14. Для подготовки запросов с помощью различных субд чаще всего используются два основных языка описания запросов:

• QBE (Query By Example) — язык запросов по образцу;

• SQL (Structured Query Language) — структурированный язык запросов.

По возможностям манипулирования данными при описании запросов указанные языки практически эквивалентны (за исключением реализации в QBE выражения NOT EXISTS, что связано с неоднозначностью его интерпретации). Более того, на практике запрос, составленный на QBE, обычно транслируется в SQL – запрос и лишь затем выполняется.

Главное отличие между данными языками заключается в способе формирования запросов: язык QBE предполагает ручное или визуальное формирование запроса, в то время как использование SQL означает программирование запроса.

QBE (англ. Query by Example, запрос по образцу) — способ создания запросов к базе данных, с использованием образцов значений полей в виде текстовой строки. Реализации QBE преобразуют пользовательский ввод в формальный запрос к базе данных, что позволяет пользователю создавать сложные запросы без необходимости изучать более сложные языки запросов, такие как SQL.

Данный метод отбора данных впервые предложен Моше Злуфом (англ. Moshé M. Zloof), сотрудником исследовательского центра IBM в 1970 году.

Эксплуатационным преимуществом поиска QBE является то, что для формирования запроса не требуется использовать специализированный язык запросов, синтаксис которого может быть сложен и недоступен конечному пользователю. Пользователю выводится окно, в котором указаны все поля данных, встречающиеся в каждой записи данных; введение информации в конкретное поисковое поле ограничит поиск совпадением (полным или частичным, в зависимости от договорённости реализации) по данному полю. Проверка условий осуществляется только по заполненным условиям на поля, а поля, условия на которые указаны не будут, могут соответствовать чему угодно. Многие практические реализации QBE допускают также не только конъюнктивное соединение условий в заполненных полях, но и другие варианты соединения условий (например, дизъюнкцию, отрицание, существование или несуществование связанных записей и другие).

15. SQL (ˈɛsˈkjuˈɛl; англ. Structured Query Language — «язык структурированных запросов») — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL основывается на исчислении кортежей.

SQL является, прежде всего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. SQL нельзя назвать языком программирования [источник не указан 434 дня].[6]

Изначально, SQL был основным способом работы пользователя с базой данных и позволял выполнять следующий набор операций:

создание в базе данных новой таблицы;

добавление в таблицу новых записей;

изменение записей;

удаление записей;

выборка записей из одной или нескольких таблиц (в соответствии с заданным условием);

а, также, изменение структур таблиц. Со временем, SQL усложнился — обогатился новыми конструкциями, обеспечил возможность описания и управления новыми хранимыми объектами (например, индексы, представления, триггеры и хранимые процедуры) — и стал приобретать черты, свойственные языкам программирования.

При всех своих изменениях, SQL остаётся единственным механизмом связи между прикладным программным обеспечением и базой данных. В то же время, современные СУБД, а, также, информационные системы, использующие СУБД, предоставляют пользователю развитые средства визуального построения запросов.

Каждое предложение SQL — это либо запрос данных из базы, либо обращение к базе данных, которое приводит к изменению данных в базе. В соответствии с тем, какие изменения происходят в базе данных, различают следующие типы запросов:

запросы на создание или изменение в базе данных новых или существующих объектов (при этом в запросе описывается тип и структура создаваемого или изменяемого объекта);

запросы на получение данных;

запросы на добавление новых данных (записей)

запросы на удаление данных;

обращения к СУБД.

Основным объектом хранения реляционной базы данных является таблица, поэтому все SQL-запросы — это операции над таблицами. В соответствии с этим, запросы делятся на

запросы, оперирующие самими таблицами (создание и изменение таблиц);

запросы, оперирующие с отдельными записями (или строками таблиц) или наборами записей.

Каждая таблица описывается в виде перечисления своих полей (столбцов таблицы) с указанием

типа хранимых в каждом поле значений;

связей между таблицами (задание первичных и вторичных ключей);

информации, необходимой для построения индексов.

Запросы первого типа, в свою очередь, делятся на запросы, предназначенные для создания в базе данных новых таблиц, и на запросы, предназначенные для изменения уже существующих таблиц. Запросы второго типа оперируют со строками, и их можно разделить на запросы следующего вида:

вставка новой строки;

изменение значений полей строки или набора строк;

удаление строки или набора строк.

Самый главный вид запроса — это запрос, возвращающий (пользователю) некоторый набор строк, с которым можно осуществить одну из трёх операций:

просмотреть полученный набор;

изменить все записи набора;

удалить все записи набора.

Таким образом, использование SQL сводится, по сути, к формированию всевозможных выборок строк и совершению операций над всеми записями, входящими в набор.

Язык SQL представляет собой совокупность

операторов;

инструкций;

и вычисляемых функций.

16. Определим основные понятия сервер и клиент. Сервер- компьютер предоставляющая услуги по запросам других программ (компьютеров), называемых клиентами. В контексте БД вводится понятие сервер баз данных: 1.СУБД в архитектуре "клиент-сервер". 2.Компьютер в сети, на котором поддерживается база данных и осуществляется обработка пользовательских запросов.

Сервер баз данных осуществляет целый комплекс действий по управлению данными. Перечислим его основные функции: - выполнение пользовательских запросов на выбор и модификацию данных и метаданных; - хранение и резервное копирование данных; - поддержка ссылочной целостности данных согласно правилам, определенным в базе данных; - обеспечение авторизованного доступа к данным на основе проверки прав и привилегий пользователей; - протоколирование операций и ведение журнала транзакций (сущность транзакции будет рассмотрена ниже).

Основой архитектуры "клиент-сервер" является принцип централизации хранения и обработки данных. Централизованная база данных физически сосредоточена в одном месте и управляется одним компьютером-сервером.

Архитектура "клиент-сервер" допускает различные варианты реализации. В первоначальном (централизованном) варианте архитектуры "клиент-сервер" приложение (пользовательская программа) не разбивалось на части, используя ресурсы только одного мощного компьютера. СУБД, данные и приложения хранились на одном мощном мини-компьютере или мейнфрейме, принимающим входную информацию с пользовательского терминала и отображающего на нем данные (разделение функций было на процессном уровне – один процесс выполнял функции клиента, другой – сервера). С появлением персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей появилась возможность распределения ресурсов по всем компьютерам сети с позиции максимального использования их ресурсов. Основным принципом разбиения приложения на части является разделение на группы функций стандартного интерактивного приложения:

1.Функции ввода и отображения данных (Presentation Logic – презентационная логика). К этой функции относятся все интерфейсные экранные формы, с которыми работает пользователь, а также отображаемая на экране результативная и справочная информация. 2.Прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач (Business Logic – бизнес-логика). 3.Функции обработки данных внутри приложения (Database Logic – логика обработки данных). 4.Функции управления информационными ресурсами (Database Manager Logic). Это собственно СУБД, обеспечивающая хранение и управление базами данных. 5.Служебные функции, играющие роль связок между функциями первых четырех групп.

В децентрализованной архитектуре "клиент-сервер" существуют различные варианты распределения функций между компьютером-сервером и компьютером-клиентом в двухзвенной модели: от мощного сервера, на котором производится практически вся работа, до мощного клиента, когда большая часть функций выполняется компьютером-клиентом, а сервер обрабатывает поступающие к нему по сети SQL-запросы. Рассмотрим наиболее популярные из них.

В модели удаленного доступа к данным (Remote Data Access, RDA) на сервере хранится база данных и ядро СУБД. На клиенте располагается презентационная логика и бизнес-логика. Клиент обращается к серверу с запросом на языке SQL, либо посредством средств пользовательского интерфейса (API). Данную модель поддерживает большое число серверных СУБД, имеющих SQL-интерфейсы, и инструментальных средств, обеспечивающих создание клиентской части.

Модель сервера БД (Database Server – DBS) характеризуется тем, что функции компьютера-клиента ограничиваются презентационной логикой. Большая часть бизнес-логики переложена на сервер. Иногда такую модель называют моделью с "тонким клиентом".

Существуют и более сложные варианты реализации архитектуры "клиент-сервер", например, трехзвенные информационные системы с использованием серверов приложений, реализующих бизнес-логику информационной системы (модель сервера приложений – Application Server (AS)) (рис. 2).

Центральным звеном модели является сервер приложений, на котором реализуется несколько прикладных функций. Серверов приложений может быть несколько, и каждый из них представляет свой вид сервиса.

17. Модель удаленного доступа к данным основана на учете специфики размещения и физического манипулирования данных во внешней памяти для реляционных СУБД. В RDA-модели компонент доступа к данным в СУБД полностью отделен от двух других компонентов (компонента представления и прикладного компонента) и размещается на сервере системы. Компонент доступа к данным реализуется в виде самостоятельной программной части СУБД, называемой SQL-сервером, и инсталлируется на вычислительной установке сервера системы. Функции SQL-сервера ограничиваются низкоуровневыми операциями по организации, размещению, хранению и манипулированию данными в дисковой памяти сервера. Иначе говоря, SQL-сервер играет роль машины данных. Схема RDA-модели приведена нами ниже.

В файле (файлах) базы данных, размещаемом на сервере системы, находится также и системный каталог базы данных, в который помещаются в том числе и сведения о зарегистрированных клиентах, их полномочиях и т. п.

На клиентских установках инсталлируются отделенные программные части СУБД, реализующие интерфейсные и прикладные функции. Пользователь, входя в клиентскую часть системы, регистрируется через нее на сервере системы и начинает обработку данных. Прикладной компонент системы (библиотеки запросов, процедуры обработки данных) полностью размещается и выполняется на клиентской установке - razgovorodele.ru. При реализации своих функций прикладной компонент формирует необходимые SQL-инструкции, направляемые SQL-серверу. SQL-сервер, представляющий специальный программный компонент, ориентированный на интерпретацию SQL-инструкций и высокоскоростное выполнение низкоуровневых операций с данными, принимает и координирует SQL-инструкции от различных клиентов, выполняет их, проверяет и обеспечивает выполнение ограничений целостности данных и направляет клиентам результаты обработки SQL-инструкции, представляющие как известно наборы (таблицы) данных.

Таким образом, общение клиента с сервером происходит через SQL-инструкции, а с сервера на клиентские установки передаются только результаты обработки, т. е. наборы данных, которые могут быть существенно меньше по объему всей базы данных. В результате резко уменьшается загрузка сети, а сервер приобретает активную центральную функцию. Кроме того, ядро СУБД в виде SQL-сервера обеспечивает также традиционные и важные функции по обеспечению ограничений целостности и безопасности данных при совместной работе нескольких пользователей.

Другим, может быть неявным, достоинством RDA-модели является унификация интерфейса взаимодействия прикладных компонентов информационных систем с общими данными. Такое взаимодействие стандартизовано в рамках языка SQL уже упоминавшимся специальным протоколом ODBC* (Open Database Connectivity), играющим важную роль в обеспечении интероперабельности, т. е. независимости от типа СУБД на клиентских установках в распределенных системах. Иначе говоря, специальный компонент ядра СУБД на сервере (так называемый драйвер ODBC) способен воспринимать, обрабатывать запросы и направлять результаты их обработки на клиентские установки, функционирующие под управлением реляционных СУБД других, не «родных» типов. Такая возможность существенно повышает гибкость в создании распределенных инфор-мационных систем на базе интеграции уже существующих в какой-либо организации локальных баз данных под управлением настольных или другого типа реляционных СУБД. Специальные драйверы ODBC могут обеспечить возможность использования настольной СУБД в качестве клиента SQL-сервера «тяжелой» многопользовательской клиент-серверной СУБД.

* Стандартный протокол доступа к данным на серверах баз данных SQL.

К недостаткам RDA-модели можно отнести высокие требования к клиентским вычислительным установкам, так как прикладные программы обработки данных, определяемые спецификой предметной области АИС, выполняются на них - razgovorodele.ru. Другим недостатком является все же существенный трафик сети, обусловленный тем, что с сервера базы данных клиентам направляются наборы (таблицы) данных, которые в определенных случаях могут занимать достаточно существенный объем.