Базы данных_1

1			R3					R1
ФИО	Должн	Стаж	Каф		ФИО	Предм	Группа	ВидЗан

1

R4

Должн Оклад

1

R5

Стаж Н_стаж

Рис. 3.5. Схема отношения БД «Преподаватель», полученная в процессе нормализации отношений

На практике построение ЗНФ схем отношений в большинстве случаев является достаточным и приведением к ним процесс проектирования структур реляционных БД заканчивается.

4. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ

4.1. Понятие СУБД

Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации.

4.2. Классификация СУБД

Классифицировать СУБД можно, используя различные признаки классификации.

Важнейшим классификационным признаком СУБД является тип модели данных, поддерживаемый СУБД. По этому признаку СУБД делятся на:

иерархические. Первой иерархической СУБД была система IMS (Information Management System) компании IBM, коммерческое распространение которой началось в 1968 г.

сетевые. Первой сетевой СУБД считается система IDS, разработанная компанией

General Electric немного позже системы IMS;

реляционные. Первые коммерческие реляционные СУБД от компаний IBM, Oracle Corporation, Relation Technology и др. поставщиков появились в начале 80-х годов.

По степени универсальности различают СУБД общего и специального назначения.

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или информационные потребности конкретной группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторых моделях компьютеров в определенной операционной системе, и поставляется многим пользователям как коммерческий продукт. СУБД общего назначения обладают средствами настройки на работу с конкретной БД в условиях конкретного применения. Развитые функциональные возможности таких СУБД обеспечивают безболезненную эволюцию построенных на их основе автоматизированных информационных систем в рамках их жизненного цикла.

Однако в некоторых случаях существующие СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемой производительности и/или удовлетворить заданные ограничения по объему памяти, предоставляемой для хранения БД. Тогда приходится разрабатывать специализированную СУБД для данного конкретного применения. Примером специализированной СУБД может быть система IMBASE, используемая для автоматизации проектных и конструкторских разработок. Эта СУБД содержит информацию о стандартных конструктивных элементах, материалах и других элементах, используемых для проектирования сложных механических устройств (узлов, агрегатов).

По принципу обработки запросов к БД СУБД подразделяют на настольные и серверные.

4.2.1. Настольные СУБД

СУБД этого класса сначала использовались для больших ЭВМ, затем для мини-ЭВМ, и, наконец, для ПЭВМ. При работе с настольной СУБД сами базы данных расположены на том же компьютере, что и СУБД, осуществляющая доступ к ним. Пользователь работает с БД в однопользовательском режиме (монопольно). Такая БД называется локальной. СУБД ответственна за выполнение запросов и за поддержание целостности БД.

К настольным СУБД относятся, например Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Clarion, Paradox и др.

Развитием настольных СУБД стали их сетевые многопользовательские версии, которые обеспечивали одновременную работу нескольких пользователей с централизованной БД, размещаемой на одном компьютере – сервере сети. На этом же сервере располагается и СУБД.

4.2.2. Серверные СУБД

Эффективность функционирования информационной системы (ИС) во многом зависит от ее архитектуры. В настоящее время наиболее перспективной является архитектура

клиент-сервер.

Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, а клиент – это компьютер (программа), использующий этот ресурс.

В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, службы печати, почтовые службы. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он управляет. Т. о., если управляемым ресурсом является база данных, то соответствующий сервер называется сервером базы данных.

Достоинством организации информационной системы по архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей над персональной информацией.

Архитектура клиент-сервер допускает различные варианты реализации.

Исторически первыми появились ИС с применением файл-сервера. В таких ИС БД хранится на файловом сервере сети. По запросам пользователей файлы БД передаются на их персональные ПК, где и производится их обработка. Недостатком такого варианта архитектуры является высокая интенсивность передачи обрабатываемых данных. Причем зачастую передаются избыточные данные, т. к. вне зависимости от того, сколько записей из базы данных требуется пользователю, файлы базы данных передаются целиком. Кроме того, невысока безопасность БД, и трудно обеспечить конфиденциальность информации.

Файл-сервер

База данных

Копии файлов

СУБД

данных Компьютер пользователя

Рис. 4.1. Архитектура файл-сервер

Если ИС построена по архитектуре клиент-сервер с использованием сервера баз данных, то выполнение основного объема обработки данных обеспечивается сервером баз данных. Формируемые пользователем или приложением запросы поступают к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер БД выполняет поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении с предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных. Существенно повышается степень безопасности БД, т. к. правила целостности данных определяются в

серверной СУБД и являются едиными для всех клиентских приложений, использующих эту БД.

В роли клиентских приложений в общем случае могут использоваться настольные СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и т. д.

Серверы БД: MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server и др.

Сервер сети
База данных	СУБД
Результат	Запрос

Клиентское приложение

Компьютер-клиент

Рис. 4.2. Архитектура клиент-сервер

4.2.3. Распределенные СУБД

В распределенной БД не все данные хранятся централизованно. Они распределены по узлам, удаленным географически, но связанным коммуникационными линиями. Каждый узел имеет собственную (локальную) БД. Кроме того, он может обращаться к данным, хранящимся на других узлах. Пользователь распределенной БД не обязан знать, каким образом ее компоненты размещены на узлах сети и представляет себе эту БД как единое целое. Т. о., распределенная база данных (РаБД) – это совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети.

РаБД могут однородными и неоднородными. Однородные РаБД имеют в своей основе одну СУБД, неоднородные – две или более существенно различающиеся СУБД.

В РаБД различаются и формы распределения данных. В одних случаях данные фрагментируются, т. е. делятся на порции, распределенные между множеством физических ресурсов. В других случаях данные тиражируются. Тиражирование – это создание дублирующих копий объектов БД на разных узлах с целью повышения доступности и/или сокращения времени доступа к критически важным данным.

Работу с распределенной БД обеспечивают распределенные СУБД. Распределенная СУБД (СУРБД) – это программная система, которая обеспечивает управление распределенной БД и прозрачность ее распределенности для пользователей.

СУРБД могут работать как в глобальных, так и в локальных сетях. Они предлагают возможности, расширяющие преимущества технологии БД. Так, позволяя каждому узлу поддерживать собственную БД, добиваются быстрого и эффективного доступа к наиболее часто используемым данным. СУРБД могут повысить надежность работы в сети. Если компьютер какого-либо узла вышел из строя, то нужные данные (ранее скопированные на два или более узлов) СУРБД предоставит с узла, продолжающего функционировать.

В качестве классификационного признака можно рассматривать также:

среду функционирования СУБД (платформу) – класс компьютеров и операционных систем, под управлением которых работает СУБД;

наличие диалоговых и инструментальных средств конструирования объектов БД;

возможности встроенного языка СУБД;

использование OLE-технологии – взаимодействие объектов БД с объектами других приложений: табличных и текстовых процессоров, графических редакторов и др.;

возможности работы с нетрадиционными данными (данными, не являющимися текстом, числами и датами);

обеспечение интеграции данных из баз, созданных в разных СУБД, и др.