48613 (Разработка приложений архитектуры клиент-сервер при помощи SQL), страница 2

Язык QBE был разработан компанией IBM в 1970-х годах и предназначался для пользователей, заинтересованных в выборе информации из баз данных. Этот язык получил у пользователей столь широкое признание, что в настоящее время в той или иной мере он реализован практически во всех популярных СУБД, включая и Microsoft Access. Средства поддержки языка QBE в СУБД Microsoft Access весьма просты в эксплуатации и в то же время представляют пользователям достаточно широкий спектр возможностей работы с данными. Средства языка QBE могут использоваться для ввода запросов к информации, сохраняемой в одной или нескольких таблицах, а так же для определения набора полей, которые должны присутствовать в результирующей таблице. Отбор записей может, проводится по конкретному или общему критерию, и предусматривать выполнение необходимых вычислений на основе информации, сохраняемой в таблицах. Кроме того, средства языка QBE можно использовать для выполнения различных операций над таблицами, например, для вставки и удаления записей, модификации значений полей или создания новых полей и таблиц.

СУБД Microsoft Access при создании запроса с использованием средств QBE неявно формирует эквивалентный оператор языка SQL, предназначенный для выполнения указанных действий.

Чаще всего используется тип запросов, который принято называть запросами на выборку. Запросы на выборку позволяют просматривать, анализировать и вносить изменения в данные, сохраняемые в одной или нескольких таблицах. При выполнении запроса на выборку СУБД Microsoft Access помещает выбранные данные в динамический набор данных, который представляет собой обновляемый набор записей, зависящий от таблицы или запроса, рассматриваемый как отдельный объект. Исключением являются лишь запросы, использующие специфические возможности языка SQL, которые отсутствуют в языке QBE.

Язык SQL берет свое начало в одной из исследовательских лабораторий компании IBM. В начале 1970-х годов исследователи выполняли первые разработки реляционных систем СУБД (или РСУБД), и тогда они создали подъязык данных, предназначенный для работы в этих системах. Пробная версия этого подъязыка была названа SEQUEL(Structured English Query Language - структурированный английский язык запросов). Однако когда пришло время официально выпускать их язык запросов в качестве продукта, разработчики захотели сделать так, чтобы люди понимали, что выпущенный продукт отличается от пробной системы СУБД и превосходит ее. Поэтому они решили дать выпускаемому продукту имя, хотя и отличающееся от SEQUEL, но явно принадлежащее к этому же семейству. Так что они назвали его SQL, который стал стандартом для подъязыков данных. В результате, хотя почти все поставщики и использовали варианты одного языка SQL, платформенная совместимость была слабой.

Вскоре началось движение за создание общепризнанного стандарта SQL, которого мог бы придерживаться каждый. В 1986 году организация ANSI выпустила официальный стандарт под названием SQL-86.3TOT стандарт был обновлен той же организацией в 1989 году и получил название SQL-89, а затем в 1992 году, был назван SQL-92. Самой последней версией стандарта SQL является SQL 2003.

Структурированный язык запросов SQL - это гибкий язык, являющийся самым распространенным инструментом, используемым для связи с реляционной базой данных. Этот язык предназначен для выполнения операций над таблицами (создание, удаление, изменение структуры) и над данными таблиц (выборка, изменение, добавление и удаление), а также некоторых сопутствующих операций. SQL является непроцедурным языком и состоит из ограниченного числа команд, специально предназначенных для управления над данными. В связи с этим SQL автономно не используется, обычно он погружен в среду встроенного языка программирования СУБД (например, FoxPro, Access). Чтобы решить с его помощью задачу, сообщается SQL, то, что именно вам нужно, а СУБД сама решит, как лучше всего выполнить ваш запрос. Язык SQL не обладает функциями полноценного языка разработки, а ориентирован на доступ к данным, поэтому его включают в состав средств разработки программ. В этом случае его называют встроенным. В специализированных системах разработки приложений типа клиент-сервер среда программирования, кроме того, обычно дополнена коммуникационными средствами (установление и разъединение соединений с серверами баз данных, обнаружение и обработка возникающих в сети ошибок), средствами разработки пользовательских интерфейсов, средствами проектирования и отладки.

Различают два основных метода использования встроенного SQL: статический и динамический.

При статическом использовании языка в тексте программы имеются вызовы функций языка SQL, которые жестко включаются в выполняемый модуль после компиляции. Изменения в вызываемых функциях могут быть на уровне отдельных параметров вызовов с помощью переменных языка программирования.

При динамическом использовании языка предполагается динамическое построение вызовов SQL-функций и интерпретация этих вызовов, например, обращение к данным удаленной базы, в ходе выполнения программы. Динамический метод обычно применяется в случаях, когда в приложении заранее неизвестен вид SQL-вызова, и он стремится в диалоге с пользователем. Основным назначением языка SQL является подготовка и выполнение запросов.

По возможностям манипулирования данными при описании запросов указанные языки практически эквивалентны. Главное отличие между ними, заключается в способе формирования запросов: язык QBE предполагает ручное или визуальное формирование запроса, в то время как использование SQL означает программирование запроса.

2. РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЙ АРХИТЕКТУРЫ КЛИЕНТ-СЕРВЕР ПРИ ПОМОЩИ SQL

SQL - это язык манипулирования данными, который работает в одно- или многопользовательской системе. Особенно хорошо SQL работает в системе клиент-сервер. В такой системе пользователи работают на множестве клиентских машин, соединенных с серверным компьютером. В прикладной программе (DB LIB), работающей на клиентском компьютере, создаются команды SQL. Та часть системы СУБД, которая находится на клиентском компьютере, передает эти команды на сервер по каналу связи, соединяющему сервер с клиентом. А та часть СУБД, которая находится на сервере, интерпретирует и выполняет полученную команду SQL, а затем по каналу связи отправляет результаты назад к клиенту. В виде SQL можно закодировать сложные операции, а затем на сервере декодировать их и выполнить. Такого рода система позволяет эффективнее использовать пропускную способность канала связи.

Архитектура клиент-сервер, дополняя характеристики SQL, дает возможность в малых, средних и больших сетях получать хорошую производительность при умеренных расходах.

2.1 Обеспечение безопасности

Система безопасности SQL условно делится на два уровня: сервера и базы данных. На уровне сервера определяется возможность доступа пользователей к серверу. На уровне базы данных для пользователей, получивших доступ к серверу, устанавливаются права доступа к объектам базы данных.

На сервере система защиты SQL может быть реализована в двух режимах: стандартном - комбинацией средств защиты и интегрированном -использованием только средств защиты.

В стандартном режиме защиты контроль и управление учетными записями, используемыми для доступа к серверу, осуществляет SQL. Кроме того, SQL самостоятельно выполняет проверку подлинности пользователя с помощью пароля (т.е. аутентификация), хранит данные о правах доступа, именах и паролях. Стандартный режим используется наиболее часто. Его рекомендуется применять в случаях, когда в сети не используются средства Windows NT/2k для аутентификации пользователей и при использовании подключения к серверу с помощью различных протоколов.

В интегрированном режиме защиты контроль над устанавливаемыми пользователями соединениями осуществляет операционная система Windows NT/2k. Достоинствами интегрированного режима защиты является то, что после регистрации пользователя в домене (т.е. ввода своего имени и пароля) он сразу получает соответствующие права доступа ко всем ресурсам домена Windows NT/2k, в том числе и к данным SQL, а также использование передачи по сети. Такой метод автоматического предоставления доступа называется установлением доверительного соединения. Считается, что режим является более защищенным по сравнению с предыдущим, так как аутентификация средствами Windows NT/2k является гораздо более защищенной, чем аутентификация SQL.

2.2 Язык SQL

Все языки манипулирования данными (ЯМД), созданные до появления реляционных баз данных и разработанные для многих СУБД персональных компьютеров, были ориентированы на операции с данными, представленными в виде логических записей файлов. Это требовало от пользователей детального знания организации хранения данных и достаточных усилий для указания не только того, какие данные нужны, но и того, где они размещены и как шаг за шагом получить их.

SQL же (Structured Query Language - структурированный язык запросов) ориентирован на операции с данными, представленными в виде логически взаимосвязанных совокупностей таблиц. Особенность предложений этого языка состоит в том, что они ориентированы в большей степени на конечный результат обработки данных, чем на процедуру этой обработки. SQL сам определяет, где находятся данные, какие индексы и даже наиболее эффективные последовательности операций следует использовать для их получения: не надо указывать эти детали в запросе к базе данных.

Для иллюстрации различий между ЯМД рассматривается следующая ситуация. Пусть, например, вы собираетесь посмотреть кинофильм и хотите воспользоваться для поездки в кинотеатр услугами такси. Одному шоферу такси достаточно сказать название фильма - и он сам найдет вам кинотеатр, в котором показывают нужный фильм. (Подобным же образом, самостоятельно, отыскивает запрошенные данные SQL.)

Для другого шофера такси вам, возможно, потребуется самому узнать, где демонстрируется нужный фильм и назвать кинотеатр. Тогда водитель должен найти адрес этого кинотеатра. Может случиться и так, что вам придется самому узнать адрес кинотеатра и предложить водителю проехать к нему по таким-то и таким-то улицам. В самом худшем случае вам, может быть, даже придется по дороге давать указания: "Повернуть налево... проехать пять кварталов... повернуть направо...". (Аналогично больший или меньший уровень детализации запроса приходится создавать пользователю в разных СУБД, не имеющих языка SQL.)

Разработка, в основном, шла в отделениях фирмы IBM (языки ISBL, SQL, QBE) и университетах США (PIQUE, QUEL). Последний создавался для СУБД INGRES (Interactive Graphics and Retrieval System), которая была разработана в начале 70-х годов в Университете шт. Калифорния и сегодня входит в пятерку лучших профессиональных СУБД. Сегодня из всех этих языков полностью сохранились и развиваются QBE (Query-By-Example - запрос по образцу) и SQL, а из остальных взяты в расширение внутренних языков СУБД только наиболее интересные конструкции.

В начале 80-х годов SQL "победил" другие языки запросов и стал фактическим стандартом таких языков для профессиональных реляционных СУБД. В 1987 году он стал международным стандартом языка баз данных и начал внедряться во все распространенные СУБД персональных компьютеров. Почему же это произошло?

Непрерывный рост быстродействия, а также снижение энергопотребления, размеров и стоимости компьютеров привели к резкому расширению возможных рынков их сбыта, круга пользователей, разнообразия типов и цен. Естественно, что расширился спрос на разнообразное программное обеспечение.

Борясь за покупателя, фирмы, производящие программное обеспечение, стали выпускать на рынок все более и более интеллектуальные и, следовательно, объемные программные комплексы. Приобретая (желая приобрести) такие комплексы, многие организации и отдельные пользователи часто не могли разместить их на собственных ЭВМ, однако не хотели, и отказываться от нового сервиса. Для обмена информацией и ее обобществления были созданы сети ЭВМ, где обобществляемые программы и данные стали размещать на специальных обслуживающих устройствах - файловых серверах.

СУБД, работающие с файловыми серверами, позволяют множеству пользователей разных ЭВМ (иногда расположенных достаточно далеко друг от друга) получать доступ к одним и тем же базам данных. При этом упрощается разработка различных автоматизированных систем управления организациями, учебных комплексов, информационных и других систем, где множество сотрудников (учащихся) должны использовать общие данные и обмениваться создаваемыми в процессе работы (обучения). Однако при такой идеологии вся обработка запросов из программ или с терминалов пользовательских ЭВМ выполняется на этих же ЭВМ. Поэтому для реализации даже простого запроса ЭВМ часто должна считывать из файлового сервера и (или) записывать на сервер целые файлы, что ведет к конфликтным ситуациям и перегрузке сети.

Для исключения указанных и некоторых других недостатков была предложена технология "Клиент-Сервер", по которой запросы пользовательских ЭВМ (Клиент) обрабатываются на специальных серверах баз данных (Сервер), а на ЭВМ возвращаются лишь результаты обработки запроса. При этом, естественно, нужен единый язык общения с Сервером и в качестве такого языка выбран SQL. Поэтому все современные версии профессиональных реляционных СУБД (DB2, Oracle, Ingres, Informix, Sybase, Progress, Rdb) и даже нереляционных СУБД (например, Adabas) используют технологию "Клиент-Сервер" и язык SQL. К тому же приходят разработчики СУБД персональных ЭВМ, многие из которых уже сегодня снабжены языком SQL.