМ в определенной операционной обстановке. СУБД общегоназначения обладает средствами настройки на работу с конкретной БД в условияхконкретного применения.

 

Использование СУБД общегоназначения в качестве инструментального средства для создания ИС, позволяетсуще­ственно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Однако внекоторых ситуациях доступные СУБД общего назначения не позволяют добитьсятребуемых проектных и эксплуатационных характеристик (производительность,занимае­мый объем памяти и прочее). Тем не менее создание специализированных СУБД— весьма трудоемкий процесс и длятого, чтобы его реализовать, нужны очень веские основания.

 

В процессе реализации своихфункций СУБД постоянно взаимодействует с базой данных и с другими прикладнымипрограммными продуктами пользователя, предназначенными для работы с данной БДи называемыми при­ложениями.

 

обобщеннаяхарактеристика возможностей современных СУБД.

 

·   СУБД включаетязык определения данных, с помощью которого можно определить базу данных, ееструктуру, типы данных, а также средства задания ограничений для хранимойинформации. В многопользовательском варианте СУБД этот язык позволяетформировать представления как некоторое подмножество базы данных, с поддержкойкоторых пользователь может создавать свой взгляд на хранимые данные,обеспечивать дополнительный уровень безопасности данных и многое другое.

 

·   СУБД позволяетвставлять, удалять, обновлять и извлекать информацию из базы данных посредствомязыка управления данными. Этот язык носит еще одно название — язык запросов ипозволяет пользователю формировать различные по содержанию запросы к базеданных.

 

·   Большинство СУБДмогут работать на компьютерах с разной архитектурой и под разнымиоперационными системами, причем на работу пользователя при доступе к даннымпрактически тип платформы влияния не оказывает.

 

·   МногопользовательскиеСУБД имеют достаточно развитые средства администрирования БД.

 

·   СУБДпредоставляет контролируемый доступ к базе данных с помощью:

 

• системы обеспечения безопасности,предотвращающей несанкционированный доступ к информации базы данных;

 

• системы поддержки целостности базыданных, обеспечивающей непротиворечивое состояние хранимых данных;

 

• системы управления параллельнойработой приложений, контролирующей процессы их совместного доступа к базеданных;

 

• системы восстановления, позволяющейвосстановить базу данных до предыдущего непротиворечивогосостояния, нарушенного в результате аппаратного или программного обеспечения;

 

• доступного пользователямкаталога, содержащего описание хранимой в базе данных информации.

 

Компоненты среды СУБД

 

В среде СУБД можно выделитьнесколько основных компонентов: данные, пользователи, аппаратное обеспечение,программное обеспечение, процедуры Схематично эта ситуация показана на рис.1.3.

 

 

Рис. 1.3. Компоненты среды СУБД

 

С точки зрения пользователяименно данные являютсянаиболее важным компонентом среды СУБД. Ради общения с ними на должном уровнетребуется наличие остальных компонентов. Как уже упоминалось, база данныххранит как рабочие данные, так и характеристики данных. Рабочие данные держатсяв БД в структурированном виде. Структуры данных определяет схема базы данных,которая формируется на этапе проектирования БД.

 

БД прежде всего, должна содержать:

 

1. имена,типы и размеры элементов данных;

 

2. именасвязей;

 

3. ограниченияцелостности данных;

 

4. именазарегистрированных пользователей и их права по доступу к данным;

 

5. используемыеиндексы и структуры хранения.

 

Дляхранения данных и различного рода программного обеспечения, а такжефункционирования ИС необходимо аппаратноеобеспечение. Аппаратное обеспечение — это набор физическихустройств, на которых существуют база данных, СУБД и другие компонентыинформационной системы.

 

Следующим компонентом по порядкурассмотрения является программноеобеспечение. К его составляющим необходимо отнести:

операционную систему, включая сетевое программное обеспечение, если СУБД работает в сети;

программное обеспечение самой СУБД;

прикладные программы-приложения.

 

Прикладные программы,которые создаются для нужд организации, могут быть написаны на стандартномалгоритмическом языке программирования высокого уровня, например, таком как С,Раsса1, с внедреннымиоператорами языка SQL,который относят к языкам четвертого поколения. Прикладные программы используютсредства СУБД для обращения к данным и их обработки, создавая формы, отчеты идругие документы, необхо­димые для работы данной организации. Многиесовременные СУБД имеют специальные программные средства, называемыеинструментами, для быстрой разработки приложений с употреблением встроенныхнепроцедурных языков.

 

Среди пользователей БДможно выделить четыре категории лиц, каждая из которых имеет свой кругинтересов и связана с определенным этапом разработки и существования БД.Определим эти основные категории лиц, а также их роли и функции на разныхстадиях существования баз данных:

администраторы данных и баз данных;

разработчики баз данных;

прикладные программисты;

конечные пользователи.

 

Архитектура СУБД

 

1.архитектураСУБД должна  обеспечивать, в первую очередь, разграничение пользовательского исистемного уровней;

 

2.необходимодать возможность  каждому пользователю иметь свое, отличное от другихпредставление о свойствах хранимых данных.

 

архитектура включает:

 

О внешний уровень, накотором пользователи воспринимают данные, где отдельные группы пользователейимеют свое представление (ПП) на базу данных;

 

О внутренний уровень, накотором СУБД и операционная система воспринимают данные;

 

О концептуальный уровеньпредставления данных, предназначенный для отображения внешнего уровня навнутренний уровень, а также для обеспечения необходимой их независимости другот друга; он связан с обобщенным представлением пользователей.

 

Функции СУБД:

Управление данными во внешней памяти.

Управление транзакциями

Восстановление базы данных

Поддержка языков БД

Словарь данных

Управление параллельным доступом

Управление буферами оперативной памятью

Контроль доступа к данным

Поддержка обмена данными

Поддержка целостности данных

Поддержка независимости от данных

 

Вспомогательные функции

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЯЕМЫХ СУБД

 

Устаревшие: Paradox, Clarion.

 

dBase-подобные: dBase, FoxBASE, Fox-plus, Clipper.

 

Поддержка вуниверсальных ЯВУ, средства разработки как Delphi, Visual .NET Studio.

 

Локальные: Access.

 

SQL серверы: Ms SQL Server, Oracle, InterBase/Firebird/Yaffil, IBM DB2, MySQL, также Informix, Btrieve, Sybase.

 

Группа реляционных СУБД представлена нарынке программных продуктов очень широко. Это, например, такие системы, как Paradox, R:base, Clarion, однакодоминирующее положение занимает семейство так называемых dBASE-подобных СУБД,родоначальником которого является СУБД dBASEII,предложенная фирмой Ashton-Tate в начале 80-ых годов.В настоящее время широко распространено новое поколение популярных пакетов: dBASEIV, FoxPro и Clipper-5.

 

Важнейшей характеристикой любой СУБДявляется используемый в ней тип транслятора (интерпретатор или компилятор).Программы, написанные для системы-интерпретатора, исполняются лишь вприсутствии самой системы. В настоящее время скорость работы таких программ неуступает скорости программ, сгенерированных компилятором. Бесспорнымпреимуществом интерпретаторов для программиста является удобство в разработке иотладке программных продуктов, а также при освоении языка. Из вышеперечисленных СУБД dBASE и FoxProявляются интерпретаторами, а Clipper – компилятором.

РЕЛЯЦИОННАЯ СУБД FoxPro

 

СУБД FoxPro(фирмы Fox Software)обладает исключительно высокими скоростными характеристиками и в этом отношениизаметно выделяется среди других интерпретирующих систем. Сравнительно с dBASEIY ее скорость в несколько раз выше и не уступаетскорости систем-компиляторов. Практически по всем показателям Fox-программыработают значительно быстрее Clipper-программ.

 

Набор команд и функций, предлагаемыхразработчикам программных продуктов в среде FoxPro,по мощи и гибкости отвечает любым современным требованиям к представлению иобработке данных. Здесь может быть реализован максимально удобный, гибкий иэффектный пользовательский интерфейс.

 

В FoxProподдерживаются разнообразные всплывающие и многоуровневые меню, работа с окнамии мышью, управление цветами, настройка принтера, данные могут быть представленыв виде, похожем на электронные таблицы и т.п.

 

Система FoxProтакже обладает средствами быстрой генерации экранов, отчетов и меню,поддерживает язык SQL, хорошо работает в сети.

 

FoxPro получилпрекрасную прессу на Западе. В настоящее время это, несомненно, самый быстрыйпакет среди СУБД для персональных компьютеров стандарта IBM PC, т.к. онсодержит целый ряд интерактивных средств, которые могут использоватьсяпользователем любого уровня, от начинающего до опытного пользователя.

 

FoxPro являетсяинтерпретатором и компилятором.

 

Основные характеристики FoxPro:

 

      1. 512 Кб свободной  памяти;

 

      2. распределяется  в стандартной и расширенной  версии (х);

 

      3. продается  в сетевой версии (L) и несетевой версии.

 

Типы файлов FoxPro:

 

-        файлБД - <имя>.DBF;

 

-        файлпримечаний – <имя>.FPT;

 

-        файл,хранящий мемополя БД – FPT;

 

-        индексныйфайл - <имя>.IDX;

 

-        мультииндексный файл -<имя>.CDX;

 

-        программный(командный) файл - <имя>.PRG;

 

-        файлвременных переменных - <имя>.MEM;

 

-        откомпилированныйфайл<имя>.FXP;

 

Создание БД включает два этапа:

 

-        созданиеструктуры БД – задание наименований полей, задание типа поля, длины полей; FoxPro имеет два режима: режим командной строки и режимменю.

 

-        заполнениеБД.

 

     

СУБД Access

 

СУБД Accessиспользует процессор БД, объекты доступа к данным и конструктор форм (средствабыстрого построения интерфейса). Чтобы быстро получать распечатки, используютсяконструкторы отчетов. Когда не хватает визуальных средств можно создаватьпроцедуры и функции.

 

 

 

 В Access присутствует язык VisualBasic, позволяющий создавать массивы, свои типыданных. С помощью оле-технологий позволяетконтролировать работу приложений. Работа с базой в Accessосуществляется через окно контейнера БД. Также встроен язык SQL.

 

В Accessподдерживается два способа создания БД (БД – совокупность взаимосвязанныхтаблиц):

 

-        имеетсявозможность создать пустую БД, а потом добавить в нее формы, отчеты и др.объекты (такой способ наиболее гибкий, требует отдельного определения каждогоэлемента БД);

 

-        имеетсявозможность сразу создать БД определенного типа с помощью мастера сразу совсеми таблицами, формами.

 

Во обоих случаяхимеется возможность изменить и расширить созданную БД.

 

Основныеопределения.

 

Ключевой элемент данных – это такойэлемент, по которому можно определить значение других элементов данных.Однозначно идентифицировать объект могут два и больше элементов данных, ихназывают «кандидатами» в ключевые элементы данных.

 

Первичный ключ – это атрибут или группаатрибутов не совпадающих с первичным ключом, которые единственным образомидентифицируют каждую строчку в таблице. Понятие первичного ключа связано спонятием целостности БД.

 

Атрибут – этоинформационное отображение свойств объекта.

 

Объект – этоэлемент информационной системы, информацию о котором мы сохраняем.

 

Альтернативный ключ – это атрибут илигруппа атрибутов, который не совпадает с первичным ключом и уникальноидентифицирует экземпляр объекта. Например, объект служащего имеет атрибуты:фамилия, отчество, имя – это группа может являться альтернативным ключом поотношению к атрибуту идентификатор служащего.

 

СУБД Accessдля работы с данными использует:

 

-        процессорБД (Microsoft Jet);

 

-        объектыдоступа к данным;

 

-        средствабыстрого построения интерфейса – конструктор форм;

 

-        конструкторыотчетов – для получения распечаток;

 

-        макрокоманды–  для автоматизации рутинных операций;

 

-        процедурыи функции – когда не хватает функциональности визуальных средств.

 

Применяется язык VisualBasic. Из всех визуальных средств MicrosoftAccess имеет самый богатый набор визуальных средств.Главное качество Access – интеграция с Microsoft Office.

 

       Запросы.

РЕЛЯЦИОННАЯ СУБД MS SQL Server 2000

 

 SQL Server 2000 —семейство продуктов, разработанных для хранения данных в больших системах,осуществляющих обработку информации, и обслуживания коммерческих Web-узлов. SQLServer 2000 прост и удобен в использовании, он широкоприменяется как в сложных системах, с которыми работают сотни пользователей,так и в малом бизнесе. Он популярен также у отдельных пользователей, которымнужен надежный и удобный сервер БД. В состав SQL Server2000 входят две основные службы, предназначенные для новой платформы Microsoft .NET и систем с традиционной двухуровневойклиент-серверной архитектурой. Первая служба, SQL Server— это высокопроизводительное реляционное ядро БД, обеспечивающее прекрасную масштабируемость систем, созданных на его основе. Вторая —SQL Server 2000 Analysis Services — предоставляет множество средств анализа данных,которые размещаются в специальных хранилищах и киосках данных и используютсясистемами принятия решений.