Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. - Базы данных. Учебник для высших учебных заведений (6-е изд.) - 2009, страница 3

1.1). В таких ИС по запросам пользователей файлы базы данныхпередаются на персональные компьютеры (ПК), где и производится их обработка. Недостатком такого варианта архитектуры является высокая интенсивность передачи обрабатываемых данных. Причем зачастую передаются избыточные данные: вне зависимости от того сколько записей из базы данныхтребуется пользователю, файлы базы данных передаются целиком.Структура распределенной ИС, построенной по архитектуре клиент-серверс использованием сервера баз данных, показана на рис. 1.2. При такой архитектуре сервер базы данных обеспечивает выполнение основного объема обработки данных.

Формируемые пользователем или приложением запросы поступа-1. Введениев базыданных13Рис. 1.1. Структура ИС с файл-серверомРис. 1.2. Структура ИС с сервером баз данныхют к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер базы данных выполняет поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных.Основные варианты построения распределенных БД по архитектуре клиент-сервер рассматриваются в разделе 4.Для создания и управления персональными БД и приложений, работающих с ними, используются СУБД, такие как Access и Visual FoxPro фирмыMicrosoft, Paradox фирмы Borland.14Часть 1.

ОсновыпостроениябазданныхКорпоративная БД создается, поддерживается и функционирует под управлением сервера БД, например Microsoft SQL Server или Oracle Server.В зависимости от размеров организации и особенностей решаемых задач информационная система может иметь одну из следующих конфигураций:• компьютер-сервер, содержащий корпоративную и персональные базы;• компьютер-сервер и персональные компьютеры с ПБД;• несколько компьютеров-серверов и персональных компьютеров с ПБД.Использование архитектуры клиент-сервер дает возможность постепенного наращивания информационной системы предприятия, во-первых, помере развития предприятия; во-вторых, по мере развития самой информационной системы.Разделение общей БД на корпоративную БД и персональные БД позволяет уменьшить сложность проектирования БД по сравнению с централизованным вариантом, а значит, снизить вероятность ошибок при проектированиии стоимость проектирования.Важнейшим достоинством применения БД в информационных системахявляется обеспечение независимости данных от прикладных программ.

Этодает возможность пользователям не заниматься проблемами представленияданных на физическом уровне: размещения данных в памяти, методов доступа к ним и т. д.Такая независимость достигается поддерживаемым СУБД многоуровневым представлением данных в БД на логическом (пользовательском) и физическом уровнях.

Благодаря СУБД и наличию логического уровня представления данных обеспечивается отделение концептуальной (понятийной)модели БД от ее физического представления в памяти ЭВМ.1.3. Системы управления базами данныхВ этом подразделе приводится классификация С У Б Д и рассматриваютсяосновные их функции. В качестве основных классификационных признаковможно использовать следующие: вид программы, характер использования, модель данных.

Названные признаки существенно влияют на целевой выборСУБД и эффективность использования разрабатываемой информационнойсистемы.Классификация СУБД. В общем случае под СУБД можно понимать любой программный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения ииспользования БД. Рассмотрим, какие из имеющихся на рынке программ имеют отношение к БД и в какой мере они связаны с базами данных.К СУБД относятся следующие основные виды программ:• полнофункциональные СУБД;• серверы БД;1. Введениев базыданных15• клиенты БД;• средства разработки программ работы с БД.ПолнофункциональныеСУБД (Г1ФСУБД) представляют собой традиционные СУБД, которые сначала появились для больших машин, затем длямини-машин и для ПЭВМ.

Из числа всех С У Б Д современные П Ф С У Б Дявляются наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям.К П Ф С У Б Д относятся, например, такие пакеты, как Clarion DatabaseDeveloper, DataEase, DataFlex, dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxProи Paradox R:BASE.Обычно ПФСУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощьюкоманд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицироватьструктуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т. п.

Для создания запросов и отчетов не обязательнопрограммирование, а удобно пользоваться языком QBE (Query By Example —формулировки запросов по образцу, см. подраздел 3.8). Многие ПФСУБД включают средства программирования для профессиональных разработчиков.Некоторые системы имеют в качестве вспомогательных и дополнительныесредства проектирования схем БД или CASE-подсистемы. Для обеспечениядоступа к другим БД или к данным SQL-серверов полнофункциональныеСУБД имеют факультативные модули.Серверы БД предназначены для организации центров обработки данныхв сетях ЭВМ. Эта группа БД в настоящее время менее многочисленна, но ихколичество постепенно растет.

Серверы БД реализуют функции управлениябазами данных, запрашиваемые другими (клиентскими) программами обычно с помощью операторов SQL.Примерами серверов БД являются следующие программы: NetWare SQL(Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server(Gupta), Intelligent Database (Ingress).В роли клиентских программ для серверов БД в общем случае могут использоваться различные программы: ПФСУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и т.

д. При этом элементыпары «клиент — сервер» могут принадлежать одному или разным производителям программного обеспечения.В случае, когда клиентская и серверная части выполнены одной фирмой,естественно ожидать, что распределение функций между ними выполнено рационально. В остальных случаях обычно преследуется цель обеспечения доступа к данным «любой ценой». Примером такого соединения является случай, когда одна из полнофункциональных СУБД играет роль сервера, а втораяСУБД (другого производителя) — роль клиента.

Так, для сервера БД SQLServer (Microsoft) в роли клиентских (фронтальных) программ могут выступать многие СУБД, такие как dBASE IV, Blyth Software, Paradox, DataEase,Focus, 1-2-3, MDBS III, Revelation и другие.16Часть 1. Основы построениябазданныхСредства разработки программ работы с БД могут использоваться длясоздания разновидностей следующих программ:• клиентских программ;• серверов БД и их отдельных компонентов;• пользовательских приложений.Программы первого и второго вида довольно малочисленны, так как предназначены, главным образом, для системных программистов. Пакетов третьеговида гораздо больше, но меньше, чем полнофункциональных СУБД.К средствам разработки пользовательских приложений относятся системы программирования, например Clipper, разнообразные библиотеки программ для различных языков программирования, а также пакеты автоматизации разработок (в том числе систем типа клиент-сервер).

В числе наиболеераспространенных можно назвать следующие инструментальные системы:Delphi и Power Builder (Borland), Visual Studio (Microsoft), SILVERRUN( C o m p u t e r Advisers Inc.), S - D e s i g n o r ( S D P и P o w e r s o f t ) и E R w i n(LogicWorks).Если говорить о конкретных системах программирования (для языков С++,С#, Visual Basic, Java и др.), то все они содержат некоторые средства доступак наиболее широко используемым БД.Кроме перечисленных средств, для управления данными и организацииобслуживания БД используются различные дополнительные средства, к примеру мониторы транзакций (см. подраздел 4.2).По характеру использования СУБД делят на персональные и многопользовательские.Персональные СУБД обычно обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений, работающих с ними.

ПерсональныеСУБД или разработанные с их помощью приложения зачастую могут выступать в роли клиентской части многопользовательской СУБД. К персональнымСУБД, например, относятся Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Access и др.МногопользовательскиеСУБД включают в себя сервер БД и клиентскуючасть и, как правило, могут работать в неоднородной вычислительной среде(с разными типами ЭВМ и операционными системами).

К многопользовательским С У Б Д относятся, например, С У Б Д Oracle и Informix.В зависимости от способа хранения и обработки БД (централизованногоили децентрализованного) СУБД можно разделить на два класса: централизованные (или обычные) СУБД и децентрализованные (или распределенные)СУБД. В обычных СУБД данные хранятся в том же месте, где и программыих управления. В распределенных СУБД как программное обеспечение, таки данные распределены по узлам сети. Распределенные СУБД могут бытьоднородными или неоднородными. Неоднородность СУБД может проявлятсяв отличии поддерживаемых моделй данных, типов данных, языков запросов,фирм-разработчиков и т. д.1.

Введениев базыданных17Одной из разновидностей распределенных СУБД являются мультибазовыесистемы, в которых управление каждым из узлов осуществляется автономно.В мульгибазовых СУБД производится такая интеграция локальных систем,при которой не требуется изменение существующих СУБД и в то же времяконечным пользователям предоставляется доступ к совместно используемымданным. Пользователи локальных СУБД получают возможность управлятьданными собственных узлов без централизованного контроля, который присутствует в обычных распределенных СУБД. Примером мультибазовой СУБДявляется система UniSQL компании Cincom Corporation.В зависимости от возможности распараллеливания процесса обработкиданных выделяют СУБД с последовательной и параллельной обработкой (параллельные СУБД). Параллельные СУБД функционируют в многопроцессорной вычислительной системе (как правило, со множеством устройств хранения данных) или в сети компьютеров.По используемой модели данных СУБД (как и БД), разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и другие типы.

Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных.С точки зрения пользователя, СУБД реализует функции хранения, изменения (пополнения, редактирования и удаления) и обработки информации,а также разработки и получения различных выходных документов.Для работы с хранящейся в базе данных информацией СУБД предоставляет программам и пользователям следующие два типа языков:• язык описания данных — высокоуровневый непроцедурный язык декларативного типа, предназначенный для описания логической структурыданных;• язык манипулирования данными — совокупность конструкций, обеспечивающих выполнение основных операций по работе с данными: ввод,модификацию и выборку данных по запросам.Названные языки в различных СУБД могут иметь отличия. Наибольшеераспространение получили два стандартизованных языка: QBE (Query ByExample) — язык запросов по образцу и SQL (Structured Query Language) —структурированный язык запросов.

QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными, SQL сочетает в себе свойства языков обоихтипов — описания и манипулирования данными.Перечисленные выше функции СУБД, в свою очередь, используют следующие основные функции более низкого уровня, которые назовем низкоуровневыми:• управление данными во внешней памяти;• управление буферами оперативной памяти;• управление транзакциями;• ведение журнала изменений в БД;• обеспечение целостности и безопасности БД.|18Часть 1. ОсновыпостроениябазданныхДадим краткую характеристику необходимости и особенностям реализации перечисленных функций в современных СУБД.Реализация функции управления данными во внешней памяти в разныхсистемах может различаться и на уровне управления ресурсами (используяфайловые системы О С или непосредственное управление устройствамиПЭВМ), и по логике самих алгоритмов управления данными.