Реферат обзор современных субд. Современные субд и их применение
Тема: Современные системы управления базами данных
Куринов Сергей Борисович
Москва, 1997
1. Введение. 3
2. Краткая характеристика программного обеспечения, используемого при
создании СУБД. 4
3. Принципы организации данных, лежащие в основе современных СУБД. 6
4. Современные технологии, используемые в работе с данными. 8
5. Список литературы 11
Введение.
Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией
являются системы обработкиинформации, от которых во многом зависит эффективность
работы любого предприятия ли учреждения. Такая система должна:
обеспечивать получение общих и/или детализированных отчетов по итогам работы;
позволять легко определять тенденции изменения важнейших показателей;
обеспечивать получение информации, критической по времени, без существенных
задержек;
выполнять точный и полный анализ данных.
Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда
позволяет более полно использовать возможностиперсональной ЭВМ, нежели среда
DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только
широкийпереход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в
меньше степени заботиться ораспределении ресурсов, но также сделал программное
обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам
Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно
отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox,
Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft
SQL Server и Oracle, используемые в приложениях,построенных по технологии
«клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог,
выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную областьприменения и
возможности, любое приложение способно работать со многими форматами
представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаряналичию
большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи,
позволяющие использовать возможности других приложений, например,
текстовыхпроцессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии
языков высокого уровня (чаще – диалекты SQL и/или VBA)и средства визуального
программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет
существенного значения на каком языке и на основе какогопакета написано
конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того,
стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от
английского Rapid Application Development), основанная нашироко декларируемом в
литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования
различных прикладных программ и технологий дляразработки более гибких и мощных
систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще
упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые
позволяют быстросоздавать необходимые компоненты приложений, критичные по
скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами
«классических» СУБД.Современный подход к управлению базами данных подразумевает
также широкое использование технологии «клиент-сервер».
Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо
конкретного пакета, а взависимости от поставленной задачи может использовать
самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление
развития СУБД и другихсредств разработки приложений в настоящее время.
Краткая характеристика программного обеспечения,
используемого при создании СУБД.
Рассмотрим более подробно программные продукты компании Microsoft, а именно
Visual FoxPro3.0, Visual Basic 4.0, Visual С++, Access 7.0, SQL Server 6.5.
Наиболее интересной чертой этих пакетов являются их большие возможности
интеграции,совместной работы и использования данных, так как данные пакеты
являются продуктами одного производителя, а также используют сходные технологии
обменаданными.
Visual FoxPro отличается высокой скоростью, имеет встроенный
объектно-ориентированный язык программирования сиспользованием xBase и SQL,
диалекты которых встроены во многие СУБД. Имеет высокий уровень объектной
модели. При использованиив вычислительных сетях обеспечивает как монопольный,
так и раздельный доступ пользователей к данным. Применяется для приложений
масштаба предприятия дляработы на различных платформах: Windows 3.x, Windows 95,
Macintosh... Минимальные ресурсы ПК: дляVisualFoxPro версии 3.0 – процессор
468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти8 (12) Мб, занимаемый объем
на ЖМД 15-80 Мб, а для Visual FoxPro версии 5.0 (выпущена в 1997 году) – Windows
95или NT, 486 с тактовой частотой 50 МГц, 10 Мб ОЗУ, от 15 до 240 Мб на ЖМД.
Access входит в состав самого популярного пакета Microsoft Office. Основные
преимущества: знаком многим конечным пользователям и обладает
высокойустойчивостью данных, прост в освоении, может использоваться
непрофессиональным программистом, позволяет готовить отчеты из баз данных
различных форматов.Предназначен для создания отчетов произвольной формы на
основании различных данных и разработки некоммерческих приложений. Минимальные
ресурсы ПК:процессор 468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 12
(16) Мб, занимаемый объем на ЖМД 10-40 Мб.
Visual Basic – это универсальный объектно-ориентированный язык программирования,
диалекты которого встроены в Access, Visual FoxPro.
Преимущества:универсальность, возможность создания компонентов OLE, невысокие
требования к аппаратным ресурсам ЭВМ. Применяется для создания приложений
средней мощности, несвязанных с большой интенсивностью обработки данных,
разработки компонентов OLE, интеграция компонентов Microsoft Office. Минимальные
ресурсыПК: процессор 368DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 6 (16)
Мб, занимаемый объем на ЖМД 8-36 Мб.
Visual C++ – наиболее мощный объектно-ориентированный язык программирования,
обладает неограниченнойфункциональностью. Предназначен для создания компонентов
приложений для выполнения операций, критичных по скорости.
SQL Server – сервер баз данных, реализует подход «клиент-сервер» и
взаимодействует с указаннымипакетами. Главные достоинства: высоая степень защиты
данных, мощные средства для обработки данных, высокая производительность.
Область применения: хранениебольших объемов данных, хранение высокоценных данных
или данных, требующих соблюдения режима секретности. Минимальные ресурсы ПК:
процессор 468DX-33МГц, Windows NT, объем оперативной памяти16 (32) Мб,
занимаемый объем на ЖМД 80 Мб.
Указанные программные продукты имеют возможности визуального проектирования
интерфейса пользователя,то есть разработчик из готовых фрагментов создает
элементы интерфейса, программирует только их изменения в ответ на какие-либо
Принципы организации данных,
лежащие в основе современных СУБД.
Современные СУБД являются объектно-ориентированными и реляционными. Основной
единицей является объект,имеющий свойства, и связи между объектами. СУБД
используют несколько моделей данных: иерархическую и сетевую (с 60-х годов) и
реляционную (с 70-х). Основноеразличие данных моделей в представлении
взаимосвязей между объектами.
Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один
тип объектаявляется главным, все нижележащие – подчиненными. Устанавливается
связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует
несколькоподчиненных типов объектов. Иначе, главный тип именуется исходным
типом, а подчиненные – порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою
очередьподчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов)
называют корневым.
Сетевая модель данных строится по принципу «главный и подчиненный тип
одновременно», то есть любой тип данныходновременно может одновременно порождать
несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для
нескольких главных (быть членомнабора).
Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляются в виде
таблиц, при этом связи тоже рассматриваютсякак объекты. Все строки, составляющие
таблицу в реляционной базе данных должны иметь первичный ключ. Все современные
средства СУБД поддерживаютреляционную модель данных.
Объект (Сущность) – элемент какой-либо системы, информация о котором
сохраняется. Объект может бытькак реальным (например, человек), так и
абстрактным (например, событие – поступление человека в стационар).
Атрибут – информационное отображение свойств объекта. Каждый объект
характеризуетсянабором атрибутов.
Таблица – упорядоченная структура, состоящая из конечного набора однотипных
Первичный ключ – атрибут (или группа атрибутов), позволяющий однозначным образом
определить каждуюстроку в таблице.
Напротив, альтернативный ключ – атрибут (или группа атрибутов), не совпадающая с
позволяющийпервичным ключом и однозначным образом определяющий каждую строку в
Современные технологии, используемые в работе с данными.
Технология «Клиент-сервер» – технология, разделяющая приложение- СУБД на две
части: клиентскую (интерактивныйграфический интерфейс, расположенный на
компьютере пользователя) и сервер, собственно осуществляющий управление данными,
разделение информации,администрирование и безопасность, находящийся на
выделенном компьютере. Взаимодействие «клиент-сервер» осуществляется следующим
образом: клиентскаячасть приложения формирует запрос к серверу баз данных, на
котором выполняются все команды, а результат исполнения запроса отправляется
Microsoft Access – это интерактивная реляционная СУБД (relational database management system – RDBMS) для WINDOWS. Это программа, которую вы можете использовать для хранения и извлечения данных в зависимости от отношений, которые вы установили. Работа с ней упрощена посредством манипулятора мыши. Графические возможности оболочки производят большое впечатление при изготовлении высококачественных отчетов и распечаток. Все это благодаря поддержки True-type шрифтов и встраивания OLE-объектов (Object Linking and Embeding) в рамках среды WINDOWS. OLE – объект представляет собой ссылку на определенную информацию, которая остается в своей первоначальной форме. OLE-объектом может быть EXCEL –таблица, Paintbrush – иллюстрация или Sound –файл.
Новинкой программы Access является Cue Cards – Система суфлирования. Это обучающая система, предоставляющая пользователю рекомендации по выходу из реальных ситуаций при решении прикладных задач. При знании английского языка пользователь всегда сможет получить подсказку о том, что следует делать далее.
Access также предоставляет в распоряжение пользователя механизмы работы с базами данных различных форматов. К примеру, можно прямо обращаться к базам данных dBASE, Paradox или Btrieve без конвертирования их в формат, используемый Access. В состав пакета Access также входит язык Access Basic (встроенный диалект языка Visual Basic), дающий возможность формирования специализированных систем управления базами данных.
Теперь перейдем к более подробному рассмотрению системы Access. Основными понятиями или объектами этой системы являются: таблицы, запросы, формуляры, отчеты, макросы и модули. И, конечно же, главным понятием будет база данных (database).
Для создания базы данных необходимо выполнить следующие шаги:
Активизируйте окно Microsoft Access и выберите в меню File директиву New Database (или щелкните кнопкой New Database в строке пиктограмм). Microsoft Access высвечивает диалоговое окно New Database и автоматически дает имя вашей базе данных, которое вы можете заменить.
В строке File Name, напечатайте ваш вариант имени базы данных. Оно может содержать до 8 символов без пробелов. Microsoft Access автоматически добавляет расширение. MDB к имени вашей базы данных, если Вы этого не сделали.
Если вы хотите хранить базу данных в определенном месте, выберите соответствующую директорию в списке директорий Directories list.
Нажмите на кнопку OK.
Microsoft Access создает пустой файл базы данных и открывает окно базы данных Database window.
Базу данных можно наполнить объектами различного рода и выполнять операции с ними. Но с базой данных можно выполнять операции как с неделимым образованием. Все операции такого рода – операции управления базой данных – сосредоточены в меню File прикладного окна Access или в окне базы данных.
При открытии базы данных можно ограничить возможные операции с базой данных только чтением и ограничить круг пользователей, имеющих доступ к базе данных только собственной персоной. Если необходимо только просмотреть базу данных и содержащиеся в ней объекты, но не изменять их, то при открытии базы данных необходимо активизировать контрольный индикатор Read Only. Если необходимо предотвратить изменения данных и объектов данной базы данных со стороны других пользователей, то при открытии базы данных необходимо установить опцию Exlusive.
Если пользователь закончил работу с базой данных, то ее следует закрыть при помощи директивы Close Database в меню File, с помощью двойного щелчка мышью на кнопке вызова управляющего меню окна базы данных или нажатием клавиш (Ctrl + F4).
Таблицы.
Следующим шагом в построении базы данных будет ее заполнение, т. е. создание объектов и присвоение последним необходимых свойств. Какого бы типа ни были ваши данные, вам придется хранить их в одной или нескольких таблицах.
Таблицы являются основной формой представления информации, содержащейся в базе данных. Без таблицы нельзя спроектировать формуляр, на базе таблиц составляются запросы и отчеты.
Каждому полю, включаемому в запись, приписывается тип данных, определяющий вид информации, которая будет храниться в данном поле. Тип данных вносится в колонку Data Type, причем его можно выбрать из списка доступных типов.
В готовую спецификацию можно вносить изменения. Но при этом следует постараться внести все исправления в спецификацию до начала заполнения базы данных, т. к. попытка изменить параметры полей, заполненной базы может повлечь за собой потерю или искажение данных.
В Access-таблицы можно встроить объекты из других поддерживающих интерфейс OLE прикладных программ и связать эти объекты с их родительскими программами.
При встраивании объекта Access сохраняет объект в таблице. Двойным щелчком мышью на объекте запускается прикладная программа, с помощью которой он был изготовлен – в ней можно произвести изменения в объекте. После завершения работы с родительской программой объект в измененной форме будет сохранен в таблице.
Таблицы, находящиеся в базе данных, созданной другой программой, можно импортировать в Access, также можно и экспортировать Access-таблицы, сохраняя их в форматах, понятных другим прикладным программам управления базами данных. Но прежде чем непосредственно приступить к импорту или экспорту, необходимо совершить соответствующие установки импорта или экспорта.
Запросы.
Запросы служат для селекции и фильтрации набора данных. Они позволяют выбрать из базы только необходимую информацию, т. е. ту, которая соответствует определенному критерию(условию) и нужна для решения конкретной задачи. Например, вам может понадобиться информация о поставщиках и поставляемых ими товарах. Вы можете создать запрос типа "Какие товары поставляют московские поставщики" или "Кто из петербургских поставщиков сигарет продал за последний квартал наибольшую партию". Результат обработки программой Access такого запроса представляет собой таблицу называемую Dynaset. В эту таблицу включены выбранные из основной таблицы(или нескольких таблиц) блоки данных, которые удовлетворяют критериям запроса. Dynaset – динамический, временный набор данных, поэтому при каждом выполнении запроса он строится вновь на основе "свежих" табличных данных.
Выделяют два типа запросов:
QBE-запросы (Query by Example –Запрос по образцу). Пользователь дает им определения, специфицируя отдельные параметры в окне проектирования с использованием подсказок(образцов).
SQL - запросы (Structured Query Language – Структурированный язык запросов). Пользователь формулирует их с использованием инструкций и функций, выстраивая описание. QBE-запрос Access легко транслирует в соответствующий SQL-запрос. Обратная операция тоже не составляет труда. Вообще для Access безразлично, с каким типом запроса работает пользователь.
Запросы можно создавать с помощью Конструктора запросов, а также без помощи Конструктора запросов. Однако первый способ ускоряет проектирование нескольких специальных типов запросов.
Критерии отбора – это инструкции, посредством которых пользователь сообщает Access, какие блоки данных должны отбираться по запросу и индицироваться в Dynaset. Критерии могут задаваться для одного или нескольких полей запроса.
Пользователь может воспользоваться запросом для проведения вычислений с блоками данных. Он может задать в каждом поле некоторую функцию, обрабатывающую содержимое этого поля. Результат обработки выдается в Dynaset. Функция обработки задается в строке Total, которая появляется после нажатия в пиктографическом меню кнопки с греческой литерой "сигма". Саму функцию можно выбрать в этой строке, развернув список возможных значений.
После того как запрос спроектирован, его можно выполнить, щелкнув мышью в строке пиктограмм на кнопке с восклицательным знаком или вызывая в меню Query директиву Run. Access индицирует отобранные по запросу в Dynaset блоки в виде таблицы.
С помощью структурированного языка запросов SQL в рамках Access пользователь может сформулировать сколь угодно сложные по структуре критериев и вычислений запросы. Этот же язык позволяет управлять обработкой запросов. SQL-запрос представляет собой последовательность инструкций, в которую могут включаться выражения и вызовы агрегатных функций.
Если пользователь хочет иметь разработанный проект запроса в своем распоряжении и во время следующих сеансов работы, то он должен его сохранить с помощью директивы Save в меню File. Если проект сохраняется впервые, то после обращения к этой директиве появится диалоговое окно Save As. В нем следует назначить запросу имя, под которым он будет сохранен и включен в список запросов в окне банка данных. Имя запроса не должно совпадать с именем таблицы.
Если данный запрос уже был однажды сохранен и пользователь выбрал директиву Save, то старая версия будет заменена новым, измененным проектом запроса. Если изменения не должны испортить предыдущую версию, а должны быть сохранены в другом запросе, то следует вызвать директиву Save As и назначить сохраняемому проекту новое имя. Для сохранения табличного представления запроса следует выбрать директиву Save Query в меню File. Эта директива сохраняет изменения в проекте имеющегося запроса и заменяет предыдущую версию запроса на активную версию. Для того чтобы сохранить запрос впервые или создать копию активного запроса, Dynaset которого виден на экране, следует выбрать директиву Save Query As.
Наряду с запросами выбора, с помощью Access можно реализовать также запросы действий, параметрические запросы и запросы кросс-таблиц.
Формуляры.
Просмотр базы данных в виде таблицы в режиме заполнения дает пользователю возможность оценить базу как единое целое, сравнить записи и т.п. Часто, однако, возникает необходимость работы с отдельными записями базы. В этом случае присутствие на экране других записей (как это имеет место в режиме заполнения) только мешает и отвлекает. Работа с отдельными записями посредством формуляров позволяет сосредоточиться только на относящейся к делу информации.
Формуляр представляет собой бланк, подлежащий заполнению, или маску, накладываемую на набор данных. Бланк-формуляр позволяет упростить процесс заполнения базы данных, благодаря чему появляется возможность поручить ввод информации персоналу невысокой квалификации. Маска-формуляр позволяет ограничить объем информации, доступной пользователю, обращающемуся к базе.
Внешний вид, структура и режимы работы отдельных управляющих элементов и формуляров определяются значениями характеристик этих объектов. Характеристики объектов доступны пользователю через окно характеристик. Для установки или изменения характеристик элемента его надлежит маркировать и из меню View вызвать директиву Properties.
Для индикации инструментального окна установите в меню View опцию Toolbox. Каждый инструмент, а точнее, создаваемый с его помощью элемент управления/оформления, располагает собственным окном характеристик, и в нем в виде списка представлены стандартные установки для соответствующего управляющего элемента.
Включаемые в формуляр поля можно выбрать из списка полей, который будет виден на экране после обращения к директиве Field List в менюView.
При проектировании формуляра в него можно вставить управляющие элементы. Каждый управляющий элемент может быть связан с некоторым объектом в таблице, на которой базируется форма.
Отчеты.
Отчет – это информация, которую вы оформили в соответствии с Вашими спецификациями. Отчет позволяет извлекать и представлять данные как значимую информацию, которую вы можете использовать и распространять. Примерами отчетов могут служить почтовые адреса, накладные, суммы продаж или списки телефонов. С помощью Microsoft Access вы можете спроектировать отчет который представит информацию в том виде, в котором Вы пожелаете. Вы можете использовать множество различных элементов проектирования, таких как текст, данные, рисунки, линии, поля и графики для создания вашего отчета. От вас зависит, как и какие элементы использовать для построения отчета.
Microsoft Access обеспечивает несколько способов получения информации из вашей базы данных - используя запрос, формуляр или отчет. Вы можете выбрать тот метод, который наиболее подходит к решению вашей задачи.
Отчеты также являются эффективным средством для распечатки информации регулярного использования. Вы можете создать проект отчета и сохранить его для дальнейшего использования. Проект отчета останется неизменным, но каждый раз вы будете получать распечатку текущих данных.
Перед тем как создать отчет, подумайте о том откуда ваш отчет будет извлекать данные. Если все данные из одной таблицы, то ваш отчет будет основываться на этой таблице. Если же вам необходимы данные более чем из одной таблицы, то ваш отчет должен основываться на запросе.
Вы можете создавать отчеты как при помощи, так и без помощи Конструктора Отчетов. Конструктор намного ускорит процесс создания отчета, так как он сделает за Вас основную работу.
В прототип отчета в процессе проектирования можно встроить управляющие элементы. Управляющие элементы, встроенные в прототип отчета, могут использоваться для оформления заголовков, надписей и иллюстраций.
Для встраивания управляющих элементов в отчет на экране должно присутствовать инструментальное меню Toolbox (опция View/Toolbox). В инструментальном меню выбирается кнопка создаваемого управляющего элемента. После этого следует выполнить мышью щелчок в той позиции прототипа отчета, где надлежит разместить данный управляющий элемент. Access размещает выбранный элемент, приписывая ему по умолчанию стандартные значения характеристик (размер, цвет и т.п.).
Для изменения стандартных значений характеристик управляющего элемента можно обратиться к окну характеристик, предварительно маркировав настраиваемый элемент.
Зависимый управляющий элемент в отчете связан с полем в соответствующей таблице. С помощью зависимого управляющего элемента можно ввести данные в поле или индицировать и актуализировать их в отчете.
Связывание управляющего элемента можно выполнить одним из двух способов:
Если пользователь хочет, чтобы Access автоматически создала управляющий элемент, связанный с базовой для данного отчета таблицей, то следует воспользоваться списком полей таблицы. Он виден на экране, если установлена опция View/Field List. Управляющий элемент, изготовленный с помощью списка полей, имеет те же значения характеристик, что и поле таблицы, с которым он связан. Для выполнения связывания следует отбуксировать выбранное поле или поля из списка в отчет. Там надлежит поместить курсор мыши в позицию, где должен находиться левый верхний угол управляющего элемента (но не поля названного данного управляющего элемента), и затем отпустить кнопку мыши. Access создает для каждого поля, выбранного в списке полей, связанный управляющий элемент (текстовое поле).
Если задним числом необходимо связать с полем уже имеющийся, несвязанный управляющий элемент, то это можно выполнить с помощью окна характеристик. В этом окне после маркирования управляющего элемента в прототипе отчета перечислены характеристики этого элемента. При занесении имени связываемого поля в это окно в качестве значения характеристики ControlSource выполняется связывание.
Сохраняя только его проект, структуру отчета, без данных.
В меню File выберите директиву Save.
Если отчет не был назван, напечатайте имя в строке Report Name.
Нажмите OK.
Сохраняя результат, полный отчет - проект вместе с данными – в файле, который вы сможете использовать в других поддерживаемых Windows приложениях, например, Microsoft Excel.
В меню File выберите Output To.
Следуйте инструкциям в диалоговых полях Output To.
1. Понятие БД и СУБД. Виды СУБД ………………………………...…… 3
2. СУБД Microsoft Access ...………………………………………………... 7
Список используемой литературы ……………………………………….. 11
База данных представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.
Следует учесть, что это определение не является единственно возможным. Информатика в отношении определений чаще всего не похожа на математику с ее полной однозначностью. Если подойти к понятию “база данных” с чисто пользовательской точки зрения, то возникает другое определение: база данных – совокупность хранимых операционных данных некоторого предприятия.
В базе данных предприятия, например, может храниться:
– вся информация о штатном расписании, о рабочих и служащих предприятия;
– сведения о материальных ценностях;
– данные о поступлении сырья и комплектующих;
– сведения о запасах на складах;
– данные о выпуске готовой продукции;
– приказы и распоряжения дирекции и т.п.
Даже небольшие изменения какой-либо информации могут приводить к значительным изменениям в разных других местах.
Пример. Издание приказа о повышении в должности одного работника приводит к изменениям не только в личном деле работника, но и к изменениям в списках подразделения, в котором он работает, в ведомостях на зарплату, в графике отпусков и т.п.
Поскольку основу любой базы данных составляет информационная структура, базы данных делят на три типа: табличные (реляционные), сетевые, иерархические.
Опыт использования баз данных позволяет выделить общий набор их рабочих характеристик:
– полнота – чем полнее база данных, тем вероятнее, что она содержит нужную информацию (однако, не должно быть избыточной информации);
– правильная организация – чем лучше структурирована база данных, тем легче в ней найти необходимые сведения;
– актуальность – любая база данных может быть точной и полной, если она постоянно обновляется, т.е. необходимо, чтобы база данных в каждый момент времени полностью соответствовала состоянию отображаемого ею объекта;
– удобство для использования – база данных должна быть проста и удобна в использовании и иметь развитые методы доступа к любой части информации.
Надо отметить, что база данных – это, собственно, хранилище информации и не более того. Однако, работа с базами данных трудоемкая и утомительная. Для создания, ведения и осуществления возможности коллективного пользования базами данных используются программные средства, называемые системами управления базами данных (СУБД).
Система управления базами данных (СУБД) – это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей. Иными словами, СУБД является интерфейсом между базой данных и прикладными задачами.
Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определённым критериям и т.п.
Основные функции СУБД – это:
– определение данных;
– обработка данных;
– управление данными.
Современные СУБД дают возможность включать в них не только текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и даже видеоклипы.
Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями.
СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.
Для менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые системы (ИПС), которые выполняют следующие функции:
– хранение большого объема информации;
– быстрый поиск требуемой информации;
– добавление, удаление и изменение хранимой информации;
– вывод ее в удобном для человека виде.
В информационных системах, которые работают на ПК, совместимых с IBM PC, большое распространение получили так называемые dBASЕ-подобные системы управления базами данных (СУБД). Известно по крайней мере три семейства таких СУБД (dBASE, FoxPro и Clipper), однако версий оригинальных систем и их адаптированных вариантов гораздо больше. Для пользователей существенным является то, что отличаясь между собой командными языками и форматом индексных файлов, все эти СУБД используют одни и те же оперативные файлы с расширением. DBF, формат которых стал на некоторое время своеобразным стандартом баз данных.
B dВАSE-подобных БД фактически использован реляционный подход к организации данных, т.е. каждый файл. DBF представляет собой двумерную таблицу, которая состоит из фиксированного числа столбцов и переменного числа строк (записей). B терминах, принятых в технической документации, каждому столбцу соответствует поле одного из пяти типов (N – числовое. C – символьное, D – дата, L – логическое. М – примечание), а каждой строке – запись фиксированной длины, состоящая из фиксированного числа полей. C помощью командных языков этих СУБД мы создаем и исправляем макеты файлов. DBF (описания таблиц), создаем индексные файлы, пишем пиктограммы работы с базами данных (чтение, поиск, модификация данных, составление отчетов и многое другое). Характерной особенностью файла DBF является простота и наглядность: физическое представление данных на диске в точности соответствует представлению таблицы на бумаге.
Однако в целом системы, построенные на основе файлов DBF, следует считать устаревшими. Многие механизмы реляционных БД, рассмотренные выше, в dBASE-подобных системах либо не поддерживаются, либо создаются пользователями и программистами «кустарным» способом.
Большую популярность до сего времени имеют и другие СУБД (с другим форматом файлов) – Paradox, Clarion, db_Vista и тд. Следует подчеркнуть, что перечисленные системы ведут родословную от МS-DОS, однако ныне почти все они усовершенствованы и имеют версии для Windows.
Среди современных реляционных систем наиболее популярны СУБД для Windows – Access фирмы Microsoft, Approach фирмы Lotus, Paradox фирмы Borland. Многие из этих систем поддерживают технологию OLE и могут манипулировать не только числовой и текстовой информацией, но и графическими образцами (рисунками, фотографиями) и даже звуковыми фрагментами и видеоклипами.
Перечисленные СУБД часто называют настольными, имея в виду сравнительно небольшой объем данных, обслуживаемых этими системами. Однако с ними часто работают не только индивидуальные пользователи, но и целые коллективы.
Вместе с тем, в центр современной информационной технологии постепенно перемещаются более мощные реляционные СУБД с так называемыми SQL-доступом (SQL – это язык запросов). В основе этих СУБД лежит так называемая технология «клиент-сервис». Среди ведущих производителей таких систем – фирмы Oracle, Centura (Gupta), Sybase, Informix, Microsoft и другие. Появились также объектные и объектно-реляционные СУБД.
В последнее время стали среди СУБД наиболее популярными и используемые в практике Access, Lotus, Oracle.
Разберем наиболее используемую программу Access.
2. СУБД Microsoft Access
Access – в переводе с английского означает “доступ”. MS Access – это функционально полная реляционная СУБД. Кроме того, MS Access одна из самых мощных, гибких и простых в использовании СУБД. В ней можно создавать большинство приложений, не написав ни единой строки программы, но если нужно создать нечто очень сложное, то на этот случай MS Access предоставляет мощный язык программирования – Visual Basic Application.
Популярность СУБД Microsoft Access обусловлена следующими причинами:
Access является одной из самых легкодоступных и понятных систем как для профессионалов, так и для начинающих пользователей, позволяющая быстро освоить основные принципы работы с базами данных;
Система имеет полностью русифицированную версию;
Полная интегрированность с пакетами Microsoft Office: Word, Excel, Power Point, Mail;
Идеология Windows позволяет представлять информацию красочно и наглядно;
Возможность использования OLE технологии, что позволяет установить связь с объектами другого приложения или внедрить какие-либо объекты в базу данных Access;
Технология WYSIWIG позволяет пользователю постоянно видеть все результаты своих действий;
Широко и наглядно представлена справочная система;
Существует набор “мастеров” по разработке объектов, облегчающий создание таблиц, форм и отчетов.
После запуска системы появится главное окно Access (рис. 1). Здесь можно открывать другие окна, каждое из которых по-своему представляет обрабатываемые данные. Ниже приведены основные элементы главного окна Access, о которых необходимо иметь представление.
1. Какие тренды в развитии серверных СУБД вы бы могли отметить в 2015–2016 годах?
Виталий Чесноков
,
QSOFT
Самые главные тренды в развитии современных СУБД: использование виртуализации и GRID-технологии, самодиагностика и автоматическое исправление, использование NoSQL-СУБД в Big Data, использование NewSQL-СУБД, выполнение C/C++ кода в адресном пространстве СУБД.
За последние несколько лет многократно выросли объемы данных, подходящих для обработки и хранения в БД. Был принято изменение закона «О персональных данных», гласящее, что персональные данные граждан РФ необходимо хранить на территории РФ. В некоторых западных странах так же действуют подобные законы. Все это приводит нас к необходимости кластеризации и разбиения данных на части.
Повсеместно растет процент использования NoSQL-СУБД, где это возможно, ввиду высокой скорости работы с данными и возможности сравнительно простой кластеризации. Получает распространение новый тип СУБД - NewSQL. В основные беспрецедентные функции NewSQL входят: возможность асинхронной мастер-мастер репликации, заменяющей классическую master-slave схему и обеспечивающей большую гибкость для высоконагруженных проектов; упрощение администрирования и обеспечение динамического управления базой; поддержка хранимых процедур на C/C++ и возможность выполнения C/C++ кода в адресном пространстве СУБД (обеспечивают практически неограниченную расширяемость и невероятный прирост в производительности); улучшение средств диагностики и отладки.
К тому же использование виртуализации в СУБД дает необходимую отказоустойчивость и возможность масштабирования.
Николай Фетюхин
,
MST
Переход к NoSQL и специализация баз данных. Например, можно обратить внимание на Redis и Tarantool. Последний содержит даже свой сервер приложений. Интересный тренд - совмещенные СУБД и backend, как Parse от Facebook. Также плавная миграция баз данных в облака.
Петр Урваев
,
SimbirSoft
Функции, успешно себя зарекомендовавшие в одних СУБД, через некоторое время реализуются и в других продуктах. Например, материализованные представления, вначале появившиеся в Oracle DBMS, через некоторое время были реализованы в MS SQL Server, а затем появились и в PostgreSQL. Преимущества, которые предоставляют NoSQL-решения постепенно также реализуются в реляционных СУБД. Например, в последних версиях PostgreSQL реализована поддержка работы с данными в формате JSON.
Евгений Гусев
,
ITECH
Изменения последних лет в сегменте СУБД носили как частный - применительно к отдельным лидирующим продуктам, так и структурный характер, так что трендов множество. Во-первых, гетерогенность. Переход к модели микросервисов дал возможность гибко подбирать средства решения задачи хранения данных, не ограничиваясь одним. Во-вторых, развитие NoSQL, in-memory storages. В-третьих, Big Data - революция, потребовавшая переосмыслить как методику хранения данных, так и само понятие «данные». В-четвертых, колоночные (column-oriented) БД.
2. По-вашему мнению, существует ли тенденция перехода СУБД в «облака»? Какие существуют плюсы и минусы данного подхода?
Виталий Чесноков
,
QSOFT
Да, безусловно такая тенденция существует. Для начала нужно разделять два принципиальных подхода в работе СУБД в облаке.
Первый - разворачивание в облаке виртуальной машины с СУБД. Можно загрузить на нее собственный образ или воспользоваться заранее заготовленным, с уже оптимизированной СУБД. По сути такая виртуальная машина принципиально не отличается от обычного физического сервера. Основным преимуществом по сравнению с физическим сервером является легкость масштабирования, как вертикального (можно в любой момент выделить для данной «виртулки» больше ресурсов), так и горизонтального (создание новой «виртуалки» занимает всего несколько минут). Еще один существенный плюс - высокая доступность облачных виртуальных машин (99,9%–99,99%). Также облачные хостеры предоставляют множество дополнительных услуг, таких как мониторинг, резервное копирование, панель управления сервером и т.д.
Принципиально иным подходом является облачная СУБД. В данном случае клиент покупает не сервер, а просто услугу использования СУБД. Текущий рынок публичных облачных СУБД, составляющий $400 млн, к 2017 году увеличится до $1,2 млрд. Основные плюсы данного подхода: оплата не предоставленных ресурсов (которые могут и «простаивать»), а лишь реально использованных: объем хранимых данных, количество обрабатываемых СУБД операций; нет необходимости настраивать и администрировать СУБД - эти задачи полностью лежат на хостере; нет необходимости задумываться о масштабировании; хостер предоставляет множество удобных и интуитивно понятных инструментов для управления СУБД; высокая доступность. Основным минусом является отсутствие возможности тонкой настройки СУБД.
Также можно отдельно выделить такой подвид облачной СУБД как DbaaS (Database as a Service). Практически всегда конкретный DbaaS - это одна определенная СУБД, предоставляемая в облаке непосредственными разработчиками. Отсюда очевидно выводится и разница в бизнес-моделях: облачные СУБД подходят для масштабных типовых задач, а DbaaS - для специализированных, под конкретную марку движка БД, с возможностью прямого общения с его разработчиками. Кроме того, DbaaS позволяет значительно точнее подобрать систему под нужную нагрузку, в частности за счет регулирования количества клиентских подключений.
Николай Апурин
,
Artwell
Тенденция существует. Большинство крупных (общероссийских) систем уже используют облачные БД.
Николай Фетюхин
,
MST
Тенденция слабая. Использование облаков хоть и снижает некоторые издержки, но приводит к новым расходам. Использование облака может быть выгодно лишь для проектов со слабой посещаемостью.
Плюсы облаков: легкая масштабируемость, высокая отказоустойчивость, доступность серверов во всем мире, легкое клонирование и разворачивание данных. Минусы: пока облака, как продукт, «сырые» - невозможно физически контролировать данные, так как они находятся под управлением поставщика облака.
Петр Урваев
,
SimbirSoft
Тенденция перехода СУБД в облака существует как часть общего тренда по переносу в облака всей IT-инфраструктуры организаций. Основным плюсом такого подхода является возможность передать сопровождение БД. К минусам можно отнести хранение важных данных на неподконтрольной площадке. Пользователь облачного хранилища при необходимости уничтожения хранящихся данных не может быть уверен, что данные действительно стерты.
Евгений Гусев
,
ITECH
Существует и является одной из первичных. Плюсов у размещения БД в облаке масса: простота шардинга и репликации, возможность эффективно в контексте производительности отделить данные от бизнес-логики, легкое и понятное управление вычислительными мощностями и целый ряд других. Критичных минусов, основываясь на опыте, мы не видим. Чем большими объемами данных приходится оперировать, чем больше требуется горизонтального масштабирования, тем более оправданным становится использование облаков.
3. Какие факторы влияют на выбор СУБД? Для каких проектов больше подходят SQL базы данных, а для каких - NoSQL?
Виталий Чесноков
,
QSOFT
Основным фактором при выборе между SQL и NoSQL-СУБД являются нужды приложения. Для одних задач лучше подходит SQL, для других - NoSQL.
Можно выделить несколько ключевых различий между этими типами СУБД. Формат данных в SQL очень строгий, есть четкие схемы таблиц с указанием, где используется какой тип данных. В NoSQL нет заранее заданных схем документов - любая информация может быть добавлена в любой документ.
В SQL существуют сложные связи между различными таблицами. Данные в одной таблице часто являются ссылкой на данные в другой (принцип нормализации данных). В NoSQL, как правило, каждый документ является изолированной информационной единицей и хранит в себе все имеющиеся данные (принцип денормализации).
В SQL есть встроенные механизмы поддержки целостности данных (например, нельзя удалить запись из таблицы, если на нее ссылаются в других таблицах). В NoSQL таких механизмов нет, поэтому важна денормализация данных (в идеале - каждый документ хранит абсолютно всю информацию о каком-либо объекте).
В SQL есть механизм транзакций, который позволяет выполнить несколько SQL-запросов по принципу «все или ничего». В NoSQL подобный механизм существует только в пределах одного документа.
В идеальном случае NoSQL работает быстрее, чем SQL, за счет более простого метода хранения данных, который позволяет получить всю информацию об объекте простым запросом одного документа. Однако есть проблема, связанная с тем, что наиболее популярные NoSQL-СУБД появились достаточно недавно. Следствием этого является меньшее количество информации по этим СУБД и большее количество пока нерешенных проблем.
NoSQL гораздо проще масштабировать за счет отсутствия сложных логических связей между документами. К тому же большая часть NoSQL-СУБД изначально создавалась с упором на механизмы масштабирования.
В итоге NoSQL лучше подходит для проектов с большим объемом данных, который можно легко разделить на отдельные самостоятельные объекты. Дает высокую скорость и масштабируемость. SQL подходит для проектов, где различные данные имеют сложные логические связи друг с другом и крайне важна их целостность.
Николай Апурин
,
Artwell
NoSQL - для нестандартных вычислений с огромным объемом данных. Но как показала практика, объемы до 20 миллионов записей отлично перерабатываются SQL-базами.
Николай Фетюхин
,
MST
Технологии NoSQL активно используются известными компаниями, в том числе в высоконагруженных проектах. Сохранение данных и простые выборки при использовании NoSQL будут действительно быстрыми. В случае более сложных запросов задачу придется решать на стороне продукта, что усложняет сам продукт. В чистом виде мы не выбираем NoSQL. Усложнение логики продукта и эмуляции базовых вещей SQL приводит к удорожанию проекта. И не каждое NoSQL-решение обеспечивает безопасность данных в критических ситуациях.
Петр Урваев
,
SimbirSoft
Выбор БД зачастую зависит от предпочтений архитектора, возможной нагрузки, необходимого функционала. SQL-БД позволяют четко определять схемы хранения данных и извлекать данные с использованием сложных запросов, NoSQL-БД позволяют хранить данные в менее упорядоченном формате и поддерживают горизонтальное масштабирование. Зачастую в распределенных системах используются одновременно SQL и NoSQL базы данных, каждая из которых решает свои задачи.
Евгений Гусев
,
ITECH
В современном состоянии SQL / NoSQL - скорее не конкурирующие, а дополняющие друг друга сущности. Использование в одном приложении SQL-решений, когда требуется работать со сложными данными в их взаимосвязи, и NoSQL, когда на передний план выходит скорость работы с неструктурированной информацией, - совершенно естественная практика.
4. Как вы оцениваете степень распространения платных лицензий СУБД среди пользователей? В каких случаях имеет смысл покупать лицензию?
Виталий Чесноков
,
QSOFT
Есть два различных варианта разделения СУБД па платные и бесплатные.
Первый - бесплатные версии коммерческих СУБД (есть у MS SQL, Oracle и т.д.) По сути это урезанная версия СУБД, в которой отсутствует часть функционала. Здесь основной фактор выбора очень прост - нужен ли данному проекту данный функционал. Реже бывает бесплатная версия, которая не отличается от коммерческой по функционалу, но реже обновляется (Couchbase Server).
Второй - бесплатные СУБД, для которых есть аналогичные коммерческие продукты (MySQL от Oracle, Percona Server или MariaDB). В данном случае преимущество коммерческого продукта обычно заключается в наличии более серьезной технической поддержки. С точки зрения функционала платные и бесплатные СУБД мало отличаются друг от друга, хотя и у тех, и у других могут быть свои инструменты, отсутствующие в других версиях.
В итоге есть две основные причины выбрать платную СУБД: наличие функционала, которого нет в бесплатных аналогах, и возможность обратиться за помощью в техническую поддержку производителя.
Николай Апурин
,
Artwell
Зачем платить, если есть бесплатные? Тем не менее, много решений, которые могут работать только с платными БД. В основном, это иностранные практики.
Николай Фетюхин
,
MST
Вопрос неоднозначный. Часто и платные СУБД имеют бесплатные версии, и бесплатные имеют компоненты, которые можно приобрести за деньги. Разница чаще всего во встроенных инструментах аналитики и мониторинга БД. Поэтому платные СУБД больше подходят для крупных проектов с большими распределенными системами.
Петр Урваев
,
SimbirSoft
Платные лицензии СУБД предпочтительнее бесплатных, когда проект полагается на возможности конкретной БД, и для него важно, чтобы используемые возможности работали так, как заявлено, а проблемы в их работе оперативно устранялись. Сейчас коммерческие и свободные БД используются одинаково часто, а большинство новых проектов выбирают свободные БД, поскольку возможности по работе с данными и стабильность примерно находятся на одном уровне у платных и бесплатных СУБД.
Классификация СУБД в соответствии с используемой моделью данных:
Иерархическая.
Реляционная.
Объектная.
Гибридная (элементы объектной с реляционной).
В настоящее время самыми распространенными СУБД являются продукты, использующие реляционную модель данных. Это связано с простотой понимания и лучшими характеристиками по сравнению с другими. В связи с этим остановимся на рассмотрение только реляционных СУБД (РСУБД).
Классификация РСУБД в зависимости от объема поддерживаемых БД и количества пользователей.
Высший уровень. Эти продукты поддерживают крупные БД (сотни и тысячи Гбайт и более), тысячи пользователей. В крупных корпорациях. Представители: ORACLE7, ADABAS 5.3.2, SQL SERVER11.
Средний уровень. Эти продукты поддерживают БД до нескольких сот Гбайт, сотни пользователей. В небольших корпорациях и подразделениях крупных фирм. Представители: InterBase 3.3, Informix-OnLine7.0, Microsoft SQL Server6.0.
Нижний уровень. Эти продукты поддерживают БД до 1 Гбайт, менее 100 пользователей. В небольших подразделениях. Представители: NetWare SQL 3.0, Gupta SQL-Base Server.
Настольные СУБД. Для одного пользователя, используется для ведения настольной БД или как клиент для подключения к серверу БД.
Оценка СУБД
Рассмотрим стандартные современные реляционные СУБД по каждому классу продуктов, основные возможности, которые они предоставляют. Произведем оценку их, в соответствии с требованиями предъявляемым системам автоматизации кадастрового учета.
Высший уровень:
Oracle7, corp. Oracle
Продукт этого класса обладает широким диапазоном функциональных возможностей, включая поддержку двухфазной фиксации, тиражирования данных, хранимых процедур, триггеров, оперативно резервного копирования. Он предназначен для организации оптимального использования системных ресурсов, что гарантирует максимальную расширяемость. Поддерживает БД, занимающие несколько физических дисков, хранение новых типов данных. Поддерживает почти все аппаратные и программные платформы существующие на сегодняшний день, а также протоколы передачи данных. Широко применяется во многих отраслях промышленности. Зарекомендовал себя с самой лучшей стороны. Хорошая поддержка со стороны производителя, corp. Oracle.
SQL Server 10, comp. Sybase
Мощный продукт, поддерживающий обработку в реальном времени и процессы решений. Одного уровня с Oracle7, но обладает некоторыми ограничениями в плане масштабируемости, поддерживает ограниченное число аппаратных и программных платформ.
Средний уровень :
Informix-OnLine 7.0, comp. Software
Данный продукт поддерживает такие современные технологии, как тиражирование данных, синхронизирующее распределенные БД, и большие двоичные объекты. Он может применятся для запуска OLTP-приложений (высокоскоростной обработки транзакций), но скорость обработки оказывается меньше, чем у продуктов верхней части рынка. Установка возможна на ограниченных количеств платформ. Имеет большие возможности для расширения.
Microsoft SQL Server 6.0, corp. Microsoft
Очень хорошая СУБД. Корпорация Microsoft разработала хороший продукт, который вписывается в общую концепцию компании, выпуская только интегрированные продукты. Эта СУБД интегрирована с Windows NT, дополняя ее. Недостатки: недостаточная масштабируемость, малое количество поддерживаемых программных платформ.
Низкий уровень:
Так как каждая из них предоставляет похожий набор инструментов, то рассматривать каждое в отдельности не будем. В эту группу входят Cupta SQL-Base Server, Watcom SQL Network Server и другие. Они обладают ограниченными возможностями по сравнению с СУБД более высокого класса, но в небольших компаниях, где БД небольшие и количество пользователей ограничено несколько десятками людей, они прекрасно выполняют свои обязанности по управлению БД.
Настольные СУБД:
FoxPro 2.6, corp. Microsoft
Очень ограниченные возможности по обработке данных. Отсутствие возможности установки в сети. Предназначена личных дел. Не рекомендуется для использования в крупных системах. Отсутствует возможность защиты данных, управление доступом и многое другое.
Paradox 5.0, comp. Borland
В своем классе одна из лучших, однако ей присущи все недостатки настольных СУБД. Ограниченные возможности по применению. Удобный интерфейс.
Оценка современных СУБД:
При использовании конкретной СУБД необходимо учитывать три ключевых фактора: в какой архитектуре клиент/сервер он будет работать, каким образом реализуются основные функции и каков уровень поддержки распределенных БД. В зависимости от этого надо делать свой выбор.
Среди представленных продуктов только Oracle7 наиболее полно поддерживает нужные требования. Ниже будут даны основные понятия о сервере Oracle7.
Контрольные вопросы:
Понятие СУБД.
Возможности СУБД.
Классификация СУБД.