Современные системы управления базами данных

Проект  и экспериментальный вариант  СУБД Ingres были разработаны в универ­ситете  Беркли под руководством одного из наиболее известных в мире ученых и специалистов в области баз данных Майкла Стоунбрейкера. С самого начала СУБД Ingres разрабатывалась как мобильная система, функционирующая в среде ОС UNIX.Первая версия Ingres была рассчитана на 16-разрядные компьютеры. И работала главным образом на машинах серии РDР. Это была первая СУБД, распространяемая бесплатно для использования в университетах. Впоследствии группа Стоунбрейкера перенесла Ingres в среду ОС UNIX ВSD, которая также была разработана в университете Беркли. Семейство СУБД Ingres из университета Беркли принято называть университетской Ingres. В начале 80-х была образована компания RTI (Relational Technologyу Inc.), которая разработала и стала продвигать коммерческую версию СУБД Ingres. В настоящее время коммерческая Ingres поддерживается, развивается и продается компанией Computer Associates. Сейчас это одна из наиболее развитых коммерческих реляционных СУБД. В то  же время, по поводу университетской Ingres имеется много высококачественных публикаций. Более того, университетскую Ingres можно опробовать на практике  и даже посмотреть ее исходные тексты.Перечисленные выше (для СУБД Oracle) тенденции носят универсальный характер и определяют пути развития других программных продуктов, что вполне, объясняется жесткой конкурентной ситуацией, сложившейся на данном рынке.

Персональные  системы управления данными —  это программное обеспечение, ориентированное  на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей  и предназначенное для использования на микроЭВМ (персональном компьютере). Это объясняет и их второе название — настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются:·относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные приложения как «продвинутым» пользователям, так и тем, чья квалификация невысока;·относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам.Несмотря на неизбежные различия, обусловливавшиеся замыслами разработчиков, все перечисленные системы в ходе своей эволюции приобрели ряд общих конструктивных черт, среди которых, прежде всего, могут быть названы:наличие визуального интерфейса, автоматизирующего процесс создания средств ,   манипуляции данными, — экранных форм, шаблонов отчетов, запросов и т. п.;наличие инструментов создания объектов базы данных в режиме диалога:

Experts в Paradox, Wizards в Access, Assistants в    Арргоаch; наличие развитого инструментария создания программных расширений в рамках единой среды СУБД: язык разработки приложений РAL в Рагаdox,VBA (Visual Basic for Applications в Ассеss.

 встроенная  поддержка универсальных языков  управления данными.В последние  годы наметилась устойчивая тенденция  к стиранию четких граней между  настольными и профессиональными  системами. Последнее, в первую  очередь, объясняется тем, что разработчики в стремлении максимально расширить потенциальный рынок для своих продуктов постоянно расширяют набор их функциональных характеристик.

Краткая характеристика программного обеспечения,

используемого при создании СУБД Рассмотрим более подробно программные продукты компании Microsoft, а именно Visual FoxPro 3.0, 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 обмена данными.Visual FoxPro отличается высокой скоростью, имеет встроенный объектно-ориентированный язык программирования с использованием xBase и SQL, диалекты которых встроены во многие СУБД. Имеет высокий уровень объектной модели. При использовании в вычислительных сетях обеспечивает как монопольный, так и раздельный доступ пользователей к данным. Применяется для приложений масштаба предприятия для работы на различных платформах: Windows 3.x, Windows 95, Macintosh... Минимальные ресурсы ПК: для Visual FoxPro версии 3.0 – процессор 468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 8 (12) Мб, занимаемый объем на ЖМД 15-80 Мб, а для Visual FoxPro версии 5.0 (выпущена в 1997 году) – Windows 95 или 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 высокой устойчивостью 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. 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, не связанных с большой интенсивностью обработки данных, разработки компонентов OLE, интеграция компонентов Microsoft Office.Visual C++ – наиболее мощный объектно-ориентированный язык программирования, обладает неограниченной функциональностью. Предназначен для создания компонентов приложений для выполнения операций, критичных по скорости.SQL Server – сервер баз данных, реализует подход «клиент-сервер» и взаимодействует с указанными пакетами. Главные достоинства: высокая степень защиты данных, мощные средства для обработки данных, высокая производительность. Область применения: хранение больших объемов данных, хранение высокоценных данных илИ данных, требующих соблюдения режима секретности. 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 события.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). Основное различие данных моделей в представлении взаимосвязей между объектами.Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта является главным, все нижележащие – подчиненными. Устанавливается связь «один ко многим», то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе, главный тип именуется исходным типом, а подчиненные – порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.Сетевая модель данных строится по принципу «главный и подчиненный тип одновременно», то есть любой тип данных одновременно может одновременно порождать несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для нескольких главных (быть членом набора).

Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляются в виде таблиц, при этом связи тоже рассматриваются как объекты. Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных должны иметь первичный ключ. Все современные средства СУБД поддерживают реляционную модель данных.Объект (Сущность) – элемент какой-либо системы, информация о котором сохраняется. Объект может быть как реальным (например, человек), так и абстрактным (например, событие – поступление человека в стационар).Атрибут – информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется набором атрибутов.Таблица – упорядоченная структура, состоящая из конечного набора однотипных записей.Первичный ключ – атрибут (или группа атрибутов), позволяющий однозначным образом определить каждую строку в таблице.

Напротив, альтернативный ключ – атрибут (или группа атрибутов), не совпадающая  с позволяющий первичным ключом и однозначным образом определяющий каждую строку в таблице.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» на 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.OLE 2.0 (Object Linking and Embedding – связывание и внедрение объектов) – стандарт, описывающий правила интеграции прикладных программ. Применяется для использования возможностей других приложений. OLE 2.0 используется для определения и совместного использования объектов несколькими приложениями, которые поддерживают данную технологию. Например, использование в среде Access таблиц Excel и его мощных средств построения диаграмм или использование данных, подготовленных Access, в отчетах составленных в редакторе текстов Word (связывание или включение объекта).OLE Automation (Автоматизация OLE) – компонент OLE, позволяющий программным путем устанавливать свойства и задавать команды для объектов другого приложения. Позволяет без необходимости выхода или перехода в другое окно использовать возможности нужного приложения. Приложение, позволяющее другим прикладным программам использовать свои объекты называется OLE сервером. Приложение, которое может управлять объектами OLE серверов называется OLE контроллер или OLE клиент. Из рассмотренных программных средств в качестве OLE серверов могут выступать Microsoft Access, а также Microsoft Excel, Word и Graph... Microsoft Visual FoxPro 3.0 и 5.0 может выступать только в виде OLE клиента.RAD (Rapid Application Development – Быстрая разработка приложений) – подход к разработке приложений, предусматривающий широкое использование готовых компонентов и/или приложений и пакетов (в том числе от разных производителей).ODBC (Open Database Connectivity – открытый доступ к базам данных) – технология, позволяющая использовать базы данных, созданные другим приложением при помощи SQL.SQL (Structured Query Language – язык структурированных запросов) – универсальный язык, предназначенный для создания и выполнения запросов, обработки данных как в собственной базе данных приложения, так и с базами данных, созданных другими приложениями, поддерживающими SQL. Также SQL применяется для управления реляционными базами данных.VBA (Visual Basic for Applications – Visual Basic для Приложений) – разновидность (диалект) объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic, встраиваемая в программные пакеты.Применение СУБД в экономике Очевидно, что экономические задачи, для решения которых необходимо приме­нять программное обеспечение СУБД, весьма обширны и разнообразны. На его основе строятся автоматизированные системы управления предприятий различ­ных уровней (от малых до крупных). Оно лежит в основе практически всех при­кладных бухгалтерских программ (например, «1С: Бухгалтерия», «Парус» и др.). Одновременно СУБД применяются для автоматизации систем управления, мо­ниторинга и прогнозирования развития отраслей и экономики страны в целом.

В качестве примера мы более подробно остановимся на вопросах использования  СУБД при создании прикладного программного обеспечения, решающего задачи управления работой банков и финансовых компаний, или автоматизированных банковских систем (АБС)В настоящее время среди ведущих российских разработчиков программных про­дуктов в классе АБС могут быть названы фирмы «ПрограмБанк», «Диасофт», «Инверсия», «Асофт». В частности, фирмой «ПрограмБанк» разработаны такие известные банковские системы, как «Центавр», «Афина», «Гефест».В середине 1998 г. компании «ПрограмБанк» и «Диасофт» объединили усилия в области разработки систем автоматизации, рассчитанных на крупные и крупней­шие банки. Учрежденная ими дочерняя компания «Диасофт+ПрограмБанк» сосредоточилась исключительно на развитии и продвижении информационной системы управления банковской деятельностью (ИСУБД) «Новая Афина», в основу которой легли ИБС «Афина» компании «ПрограмБанк» и разработка «Диасофта» — DiasoftBank 5NT. Данная банковская система разработана на основе программной платформы Оrас1е.ИСУБД «Новая Афина» обеспечивает комплексную автоматизацию всех направ­лений деятельности банка, финансовые методы управления им, поддержку теку­щего законодательства и правил ведения бухгалтерского учета, ведение планов счетов произвольной структуры, поддержку различных форм платежного документооборота и маршрутизацию прохождения платежей с использованием различных вариантов верификации документов. Также в рамках ИСУБД решаются задачи управления многофилиальной структурой банк в едином информационном пространстве в режиме реального времени, автоматизации мультивалютного расчетно-кассового обслуживания, управления ЛОРО - и НОСТРО-счетами, обработки сообщений S.W.I.F.T., ведения договоров, контрактов и их приложений, формирования бухгалтерской и аналитической отчетности, связи с внешними информационными системами, администрирования и аудита, получения отчетов произвольной формы. Общая характеристика СУБД MS AccessMS Access в настоящее время является одной из самых популярных среди настольных программных систем управления базами данных. Среди причин такой популярности следует отметить:

высокую степень универсальности  и продуманности интерфейса, который  рассчитан на работу с пользователями самой различной квалификации. В ча­стности, реализована система управления объектами базы данных, позволяющая гибко и оперативно переходить из режима конструирования в режим их непосредственной эксплуатации;

глубоко развитые возможности интеграции с другими программными продук­тами, входящими в состав Microsoft Office, а также с любыми программными Продуктами, поддерживающими технологию OLE;богатый набор визуальных средств разработки.

Нельзя не отметить, что, существенной причиной такого широкого распростране­нная MS Access является и мощная рекламная поддержка, осуществляемая фир-мой Microsoft. В процессе разработки данного продукта yа рынок представлялись его различные версии. Наиболее известными (в некотором смысле этапными) cтали Ассеss 2.0, Ассеss 7.6 (он впервые был включен в состав программного комплекта MS Office 95). Позже появились версии Ассеss 97 (в составе NS Office 97)  и Ассеss 2000 (в составе МS Office 2000).

Очевидно, что отправной точкой в процессе работы с любой СУБД является создание файла (или группы файлов) базы данных.Основные разделы главного окна соответствуют типам объектов, которые может содержать база данных Ассеss. Это Таблицы, Запросы, Отчеты, Макросы и Модули. Заголовок окна содержит имя файла базы данных. В данном случае он называется Trade Test.Интерфейс работы с объектами базы данных унифицирован. По каждому из них предусмотрены стандартные режимы работы:Создать — предназначен для создания структуры объектов;Конструктор — предназначен для изменения структуры объектов; Открыть (Просмотр, Запуск) — предназначен для работы с объектами базы данных.Важным средством, облегчающим работу с Ассеss для начинающих пользователей, являются мастера — специальные программные надстройки, предназначенные для создания объектов базы данных в режиме последовательного диалога. Для опытных и продвинутых пользователей существуют возможности более гибкого управления ресурсами и возможностями объектов СУБД в режиме конструктора.

Специфической особенностью СУБД Ассеss является то, что вся информация, относящаяся к одной базе данных, хранится в едином файле. Такой файл имеет расширение *.mdb. Данное решение, как правило, удобно для непрофессиональ­ных пользователей, поскольку обеспечивает простоту при переносе данных с одного рабочего места на другое. Внутренняя организация данных в рамках mbd-формата менялась от версии к версии, но фирма Microsoft поддерживала их со­вместимость снизу вверх, то есть базы данных из файлов в формате ранних версий Access могут быть конвертированы в формат, используемый в версиях более поздних.

Основные этапы разработки базы данных в среде MS Access  Как нетрудно догадаться, процесс разработки конкретного  программного прило­жения в среде Access в первую очередь определяется спецификой автоматизируе­мой предметной области. Однако для большинства из них можно выделить ряд типичных этапов. Это:разработка и описание структур таблиц данных;разработка схемы данных и задание системы взаимосвязей между таблицами; разработка системы запросов к таблицам базы данных и (при необходимости) их интеграция в схему данных;разработка экранных форм ввода/вывода данных; разработка системы отчетов по данных  разработка программных расширений для базы данных, решающих специфи­ческие задачи по обработке содержащейся в ней информации, с помощью ин­струментария макросов и модулей;