Системы управления базами данных. Базу данных (БД) можно определить как унифицированную совокупность данных, совместно используемую различными зада­чами в рамках некоторой единой

Теория управления базами данных как самостоятельная дис­циплина начала развиваться приблизительно с начала 50-х годов двадцатого столетия. За это время в ней сложилась определенная система фундаментальных понятий. Приведем некоторые из них.

Предметной областью принято называть часть реального ми­ра, подлежащую изучению с целью организации управления в этой сфере и последующей автоматизации процесса управления. В рам­ках данной книги для нас в первую очередь представляют интерес предметные области, так или иначе связанные со сферой экономи­ки и финансов.

Объектом называется элемент информационной системы, сведения о котором хранятся в базе данных. Иногда объект также называют сущностью.

Классом объектов называют их совокупность, обладающую одинаковым набором свойств.

Атрибут — это информационное отображение свойств объ­екта. Каждый объект характеризуется набором атрибутов.

Ключевым элементом данных называются такой атрибут (или группа атрибутов), который позволяет определить значения других элементов данных.

Запись данных — это совокупность значений связанных эле­ментов данных.

Первичный ключ — это атрибут (или группа атрибутов), кото­рый уникальным образом идентифицируют каждый экземпляр объ­екта (запись). Вторичным ключом называется атрибут (или группа атрибутов), значение которого может повторяться для нескольких записей (экземпляров объекта). Прежде всего, вторичные ключи используются в операциях поиска записей.

Процедуры хранения данных в базе должны подчиняться не­которым общим принципам, среди которых в первую очередь сле­дует выделить:

• целостность и непротиворечивость данных, под которыми понимается как физическая сохранность данных, так и пре­дотвращение неверного использования данных, поддержка допустимых сочетаний их значений, защита от структурных искажений и несанкционированного доступа;

• минимальная избыточность данных обозначает, что любой элемент данных должен храниться в базе в единственном ви­де, что позволяет избежать необходимости дублирования операций, производимых с ним.

Программное обеспечение, осуществляющее операции над базами данных, получило название СУБД — система управления базами данных.

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.

Кратко остановимся на конкретных программных продуктах, относящихся к классу СУБД. На самом общем уровне все СУБД можно разделить:

• на профессиональные, или промышленные;

• персональные (настольные).

Профессиональные (промышленные) СУБД представляют со­бой программную основу для разработки автоматизированных сис­тем управления крупными экономическими объектами. На их базе создаются комплексы управления и обработки информации круп­ных предприятий, банков или даже целых отраслей. Первосте­пенными условиями, которым должны удовлетворять профессио­нальные СУБД, являются:

• возможность организации совместной параллельной работы большого количества пользователей;

• масштабируемость, то есть возможность роста системы пропорционально расширению управляемого объекта; пере­носимость на различные аппаратные и программные плат­ формы;

• устойчивость по отношению к сбоям различного рода, в том числе наличие многоуровневой системы резервирования хра­нимой информации;

• обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним.

Промышленные СУБД к настоящему моменту имеют уже дос­таточно богатую историю развития. В частности, можно отметить, что в конце 70-х — начале 80-х годов в автоматизированных сис­темах, построенных на базе больших вычислительных машин, ак­тивно использовалась СУБД Adabas. В настоящее время характерными представителями профессиональных СУБД являются та­кие программные продукты, как Oracle, DB2, Sybase, Informix, Progress.

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.

• наличие развитого инструментария создания программных расширений в рамках единой среды СУБД: язык разработки приложений.

• 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.

К современным системам управления базами данных предъ­являются следующие требования:

Обеспечение возможности быстрой разработки прикладной программы

В СУБД должны быть средства об объектно-ориентированного программирования, позволяющие формировать компоненты проекта, которые можно затем многократно использо­вать, на основе создания объектов, классов и подклассов. Кроме тою, объекты могут быть созданы с помощью визуальных средств и многократно использоваться в любое время.

Обеспечение полного набора средств для управления событиями

В Windows число событий, к которым пользователь может обращаться, значительно увеличилось, и, следовательно, обработ­ка событий стала более сложной. Система должна обеспечивать полностью управляемую событиями модель и иметь полный дос­туп к механизму стандартных событий, основанных на функцио­нировании системы Windows.

Обеспечение набора инструментальных средств

Система должна иметь широкие возможности по интеграции систем хранения данных и доступа к серверам данных с примене­нием технологии ODBC. Должен быть полностью реализован встроенный язык SQL, реализована возможность обновления дан­ных через редактирование курсоров, встроен механизм обеспечения транзакций, возможность обращения к серверу на том диалек­те SQL, который поддерживает сервер.

Access специально спроектирован для создания многопользо­вательских приложений, где файлы баз данных являются разде­ляемыми ресурсами сети. В Access реализована надежная система защиты от несанкционированного доступа к файлам баз данных.

Access имеет собственную, уникальную структуру для хране­ния связанных таблиц, форм, отчетов, запросов, макросов и моду­лей VBA в одном файле.

Access имеет возможность импорта и экспорта данных в большинство распространенных форматов баз данных, электрон­ных таблиц и текстовых файлов. Access также позволяет

Microsoft Access

Microsoft Access является мощной и высоко­производительной 32-разрядной системой управления базами дан­ных (СУБД). Она отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным СУБД:

*/ Обеспечение быстрой разработки прикладной программы •S Обеспечение полного набора средств для управления собы­тиями

•S Обеспечение набора инструментальных средств •S Обеспечение интеграции в семейство Microsoft Office •S Сетевая поддержка

Пакет Access предназначен для разработки настольных (desktop) баз данных и создания приложений баз данных архитектуры клиент/сервер, работающих под управлением операционной системы Windows. Как компонент, входящий в MS Office, Access имеет усовершенствованный интерфейс поль­зователя, что обеспечивает его совместимость с Excel и Word. Access предлагает множество новых, относящихся к Internet возможностей для создания HTML-документов, используемых World Wide Web. Усовершенствованный механизм базы данных Jet 3.5 ускоряет выполнение запросов между базами данных кли­ент/сервер с ODBCDirect.

База данных Access - это совокупность структурированных и взаимосвязанных данных и методов, обеспечивающих добавление, изменение, выборку и отображение данных. Это определение под­черкивает важное отличие между Access и другими СУБД. Даже системы клиент/сервер (например, Microsoft SQL Server), позво­ляющие хранить все таблицы в одном файле базы данных, не мо­гут включать формы и отчеты в файл базы данных.

В состав любой базы данных Access входят следующие элементы:

Таблицы. В базах данных Access информация хранится в виде двумерных таблиц. База данных может содержать до 32768 объек­тов (комбинаций таблиц, форм, отчетов и т.д.), причем могут быть открыты одновременно 1024 таблицы (если позволяют системные ресурсы).

Запросы. При помощи запросов можно произвести выборку данных, соответствующих некоторому критерию. Выборка данных может производиться одновременно из 16 таблиц. В запрос можно включить до 255 полей (столбцов). Условие отбора определяет то, какие данные будут выбраны из таблицы в результате запроса.

Формы. Формы позволяют отображать данные, содержащиеся в таблицах или запросах в более удобном для восприятия виде. При помощи форм можно добавлять в таблицы новые данные, а также изменять и удалять существующие. Форма может содержать рисунки, графики и другие внедренные объекты.

Отчеты. Отчеты предназначены для печати данных, содер­жащихся в таблицах и запросах, в красиво оформленном виде.

Макросы. Использование макросов в приложениях Access по­зволяет автоматизировать повторяющиеся операции.

Модули. Модули содержат Access VBA код, используемый для написания процедур обработки событий, таких как нажатие на кнопку в форме или отчете, для создания функций настройки, ис­пользуемых в формах, отчетах и запросах, для автоматического выполнения операций над объектами базы данных и программного управления операциями, которыми нельзя управлять с помощью макросов.

ЛЕКЦИИ

В зависимости от предметной области информационные системы могут весьма значительно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации. Однако можно выделить ряд свойств, которые являются общими.

• □ Информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки инфор­мации, поэтому в основе любой из них лежит среда хранения и доступа к данным.
• □ Информационные системы ориентированы на конечного пользователя, не об­ладающего высокой квалификацией в области вычислительной техники. По­этому клиентские приложения информационной системы должны обладать простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, который предоставляет конечному пользователю все необходимые для работы функции и в то же вpeмя не дает ему возможность выполнять какие-либо лишние действия.

Таким образом, при разработке информационной системы приходится решать две основные задачи:

• разработка базы данных, предназначенной для хранения информации;
• разработка графического интерфейса пользователя клиентских приложений.