Система управления базами данных

Для описания такой логической организации данных ЯОД достаточно предусматривать для каждого сегмента данных только идентификацию входного для него сегмента. Так как в иерархической модели каждому входному сегменту данных соответствует N выходных, то такие модели весьма удобны для представления отношений типа 1:N в предметной области. Следует отметить, что в настоящее время не разрабатываются СУБД, поддерживающие на концептуальном уровне только иерархические модели. Как правило, использующие иерархический подход системы допускают связывание древовидных структур между собой и/или установление связей внутри них. Это приводит к сетевым даталогическим моделям СУБД. К основным недостаткам иерархических моделей следует отнести: неэффективность реализации отношений типа N:N, медленный доступ к сегментам данных нижних уровней иерархии, четкая ориентация на определенные типы запросов и др. В связи с этими недостатками ранее созданные иерархические СУБД подвергаются существенным модификациям, позволяющим поддерживать более сложные типы структур и, в первую очередь, сетевые и их модификации.

2.3 Реляционные структуры

Реляционный подход стал широко известен благодаря первым работам Е.Кодда, которые появились около 1970г. В течение долгого времени реляционный подход рассматривался как удобный формальный аппарат анализа баз данных, не имеющий практических перспектив, так как его реализация требовала слишком больших машинных ресурсов. Только с появлением персональных ЭВМ реляционные и близкие к ним системы неожиданно стали распространяться, практически не оставив места другим моделям. Один из самых естественных способов представления данных для пользователей - это двумерная таблица. Она привычна для пользователя, понятна и обозрима, ее легко запомнить. Поскольку любая сетевая структура может быть разложена в совокупность древовидных структур, то и любое представление данных может быть сведено к двумерным плоским файлам. Связи между данными могут быть представлены в форме двумерных таблиц.

Таблица обладает следующими свойствами:

• Каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных. Повторяющиеся группы отсутствуют.
• Все столбцы в таблице однородные. Это означает, что элементы столбца имеют одинаковую природу.
• Столбцам присвоены уникальные имена.
• В таблице нет двух одинаковых строк.

Порядок расположения строк и столбцов в таблице безразличен. Таблица такого рода называется отношением. База данных, построенная с помощью отношений, называется реляционной базой данных. Чем же принципиально отличаются реляционные модели от сетевых и иерархических? Вкратце на это можно ответить следующим образом: иерархические и сетевые модели данных - имеют связь по структуре, а реляционные - имеют связь по значению. Проектирование баз данных традиционно считалось очень трудной задачей. Реляционная технология значительно упрощает эту задачу в трех различных направлениях:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3  Современные технологии, используемые в работе с данными

Технология «Клиент-сервер» – технология, разделяющая приложение СУБД на две части: клиентскую (интерактивный графический 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: клиентская часть приложения формирует запрос к серверу баз данных, на котором выполняются все команды, а результат исполнения запроса отправляется клиенту для просмотра и использования. Данная технология применяется, когда размеры баз данных велики, когда велики размеры вычислительной сети, и производительность при обработке данных, хранящихся не на компьютере пользователя (в крупном учреждении обычно имеет место именно такая ситуация). Если технология «клиент-сервер» не применяется, то для обработки даже нескольких записей весь файл копируется на компьютер пользователя, а только затем обрабатывается. При этом резко возрастает загрузка сети, и снижается производительность труда многих сотрудников. 
Microsoft Access, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic обеспечивают средства для создания клиентских частей в приложениях «клиент-сервер», которые сочетают в себе средства просмотра, графический интерфейс и средства построения запросов, а Microsoft SQL Server является на сегодняшний день одним из самых мощных серверов баз данных. 
 

4 MS Access

4.1 Краткая характеристика MS Access

 Достоинством Access является то, что она имеет очень простой графический интерфейс, который позволяет не только создавать собственную базу данных, но и разрабатывать приложения, используя встроенные средства.

В отличие от других настольных СУБД, Access хранит все данные в одном файле, хотя и распределяет их по разным таблицам, как и положено реляционной СУБД. К этим данным относится не только информация в таблицах, но и другие объекты базы данных, которые будут описаны ниже. Для выполнения почти всех основных операций Access предлагает большое количество Мастеров (Wizards), которые делают основную работу за пользователя при работе с данными и разработке приложений, помогают избежать рутинных действий и облегчают работу неискушенному в програмировании пользователю. 
Создание многопользовательской БД Access и получение одновременного доступа нескольких пользователей к общей базе данных возможно в локальной одноранговой сети или в сети с файловым сервером. Сеть обеспечивает аппаратную и программную поддержку обмена данными между компьютерами. Access следит за разграничением доступа разных пользователей к БД и обеспечивает защиту данных. При одновременной работе. Так как Access не является клиент серверной СУБД, возможности его по обеспечению многопользовательской работы несколько ограничены. Обычно для доступа к данным по сети с нескольких рабочих станций, файл БД Access (с расширением *.mdb) выкладывается на файловый сервер. При этом обработка данных ведется в основном на клиенте - там, где запущено приложение, в силу принципов организации файловых СУБД. Этот фактор ограничивает использование Access для обеспечения работы множества пользователей (более 15-20) и при большом количестве данных в таблицах, так как многократно возрастает нагрузка не сеть. 
В плане поддержки целостности данных Access отвечает только моделям БД небольшой и средней сложности. В нем отсутствуют такие средства как триггеры и хранимые процедуры, что заставляет разработчиков возлагать поддержание бизнес логики БД на клиентскую программу.

В отношении защиты информации и разграничения доступа Access не имеет надежных стандартных средств. В стандартные способы защиты входит защита с использованием пароля БД и защита с использованием пароля пользователя. Снятие такой защиты не представляет сложности для специалиста Бакаревич, Ю., Пушкина Н. MS Access 2000 за 30 занятий. - СПб: ВНV, 2000. - С. 65.. Однако, при известных недостатках MS Access обладает большим количеством преимуществ по сравнению с системами подобного класса. В первую очередь можно отметить распространенность, которая обусловлена тем, что Access является продуктом компании Microsoft, программное обеспечение и операционные системы которой использует большая часть пользователей персональных компьютеров. MS Access полностью совместим с операционной системой Windows, постоянно обновляется производителем, поддерживает множество языков.

В целом MS Access предоставляет большое количество возможностей за сравнительно небольшую стоимость. Также необходимо отметить ориентированность на пользователя с разной профессиональной подготовкой, что выражается в наличии большого количества вспомогательных средств (Мастеров, как уже отмечалось), развитую систему справки и понятный интерфейс. Эти средства облегчают проектирование, создание БД и выборку данных из нее. MS Access предоставляет в распоряжение непрограммирующему пользователю разнообразные диалоговые средства, которые позволяют ему создавать приложения не прибегая к разработке запросов на языке SQL или к программированию макросов или модулей на языке VBA. Access обладает широкими возможностями по импорту/экспорту данных в различные форматы, от таблиц Excel и текстовых файлов, до практически любой серверной СУБД через механизм ODBC. Еще одно немаловажное преимущество MS Access заключается в развитых встроенных средствах разработки приложений. Большинство приложений, распространяемых среди пользователей, содержит тот или иной объем кода VBA (Visual Basic for Applications). Поскольку VBA является единственным средством для выполнения многих стандартных задач в Access (работа с переменными, построение команд SQL во время работы программы, обработка ошибок, использование Windows API и т. д.), для создания более-менее сложных приложений необходимо его знание и знание объектной модели MS Access.

Одним из средств программирования в Access является язык макрокоманд. Программы, созданные на этом языке, называются макросами и позволяют легко связывать отдельные действия, реализуемые с помощью форм, запросов, отчетов. Макросы управляются событиями, которые вызываются действиями пользователями при диалоговой работе с данными через формы или системными событиями.

Получается что Access, обладая всеми чертами СУБД, предоставляет и дополнительные возможности. Это не только гибкая и простая в использовании СУБД, но и система для разработки работающих с базами данных приложений.

4.2 Функциональные возможности MS Access

В Access база данных обозначает файл, содержащий набор информации. База данных в Access может содержать следующие типы объектов: таблица, запрос, форма, отчёт, страница, макрос, модуль.

Какие возможности предоставляет Access в функциональном плане.

1. Ввод данных. Ввод данных может осуществляться следующими способами:

вручную прямо в таблицу (сюда же относится вставка содержимого буфера обмена);

вручную в поля формы;

прямой импорт данных из других источников (базы Access, текстовые файлы, формат DBF, электронные таблицы, источники данных ODBC);

программным методом, который может сочетать в себе любые средства, которые возможно реализовать на VBA.

Последний способ обладает наибольшей гибкостью и представляет практически неограниченные возможности, однако он самый сложный в реализации и требует определенного уровня знаний программирования.

2. Изменение данных. Редактирование возможно следующими способами:

• вручную прямо в таблице;
• в полях форм;
• в окне браузера, в котором загружена web-страница из БД;
• программным методом.

3. Вывод данных. Здесь Access предоставляет такие возможности:

• вывод на экран монитора в табличном виде, полях форм или отчетов;
• экспорт в другие форматы данных (те же, что при импорте);
• вывод на печать, в основном в виде отчетов;
• вывод данных в интернет-браузер с помощью объекта Страница в пределах определенной сети;
• программный экспорт и вывод информации.

4. Взаимодействие с другими источниками  и потребителями информации. В  этом плане Access может выступать как сервер или клиент автоматизации. Особенно прозрачно настраиваются связи с другими продуктами пакета Microsoft Office. Например вы можете иметь документ Microsoft Word, в котором будут присутствовать поля из БД Access, изменение данных в базе автоматически отображается в документе. Это позволяет создавать гибкие решения, интегрирующие данные в офисных средствах.

5. Использование базы данных MS Access другими приложениями. Такой вариант использует файл MDB как хранилище данных. Программа, которая обращается к данным, может быть написана на любом языке высокого уровня. В данном случае используются таблицы и запросы. О поддержании ссылочной целостности и актуальности данных следит ядро БД. Взаимодействие происходит через ODBC-драйвер Microsoft Jet Engine.

6. Средства создания приложений. Создание приложений на Access во многом подобно всем остальным средствам автоматизации Microsoft Office. Здесь используется интерпретируемый язык Visual Basic for Applications, что приводит, как и при использовании любого интерпретируемого языка, к определенному увеличению затрат процессорного времени и уменьшению скорости работы программ и обработки данных. Для успешной разработки необходимо знать объектную модель самого Access и особенности ее использования.

7. Особенности управления данными. При работе с Базами Данных  в многопользовательском режиме  возникают ситуации, когда необходимо  ограничить число обращающихся  пользователей к данным. Это делается  для того, чтобы предотвратить  одновременное обновление одной  и той же записи, при глобальном  обновлении данных или при  техническом обслуживания самой  Базы Данных.

8. Администрирование. Преимущество  монопольного режима работы фактически  привело к вырождению функций  администрирования БД и в связи с этим - к отсутствию инструментальных средств администрирования в обычном понимании этого слова в MS Access. Имеющиеся же средства позволяют сделать следующее:

Имеется возможность разделения базы данных Microsoft Access на два файла, в одном из которых содержатся таблицы, а в другом запросы, формы, отчеты, макросы, модули и ярлыки страниц доступа к данным. Это позволяет пользователям иметь доступ к общему источнику данных и при этом создавать свои собственные формы, отчеты и другие объекты, а также сократить сетевой трафик;

Существует возможность связывания таблиц из других баз данных Microsoft Access или иных источников. Например, может потребоваться использование таблицы из другой базы данных Microsoft Access, открытой для совместной работы по сети. Это особенно полезно при необходимости хранить все таблицы в одной базе данных на сетевом сервере, сохраняя формы, отчеты и другие объекты в отдельной базе данных, копии которой имеются у всех пользователей общей базы данных;

Средства репликации Microsoft Access, доступные в базе данных (.mdb) и в проекте (.adp), позволяют создавать реплики и синхронизировать их по требованию при работе в Microsoft Access;

Средства защиты и разграничения доступа. Простейшим способом защиты является установка пароля для открытия базы данных. База данных может быть зашифрована. При шифровании базы данных ее файл сжимается и становится недоступным для чтения с помощью служебных программ или текстовых редакторов. Дешифрование базы данных отменяет результаты операции шифрования. Наиболее гибкий и распространенный способ защиты базы данных называется защитой на уровне пользователей. Этот способ защиты подобен способам, используемым в большинстве сетевых систем. Однако как уже отмечалось, подбор пароля администратора не представляет сложности для специалиста по взлому;