Базы данных
Базы данных (БД).
Современный технологический процесс предполагает измерение большого количества технологических параметров, обработку получаемой информации, принятие решения по управлению технологическими процессом и реализацию с помощью аппаратных средств. Чем больше развита технология, тем больше количество информации образуется в единицу времени.
БД предназначены для хранения больших объемов информации, сопровождающей технологические процессы. По мере увеличения количества информации для ее обработки на определенном этапе развития технологии начали применять компьютеры. На этом этапе вырабатывается традиционный подход хранения и обработки информации.
Для обработки информации о технологическом процессе используются прикладные программы. Любая прикладная программа создается для решения определенных задач. Рассмотрим приложения для мастера, ведущего технологический процесс, задачи:
· управление загрузкой
· управление тепловым режимом
· управление дутьем, топливом.
Для решения этих задач требуются определенные данные: состав материалов, соотношения масс, объемов и т.д.
Приложения для сотрудников отделов, задачи:
Рекомендуемые материалы
· учет сырья
· учет продукции
· учет топлива
Нужны сведения: составы, массы и т.д.
Приложения для главного инженера, задачи:
· оптимальное управление несколькими технологическими аппаратами
Каждое приложение использует данные, которые хранятся в соответствующих файлах, таким образом, при традиционном способе хранения, обработки информации возникают специфические недостатки:
1. избыточность данных – одни и те же данные хранятся в файлах, созданных различными прикладными программами.
2. проблема непротиворечивости; при таком хранении данных нет гарантии, что во всех файлах хранится информация об одинаковых составах шихтовых материалов; данная проблема связана с избыточностью данных.
3. ограниченная доступность данных; каждое приложение может создать данные в своем формате; чем больше количество файлов, содержащих информацию, тем больше времени для поиска информации в этих файлах; если необходимо чтобы приложения работали с файлами различных типов нужно предпринимать решения.
В настоящее время традиционный способ хранения информации вытесняется технологиями БД. Применение этих технологий решает вышеупомянутые проблемы. Основная идея технологии БД: база создается как структура, доступная для многих приложений, любые данные хранятся в одном месте.
БД – это организационная структура предназначенная для хранения информации. Информация размещается в базе в соответствии с логической структурой БД. Даже если в БД нет никакой информации, есть пустая логическая структура. Бумажной аналогией БД является ежедневник.
БД используют объекты следующих типов:
1. таблицы
2. формы
3. отчеты
4. запросы
Основным объектом БД являются таблицы. В простейшем случае таблица представляет собой двумерную структуру. Логическая структура БД тождественна структуре ее таблиц. Таблица – совокупность строк и столбцов. Вся строка представляет собой запись. Любой столбец – поле записи. Таким образом, любая запись БД – совокупность полей. Поле записи определяет групповые средства данных, которые в нем содержатся. Таким образом, поля БД имеют ряд свойств:
· Имя поля – заголовок столбца, используется при автоматизированном поиске информации.
· Тип поля – определяет тип данных, которые хранятся в соответствующем поле записи.
· Размер поля.
· Формат поля определяет способ форматирования данных в любом поле.
· Значение по умолчанию – в пустой БД.
Тип данных может быть различным: числовой; текстовый (текст 28=256 символов); мемо (текстовое поле – содержит ссылку, 216=65535 символов); денежный тип; счетчики (может быть записано только неповторяющееся целое число – служат для нумерации); логический (содержат дискретные значения).
Следующим типом объектов является запросы. Они служат для извлечения информации из БД и выдачи ее пользователю. С помощью запросов пользователь обращается к таблицам БД и осуществляет поиск нужной информации. Поиск информации осуществляется путем сортировки и фильтрации. Фильтрация предполагает, что над содержимым поля записи проводятся определенные логические действия.
Условие запроса Содержимое поля
А = В
А > В
А < В
. . . . .
В процессе поиска можно просматривать содержимое не одного, а нескольких полей. Для создания запросов в любой СУБД имеется соответствующий интерфейс.
Запрос в результате поиска выбирает информацию в соответствии с условиями поиска и создает временную таблицу (результирующую таблицу) поиска.
Формы служат для ограничения доступа к БД и предоставление возможности пользователю в соответствии с его полномочиями для ввода информации в БД. С этой целью для каждого типа пользователей создаются свои формы. Форма является ״посредником״ между пользователем и таблицей БД.
Формы представляют набор полей для ввода данных, этот набор предоставляется пользователю в соответствии с его полномочиями. Для упрощения ввода соответствующие поля форм содержат раскрывающиеся списки.
Отчет – объект БД, предназначенный для вывода информации пользователю. Отчеты ориентированы для вывода информации на печать. В отличие от запросов, отчеты содержат эффективные средства для оформления результатов печати.
Последний объект БД – макросы, - написаны на специальном языке программы, являются средствами типовых операций с БД.
БД работают в двух режимах: проектирования и использования. В режиме проектирования пользователи с БД не работают. В этом режиме создаётся или изменяется структура БД. В режиме использования можно выделить несколько этапов (наполнение и др.).
Администратор БД – управляющий БД. Только он уполномочен изменять логическую структуру БД. Администратор определяет полномочия пользователей.
Различают много- и однопользовательские БД.
Многопользовательские БД позволяют одновременную работу многих пользователей, при этом пользователи удалены друг от друга и БД. И при этом используются сетевые технологии.
Однопользовательские БД позволяют работу 1-го пользователя и могут быть установлены на компьютере (базы с локальным доступом).
Для работы с многопользовательскими БД используются 2 архитектуры:
а) файл/сервер
б) клиент/сервер
так как многопользовательские БД работают с сетевым доступом, то у каждого пользователя есть свой компьютер, работающий в общей сети. В этой сети один из компьютеров выполняет функцию сервера. В нём физически хранится информация о БД. Остальные пользователи могут получить доступ к информации через сервер.
В случае использования файл/серверной архитектуры основная часть работы по обработке информации сосредоточена на компьютере пользователя. В этом случае по запросу пользователя сервер пересылает ему соответствующий файл БД, а его обработка ведётся на компьютере пользователя. Таким образом, в случае использования такой архитектуры, и если БД достаточно большая, требуется пересылка больших объёмов информации по сети. На сегодняшний день такая архитектура практически не применяется.
Вместе с этой лекцией читают "8 Социально-психологические характеристики людей пожилого возраста".
Применяется клиент/серверная архитектура. В таком случае пользователи формируют запрос помощью специального языка SQL (Structured Query Language). Основная часть по обработке информации в соответствии с запросом возложена на сервер, а роль клиента состоит в формулировании запроса. В соответствии с запросом сервер осуществляет обработку информации в БД. Таким образом объём пересылаемой информации сокращается.
Использовать сервер в качестве хранилища БД не всегда возможно по ряду причин и рискованно с точки зрения надёжности.
В настоящее время для серьёзных задач используется технология распределённых БД.
В распределённых БД информация хранится с более высоким уровнем надёжности. Физически она рассредоточена на нескольких серверах. Чем больше мест хранения, тем меньше вероятность одновременного выхода из строя нескольких серверов.
В распределённой БД возникает проблема непротиворечивости данных. Она требует того, чтобы информация обновлялась одновременно во всех местах её хранения.
Использование технологий БД предполагает, что информация, хранящаяся в БД, может использоваться разными прикладными программами. Для этого эти программы должны иметь соответствующий интерфейс, позволяющий работать с данными.
