Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Федеральное агентство по образованию

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.В. БАТАЕВ

ТЕХНОЛОГИИ БАЗ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Издательство Политехнического университета

2006

УДК36.761:36.763 (075.8)

А.В. Батаев. Технологии баз данных в информационных экономических системах. Учебное пособие. - СПб, изд. СПГПУ,006, -7 с.

Ответственный редактор - зав.кафедрой «Финансы и

денежное обращение», д-р. э. наук., проф. Э.А.Козловская

Пособие предназначено студентам специальности «Финансы и кредит» и слушателям по второму высшему образованию. Оно может быть использовано также студентами других экономических специальностей при разработке баз данных с использованием Microsoft Access.

Пособие содержит описание систем управления баз данных Microsoft Access, SQL MS Server, Oracle, Progress, а также описаны модели баз данных используемых на сегодняшний день. Приведены виды архитектур существующих баз данных с позиции сетевых технологий.

Рис.2, таблиц4 , библиогр. -0 назв.

Учебное пособие разработано по заявке кафедры «Финансы и денежное обращение» СПбГПУ, которая обладает эксклюзивным правом на его распространение.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Содержание

Введение

1. Системы управления базами данных (СУБД)

1.1 Понятие базы данных (БД)

1.2 Виды моделей БД

1.2.1 Сетевые модели БД

1.2.2 Иерархические модели БД

1.2.3 Реляционные модели БД

1.2.4 Объектные модели БД

1.3 Интеграция неоднородных информационных ресурсов

1.4 Распределенная обработка данных в СУБД

1.5 Архитектуры СУБД

1.6 Основные функции системы управления базами данных

2. СУБД Microsoft Access

2.1 Microsoft Access как реляционная СУБД

2.1.1 Возможности Microsoft Access

2.1.2 Области применения Microsoft Access

2.1.3 Архитектура Microsoft Access

2.1.4 Разработка проекта приложения

2.2 Работа с данными в Microsoft Access

2.2.1 Построение баз данных в Microsoft Access

2.2.2 Задание условий на значения для полей

2.2.3 Создание первичного ключа и установление связей

2.2.4 Создание индексов

2.2.5 Ограничения для баз данных

2.2.6 Изменение проекта базы данных

2.2.7 Режим таблицы

2.2.8 Работа с гиперссылками

2.2.9 Сортировка и поиск данных

2.2.10 Работа с данными при помощи запросов

2.2.11 Ограничения при использовании запросов на выборку для обновления данных

2.2.12 Модификация данных с помощью запросов на изменение

2.2.13 Импорт, экспорт и связывание данных

2.2.14 Язык SQL

2.3 Интерфейс пользователя в базах данных Microsoft Access

2.3.1. Использование форм

2.3.1.1 Основные сведения о формах

2.3.1.2 Элементы управления форм

2.3.2 Построение форм

2.3.3 Главная (основная) кнопочная форма

2.3.4 Разработка отчетов

2.4 Создание приложений

2.4.1 Общие сведения о макросах

2.4.2 Основные понятия процедур VBA для приложений

2.4.3 Язык VBA

2.4.4 Модули

3. Виды корпоративных СУБД

3.1 СУБД MS SQL Server

3.1.1 Различие между МА и MS SQL Server

3.1.2 Объекты MS SQL Server

3.2 СУБД Oracle

3.2.1 История развития СУБД Oracle

3.2.2 Инструменты и технологии, реализованные в СУБД Oracle

3.2.3 Структура базы данных Oracle

3.2.4 Основные объекты и термины базы данных Oracle

3.3 СУБД Progress

3.3.1 Архитектура СУБД Progress

3.3.2 Основные компоненты СУБД Progress

3.3.3 Возможности СУБД Progress

Список литературы

Введение

база данные информационный корпоративный

Развитие технологий создания баз данных насчитывает несколько десятков лет. За свою историю базы данных прошли несколько этапов развития, и теперь их создание базируется на математической теории реляционной алгебры.

На сегодняшний день трудно представить хотя бы одну отрасль экономики, которая бы обходилась без построения баз данных. Они присутствуют как у отдельных пользователей, так и на крупных предприятиях и фирмах.

На данный момент на рынке программного обеспечения присутствуют различные программы, позволяющие писать базы данных любой степени сложности. Среди них можно выделить DBASE, PARADOX, FOXPRO, MICROSOFT ACCESS.

Наибольшей популярностью пользуется программа MICROSOFT ACCESS (созданная в992 году), если судить по количеству проданных копий. MICROSOFT ACCESS является удачной системой управления реляционными базами данных. MICROSOFT ACCESS позволяет легко объединять связанную информацию. Кроме этого, он является дополнением к другим работающим с базами данных программным продуктам, поскольку предоставляет широкие возможности для работы с данными из других источников, включая базы данных SQL. Полностью поддерживая технологию OLE, MICROSOFT ACCESS может выступать в качестве клиента или сервера по отношению к другим приложениям, таким как MICROSOFT WORD, MICROSOFT EXCEL, MICROSOFT POWER POINT и MICROSOFT OUTLOOK.

MICROSOFT ACCESS обладает развитой системой разработки приложений, позволяющей быстро создавать необходимые приложения для широкого спектра источников данных. Действительно, создание простого приложения в MICROSOFT ACCESS не представляет никаких трудностей. Достаточно определить формы и отчеты, исходя из имеющихся данных, и связать их в приложении с помощью нескольких простых инструкций языка VISUAL BACIC. При этом нет необходимости в написании программы в классическом значении этого термина.

Для написания сложных приложений, требующих нестандартных подходов, в распоряжении разработчиков предоставлен мощный аппарат языка запросов SQL и соответственно языка VISUAL BASIC. Такой подход, сочетающий возможность построения с помощью стандартных средств и языков программирования высокого уровня, позволяет использовать MICROSOFT ACCESS как на предприятиях малого бизнеса, где он в сочетании с MICROSOFT SQL SERVER представляет идеальную среду для быстрой и эффективной разработки новых приложений, так и для крупного бизнеса. На крупных предприятиях MICROSOFT ACCESS является средством, позволяющим связать в одном приложении данные, хранящиеся на главных серверах корпорации и на персональных компьютерах, в разных форматах.

Для создания баз данных корпораций используются корпоративные (профессиональные) СУБД, позволяющие создавать базы данных на основе технологии хранилищ данных. Среди них можно выделить такие СУБД, как MICROSOFT SQL SERVER, ORACLE, PROGRESS.

Если две первые СУБД являются лидерами среди приложений для баз данных, то СУБД PROGRESS менее заметен на рынке технологий баз данных, но тем не менее используется при построении интегрированных банковских систем, используемых в российских банках.

1. Системы управления базами данных

1.1 Понятие базы данных

При больших объемах информации возникает две проблемы, которые необходимо решить:

1) упорядочение информации

2) обеспечение наибольшей скорости поиска в ней.

В компьютере для хранения и использования информации создаются специальные хранилища - базы данных.

Технологии баз данных одна из наиболее востребованных технологий в практической разработке информационных экономических систем, сформирована широкая сфера самых разнообразных приложений систем баз данных.

База данных (БД) - это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе сведениях о различных сущностях одной предметной области (реальных объектах, процессах, явлениях или событиях), обеспечивающая наличие такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для одного или нескольких приложений или пользователей.

Также можно определить базу данных - как набор записей и файлов, организованных определенным образом, предназначенный для поиска информации. Например, одним из типов базы данных могут быть документы, набранные с помощью текстовых редакторов и сгруппированные по темам; другим типом - файлы электронных таблиц, объединяемые по характеру использования.

Одним из основных свойств баз данных можно считать независимость данных от использующих их прикладных программ. Под независимостью данных подразумевается то, что изменения в данных не приводит к изменению программ. Разработка программ длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому при возникновении потребности модифицировать структуру данных, нет необходимости сохранять уже созданные прикладные программы.

Системы управления базами данных (СУБД) - это программные средства, предназначенные для ввода, наполнения, удаления, фильтрации и поиска данных.

Фундаментом технологий баз данных является модель данных, на которой базируется конкретная СУБД. Модель описывает набор понятий и признаков, которыми должна обладать конкретная СУБД и управляемые ими базы данных, если они основываются на этой модели. Наличие такой модели позволяет сравнивать конкретные реализации СУБД и оценивать их соответствие модели.

1.2 Виды моделей БД

1.2.1 Сетевые модели БД

История создания и развития СУБД насчитывает около сорока лет.

Современные СУБД основываются на использовании моделей данных (МД), позволяющих описывать объекты предметных областей и взаимосвязи между ними. Существуют три основные МД и их комбинации, на которых основываются СУБД: реляционная модель данных (РМД), сетевая модель данных (СМД), иерархическая модель данных (ИМД).

Основное различие между этими моделями данных состоит в способах описания взаимодействий между объектами и атрибутами. Взаимосвязь выражает отношение между множествами данных. Используются взаимосвязи «один к одному», «один ко многим» и «многие ко многим». «Один к одному» - это взаимно однозначное соответствие, которое устанавливается между одним объектом и одним атрибутом. Hапример, в определенный момент времени в одной ЭВМ используется один определенный процессор. Hомеру выбранной ЭВМ соответствует номер выбранного процессора. «Один ко многим»- одно-многозначное соответствие, которое устанавливается между одним объектом и многими атрибутами. Например, один пользователь для решения различных задач использует различные языки программирования. «Многие ко многим» - это соответствие между многими объектами и многими атрибутами. Hапример, на множестве ЭВМ может одновременно работать множество пользователей. Взаимосвязи между объектами и атрибутами удобно представлять в виде графов и гиперграфов.

Сетевые модели данных базируются на табличных и графовых представлениях: вершинам графа обычно сопоставляются некоторые типы сущности, которые представляются таблицами, а дугам - типы связей. Наиболее развитой сетевой моделью данных являлась модель, предложенная в апреле971 г. рабочей группой по базам данных Ассоциации по языкам систем обработки данных (CODASYL), спецификации которой впоследствии неоднократно пересматривались. В СМД элементарные данные и отношения между ними представляются в виде ориентированной сети (вершины - данные, дуги - отношения).

Рассмотрим «классическую» сетевую модель данных CODASYL. Основные «строительные блоки» структуры сетевой базы данных - тип записи и тип набора. Тип записи представляет собой множество записей, обладающих структурой и другими свойствами, специфицированными в описании данного типа записей в схеме базы данных для всех записей этого типа.

Запись - совокупность логически связанных полей, характеризуется именем и полями, входящими в нее. Полем называется единая неделимая единица информации, которая характеризуется идентификатором, типом и размером.

Помещенная в базу данных запись может существовать в ней не только самостоятельно, но и являться одновременно детальной или главной записью каких-либо наборов в зависимости от того, описан ли ее тип в схеме базы данных как тип главной записи или детальной записи каких-либо типов наборов.

Тип набора сетевой модели представляет собой множество наборов, обладающих структурой и другими свойствами, специфицированными в схеме базы данных для этого типа набора. Hаборы СМД служат для представления отношений вида: n между главными записями и детальными записями одного или нескольких типов.

Каждый экземпляр набора состоит из одного экземпляра записи, называемой главной записью набора, и в общем случае динамически изменяющегося при обновлениях базы данных множества записей, называемых детальными записями набора.

Главная и детальная записи данного набора связываются с помощью указателей в цепь и образуют упорядоченную последовательность. Могут быть предусмотрены дополнительные указатели, связывающие каждую детальную запись набора непосредственно с ее главной записью, а также указатели, обеспечивающие обход записей набора в обратном направлении. Типы главных и детальных записей наборов данного типа объявляются в описании этого типа набора в схеме. Каждый экземпляр главной записи набора, появляясь в базе данных, порождает экземпляр набора этого типа.

Главные и детальные записи одних наборов могут быть одновременно главными и/или детальными записями других наборов того же самого или иных типов. Таким образом, из записей базы данных и наборов может быть сконструирована база данных произвольно сложной структуры.

1.2.2 Иерархические модели БД.

Иерархическая модель данных (ИМД) основана на понятии деревьев, состоящих из вершин и ребер. Вершина дерева ставится в соответствие совокупности атрибутов данных, характеризующих некоторый объект. Вершины и ребра дерева как бы образуют иерархическую древовидную структуру, состоящую из n уровней.

Первую вершину называют корневой вершиной. Она удовлетворяет условиям:

1. Иерархия начинается с корневой вершины.

2. Каждая вершина соответствует одному или нескольким атрибутам.

3. Hа уровнях с большим номером находятся зависимые вершины. Вершина предшествующего уровня является начальной для новых зависимых вершин.

4. Каждая вершина, находящаяся на уровне i, соединена с одной и только одной вершиной уровня i-1, за исключением корневой вершины.

5. Корневая вершина может быть связана с одной или несколькими зависимыми вершинами.

6. Доступ к каждой вершине происходит через корневую вершину по единственному пути.

7. Существует произвольное количество вершин каждого уровня.

Иерархическая модель данных состоит из нескольких деревьев, т. е. является лесом. Каждая корневая вершина образует начало записи логической базы данных. В ИМД вершины, находящиеся на уровне i, называют порожденными вершинами на уровне i-1.

Операции в ИМД имеют аналогичный СМД «позаписный» характер. Аппарат перемещения по структуре в графовых моделях служит для установки тех объектов данных, к которым будет применяться очередная операция манипулирования данными. Такие объекты называются текущими. Механизмы доступа к данным и перемещения по структуре данных в таких моделях достаточно сложны и существенным образом опираются на концепцию текущего состояния механизма доступа.

Основные достоинства ИМД: простота построения и использования, обеспечение определенного уровня независимости данных, простота оценки операционных характеристик. Основные недостатки: отношение «многие ко многим» реализуется очень сложно, дает громоздкую структуру и требует хранения избыточных данных, что особенно нежелательно на физическом уровне, иерархическая упорядоченность усложняет операции удаления и включения, доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.

1.2.3 Реляционные модели БД.

Сетевые и иерархические модели в настоящее время считаются устаревшими, но существует множество баз данных созданных на их основе и требующих поддержания их работы.

Одним из крупнейших достижений в этой области является создание реляционной модели данных и базирующейся на ней теории реляционных баз данных, которая позволила получить важные результаты для развития теории баз данных. Как отмечают многие исследователи, своим успехом реляционная модель данных во многом обязана, в первую очередь тому, что опиралась на строгий математический аппарат теории множеств, отношений и логики первого порядка. Разработчики любой конкретной реляционной системы считали своим долгом показать соответствие своей конкретной модели данных общей реляционной модели, которая выступала в качестве меры "реляционности" системы. Существует широкий спектр реляционных СУБД для приложений различного масштаба. Разработан международный стандарт языка запросов SQL, ставший универсальным интерфейсом коммерческих реляционных СУБД. По оценкам специалистов, примерно9% мирового рынка баз данных занимают в настоящий момент реляционные СУБД. Несмотря на то, что подавляющее большинство приложений базируется на реляционной технологии, их роль начинает ослабевать.

В основе реляционной модели лежит математическое понятие теоретико-множественного отношения, которое представляет собой подмножество декартова произведения списка доменов. Домен- это просто множество значений. Рассмотрим пример реляционной базы данных.

Для решения сложных задач одного файла с данными оказывается недостаточно. Например, если необходимо составить заявку на товары, в которой должны присутствовать наименования товаров и имена поставщиков, и все это хранить в одной таблице, то в каждой записи наряду с наименованием товара следовало бы предусмотреть поле для адреса поставщика. Если один и тот же поставщик имеет несколько видов товаров, то многие записи будут хранить дублирующую информацию. Запись - это строка в таблице БД, а поле - столбец. Пример организации базы данных такого типа показан в таблице.

Заявка на товары

Товар	Цена, $	Адрес поставщика
Компьютер	900	Санкт - Петербург
Принтер	300	Санкт - Петербург
Факс	600	Москва

• Данный способ организации базы данных имеет следующие недостатки:
• 1) При добавлении в базу данных информации о новом товаре уже известного поставщика придется опять вводить его адрес в создаваемую запись.
• 2) Если адрес поставщика изменится, необходимо будет проверить и обновить все записи, хранящие данный адрес.
• 3) При хранении в каждой записи полного адреса поставщика увеличивается объем используемой памяти и затраты времени на управление данными, а поиск записей, соответственно, замедляется.
• 4) Повышается вероятность появления ошибки при вводе и обработке данных.
• Поэтому все современные системы основаны на реляционной модели управления базами данных. В такой базе данных каждая запись содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту, кроме того, с данными двух типов, например, со сведениями о товарах и поставщиках можно работать как с единым целым, основываясь на значениях, связанных между собой данных. Таким образом, преимущество ее заключается в том, что для каждого самостоятельного набора данных создается своя собственная таблица. В выше приведенном примере это была бы отдельная таблица наименований товаров и отдельная таблица поставщиков. В таблице наименований товаров адрес поставщика указывается в виде ссылки, номера записи таблицы поставщиков, содержащей реальный адрес. Эта взаимосвязь отражена в таблице.
• Взаимосвязь таблиц в реляционной базе данных
• Преимущества реляционной модели:
• 1) Централизованное хранение информации о поставщиках.
• 2) Меньшие затраты на ввод данных.
• 3) Высокая скорость доступа к информации вследствие меньших затрат памяти.
• 4) Высокая устойчивость к ошибкам.

1.2.4 Объектные модели БД

Вместе с тем в последние годы четко обозначилась тенденция развития СУБД в объектном направлении. Объектная (объектно-ориентированная) модель не противоречит реляционной модели данных, а дополняет и развивает последнюю (точнее сказать -- реляционная модель является частным случаем объектной формы представления данных). Однако, трудности развитого математического аппарата, на который могла бы опираться общая объектная модель данных, не существует, как нет и признанной базовой объектной модели. С другой стороны, некоторые авторы утверждают, что общая объектная модель данных в классическом смысле и не может быть определена по причине непригодности классического понятия модели данных к парадигме объектной ориентированности.

Парадигма - это пространство идей и законы движения в этом пространстве. В рамках парадигмы определены аксиомы, на которых выстраивается своя логика. Решения, вырабатываемые в рамках парадигмы, непротиворечивы и логичны.

Преимуществами объектных СУБД можно считать:

- объектные СУБД - открытые системы. Несложно добавить новый тип данных;

- объектные СУБД быстрее, чем реляционные, если в программе многократно осуществляется переход от объекта к объекту по ссылке. Поскольку ссылка на объект есть идентификатор, однозначно определяющий его расположение в базе, то переход по такой ссылке происходит быстрее, чем ссылка в реляционной модели. Объектные СУБД (ОСУБД) устраняют необходимость в языке запросов

Традиционные области применения ОСУБД - системы автоматизированного проектирования, моделирование, мультимедиа. ОСУБД широко используются в телекоммуникациях, различных аспектах автоматизации предприятия, издательском деле.

1.3 Интеграция неоднородных информационных ресурсов

Информационная неоднородность ресурсов заключается в разнообразии понятий, словарей; отображаемых реальных объектов; правил, определяющих адекватность моделируемых объектов реальности; видов данных, способов их сбора и обработки; интерфейсов пользователей и т.д.

Реализационная неоднородность источников проявляется в использовании разнообразных компьютерных платформ, средств управления базами данных, моделей данных и знаний, средств программирования, операционных систем, и т.п. Системы, обеспечивающие совместимость различных компонентов называются интероперабельными системами.

Традиционные системы баз данных, используемые в информационных системах для сопровождения бизнес - процессов поддерживают большие объемы информации с помощью технологий оперативной обработки транзакций - OLTP. В OLTP-технологии обрабатывается детализированные данные, главные свойства данных здесь, их полнота и актуальность.

Под транзакцией понимается неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации) такая, что либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД, либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует. Лозунг транзакции - «Все или ничего». Поддержание механизма транзакций - показатель уровня развитости СУБД. Корректный механизм поддержания транзакций одновременно является основой обеспечения целостности баз данных.

Для поддержки принятия решений нужны другие технологии. Необходимо объединять данные из различных источников (как из корпоративной информационной системы, так и из внешней среды), накапливать данные, делая их срезы во времени. Анализ таких данных позволяет оценивать состояние и динамику развития организации, делать обоснованные прогнозы и принимать обоснованные решения. Программные продукты, необходимые для обеспечения управленческих решений, должны обеспечивать хранение больших объемов данных, эффективный доступ к ним, а так же располагать развитыми средствами анализа данных и представления результатов в удобной для специалистов и руководства форме. Информационная технология, которая предоставляет руководителям различного уровня возможность получения необходимой информации для принятия управленческих, финансовых и кадровых решений называется OLAP (On-Line Analytical Processing- оперативной аналитической обработкой) - технологией.

OLAP - технологии базируются на технологиях хранилищ данных (Data warehouses). Хранилище данных обеспечивает накопление с течением времени данных для содействия в принятии решений. Хранилище - это репозитарий (склад) информации содержащий объединенные, проверенные данные, отражающие работу организации за длительный период. Объемы данных в хранилищах в несколько раз превосходят объемы данных в OLTP-системах.

Хранилища данных отличаются от баз данных или систем оперативной обработки транзакций (OLTP-систем) своим назначением и устройством:

- хранилище содержит данные, позволяющие проводить анализ деловых операций;

- хранилища обычно представляют собой системы, доступные только для чтения;

- в хранилищах накапливаются данные, не меняющиеся со временем и избавленные от ошибок.

Различия между OLAP и OLTP системами представлено в таблице.

Из-за большого объема данных в хранилищах, одной из основных проблем создания хранилищ является обеспечение высокой производительности обработки запросов. Запросы в хранилище отличаются высоким уровнем сложности.

Создание хранилищ данных - трудоемкий и длительный процесс. Наряду с хранилищами данных существуют и часто используются компаниями витрины данных (Data Mart), называемые также киосками данных. Такие системы создаются для отдельных подразделений компаний или для обеспечения отдельных видов деятельности. Объемы данных и требования к вычислительным ресурсам в витринах данных существенно меньше по сравнению с хранилищами. Витрины данных могут строиться как независимо, так и на основе хранилищ данных компании. Хранилища данных имеют двухуровневую или трехуровневую архитектуру. В двухуровневых хранилищах на верхнем уровне поддерживается объединенная информация. На нижнем уровне - различные источники баз данных. В трехуровневой архитектуре предусматривается поддержка витрин данных для отдельных подразделений компании над ее единым хранилищем.

1.4 Распределенная обработка данных в СУБД

В современном бизнесе очень часто возникает необходимость предоставить доступ к одним и тем же данным группам пользователей, территориально удаленным друг от друга. В качестве примера можно привести банк, имеющий несколько отделений. Эти отделения могут находиться в разных городах, странах или даже на разных континентах, тем не менее необходимо организовать обработку финансовых транзакций (перемещение денег по счетам) между отделениями. Результаты финансовых операций должны быть видны одновременно во всех отделениях.

Различие между OLAP и OLTP системами

Характеристика	База данных ОLТР	База данных OLAP
базы данных	(оперативная обработка транзакций)	(хранилище данных, деловой анализ)
Содержимое	Текущие данные	Данные, накопленные за долгий период
			времени
Структура данных	Структура таблиц соответствует	Структура таблиц понятна и удобна для
	структуре транзакций	написания запросов (кубы фактов - схема
			"звезда")
Типичный размер	Тысячи строк		Миллионы строк
таблиц
Схема доступа	Предопределена для каждого типа	Произвольная; зависит от того, какая именно
	обрабатываемых транзакций	задача стоит перед пользователем в данный
			момент и какие сведения нужны для ее
			решения
Количество строк, к	Десятки		от тысяч до миллионов
которым обращается
один запрос
С какими данными	С отдельными строками	С группами строк (итоговые запросы)
работает приложение
Интенсивность	Большое количество бизнес -	На выполнение запросов требуется время:
обращений к базе	транзакций в минуту или в секунду	минуты или даже часы
данных
Тип доступа	Выборка, вставка и обновление	Выборка данных (почти00 % операций)
Чем определяется	Время выполнения транзакции	Время выполнения запроса
производительность

Существуют два подхода к организации обработки распределенных данных:

- технология распределенной базы данных. Такая база включает фрагменты данных, расположенные на различных узлах сети. С точки зрения пользователей она выглядит так, как будто все данные хранятся в одном месте. Естественно, такая схема предъявляет жесткие требования к производительности и надежности каналов связи;

- технология тиражирования. В этом случае в каждом узле сети дублируются данные всех компьютеров. При этом передаются только операции изменения данных, а не сами данные. Передача может быть асинхронной (неодновременной для разных узлов), данные располагаются там, где обрабатываются.

Использование технологии тиражирования позволяет снизить требования к пропускной способности каналов связи. При выходе из строя линии связи какого-либо компьютера, пользователи других узлов могут продолжать работу. Однако при этом допускается неодинаковое состояние базы данных для различных пользователей в один и тот же момент времени. Следовательно, невозможно исключить конфликты между двумя копиями одной и той же записи.

В основе распределенной обработки лежит запрос к собственной локальной БД или удаленной (БД сервера). Запрос - формализованное задание на поиск и обработку информации. Удаленный запрос - единичный запрос к одному серверу. Несколько удаленных запросов к одному серверу объединяются в удаленную транзакцию. Если отдельные запросы транзакции обрабатываются различными серверами, то транзакция называется распределенной.

Распределенная база данных и распределенная обработка не синонимы. Распределенная БД размещается на нескольких серверах, работа с ней, для получения доступа к удаленным данным, требует использования сетевой СУБД. При распределенной обработке один запрос транзакции обрабатывается одним сервером. Распределенная СУБД позволяет обрабатывать один запрос несколькими БД. Такой запрос называется распределенным.

1.5 Архитектуры СУБД

По способу организации взаимодействия с базой данных через сеть, СУБД делят на:

1) СУБД с централизованной архитектурой.

2) СУБД с архитектурой файл-сервер.

3) СУБД с архитектурой клиент-сервер.

4) СУБД с трехуровневой архитектурой: клиент - сервер приложений - сервер базы данных.

СУБД с централизованной архитектурой. СУБД и сама база данных размещается и функционирует на центральном миникомпьютере (мэйнфрейме), а пользователи получают доступ к базе данных при помощи обычных терминалов - компьютер рассматривается просто как устройство ввода и отображения информации: на мэйнфрейм передаются нажатия клавиш, в обратном направлении передаются данные, отображаемые непосредственно на мониторе пользователя. Примерами СУБД с централизованной архитектурой являются ранние версии СУБД ОВ2, ранние версии СУБД Oracle и IngresВ.

В СУБД с архитектурой файл-сервер база данных хранится на сервере, а копии СУБД устанавливаются на компьютерах пользователей. Файл базы данных, находящийся на сервере, совместно используется всеми пользователями одновременно, при помощи сетевого программного обеспечения и самой операционной системы. Ярким примером такой архитектуры является СУБД MS Access: копии СУБД установлены на компьютере каждого пользователя, а сам файл базы данных находится на сервере в сетевой папке. Архитектура файл-сервер позволяет добиться приемлемой производительности, т.к. в распоряжении каждой копии СУБД находятся все ресурсы компьютера пользователя. С другой стороны, производительность такой схемы для каждого пользователя, напрямую зависит от характеристик компьютера пользователя. Кроме того, такая схема работы значительно загружает сеть. Допустим, что пользователю необходимо отобрать строки таблицы с товарами, по которым объем продаж не превышает00 тыс. руб. Поскольку строки в таблице не упорядочены, то скорее всего по сети будут переданы все строки таблицы, из которых СУБД уже "на месте" (на компьютере пользователя) отберет нужные. Очевидно, что такая схема нерациональна при больших объемах обрабатываемой информации или большом числе пользователей базы данных. Поэтому, для таких БД целесообразнее применять архитектуру клиент-сервер.

При архитектуре клиент-сервер база данных хранится на сервере, а СУБД подразделяется на две части: клиентскую и серверную. Клиентская часть СУБД выполняется на стороне клиента и обеспечивает интерактивное взаимодействие с пользователем и формирование запросов к базе данных (на языке SQL). Серверная часть работает на сервере и взаимодействует с базой данных, обеспечивая выполнение запросов клиентской части, т.е., если провести аналогию с рассмотренным выше примером, то клиентская часть сформирует и отправит серверной части запрос "Отбери для меня строки таблицы с товарами, по которым объем продаж не превышает00 тыс. рублей", серверная часть выполнит данный запрос и отошлет клиентской части только те строки, которые необходимо, не передавая по сети все строки таблицы. Большинство современных СУБД реализованы по архитектуре клиент-сервер: Oracle, MS SQL Server, PostgreSQL, MySQL, Infonnix, ОВ2 и др.

Однако и архитектура клиент-сервер не лишена недостатков. Если деловая логика взаимодействия с базой данных (логика, определяющаяся порядком работы предприятия: какие таблицы и в каком порядке заполнять, что делать при добавлении нового сотрудника и т.д.) изменяется, то приходится заново переписывать клиентские программы (вводить новые формы, менять порядок их заполнения и т.д.). Если изменения происходят слишком часто, а количество рабочих мест велико, то постоянная переустановка программного обеспечения (которая, кстати, должна осуществляться достаточно быстро) становится серьезной проблемой. В таких случаях, следует переходить к трехуровневой архитектуре: клиент - сервер приложений - сервер базы данных. При трехуровневой архитектуре в функции клиентской части входит только интерактивное взаимодействие с пользователем, а вся деловая логика вынесена на сервер приложений, который собственно и обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу базы данных. "Тонкий клиент" находится на компьютере пользователя и чаще всего представляет из себя Web-броузер (например, Intemet Explorer) с применением в соответствующей НТМL-странице средств Java или компонентов ActiveX. Сервер приложений находится на сервере и может являться специализированной программой (например, Oracle Fonns Server) или обычным Web-сервером, вызывающим для обработки НТТР-запроса внешнюю программу через интерфейс CGI (см. рис.).

Трехуровневая архитектура

Преимущества трехуровневой архитектуры очевидны: при необходимости изменений в деловой логике, изменения вносятся только один раз - на сервере приложений. Изменять или переустанавливать клиентские программы нет никакой необходимости.

1.6 Основные функции системы управления базами данных

При значительном увеличении объема информации и необходимости отслеживания связей между файлами, при возникновении необходимости подтверждения правильности ввода информации, возникает необходимость создания системы управления базами данных (СУБД).

СУБД - это совокупность набора данных (баз данных) и программ на обслуживание выполняющей управление БД (упорядочение, сортировка и т.д.).

Создание баз данных производится в несколько этапов.

1) Первый этап заключается в определении структуры базы данных, на нем устанавливается из каких полей, состоит отдельная запись базы данных и задается тип каждого поля. Например, бывают текстовые и числовые поля.

2) После разработки структуры базы данных осуществляется ввод данных. Это второй этап. Использование специальных форм упрощает как ввод, так и вывод данных - отдельных записей.

3) Третий этап - поиск информации в базе данных. Осуществляется на основе критериев поиска, который применяется к содержимому определенных полей базы данных. Совокупность критериев поиска предназначенных для отбора информации из набора данных называется запросом. В результате запроса отображаются только те данные, которые соответствуют заданным критериям.

4) Четвертый этап - оформление записей, полученных в результате запроса.

На основе этапов разработки СУБД можно сформулировать основные функции СУБД:

1) Определение данных: можно определить, какие сведения хранятся в базе данных, их типы и взаимосвязи друг с другом.

2) Обработка данных. Данные можно обрабатывать самыми различными способами: фильтровать, сортировать, выбирать итоговые значения, а также изменять копировать и удалять.

3) Управление данными: можно определить, какому пользователю или группе пользователей разрешен доступ к тем или иным данным, определить порядок изменения и удаления данных для каждого из пользователей.

2. СУБД Microsoft Access

2.1 Microsoft Access как реляционная СУБД

2.1.1 Возможности Microsoft Access

Определение данных и их хранение.

Microsoft Access (МА) предоставляет максимальную свободу при выборе типов данных, всего их насчитывается девять. С помощью Microsoft Access можно задавать форматы хранения данных, в частности длину строки, точность представления чисел и т.д. Чтобы быть уверенным в том, что в базе данных хранятся только правильные значения, можно задать условия на значения различной степени сложности. Кроме этого Microsoft Access проверяет правильность отношений между таблицами, т.к. Microsoft Access является приложением Windows, то в нем можно использовать возможности механизмов DDE и OLE. Механизм DDE позволяет выполнять обмен данными между Microsoft Access и любым другим приложением, поддерживающим механизм DDE. Механизм OLE позволяет устанавливать связи с объектами других приложений или внедрять объекты в базу данных Microsoft Access. Это могут быть рисунки, диаграммы, электронные таблицы и т.д. Кроме этого Microsoft Access воспринимает множество самых разнообразных форматов данных, включая файловые структуры других СУБД, в частности из баз данных « Paradox », « dBase », «Microsoft Fox Pro », а также осуществляет экспорт и импорт данных из текстовых файлов и электронных таблиц.

Обработка данных.

СУБД предоставляет разнообразные средства для работы с данными. Например, можно производить поиск любой степени сложности, как в отдельной таблице, так и в нескольких связанных таблицах или файлах. Кроме этого можно производить обновление данных в отдельном поле или отдельной записи. Для чтения или изменения данных можно создать процедуры, выполняющие функции СУБД. В Microsoft Access для обработки данных таблиц используется язык SQL (структурированный язык запросов). С помощью этого языка можно определить подмножество данных из одной или нескольких таблиц, соответствующих определенному критерию. При любой обработке данных из нескольких таблиц Microsoft Access использует заданные связи между таблицами, которые можно установить без знания языка SQL. Microsoft Access предоставляет средства графического построения запросов - так называемый запрос по образцу, используемый для задания данных, необходимых для решения конкретной задачи.

Управление данными.

При необходимости коллективного использования информации одной из функций СУБД становится защита информации от несанкционированного доступа. Задача защиты заключается в том, что права для работы в СУБД могут получать определенные пользователи или группы пользователей, которые имеют право того или иного вида доступа к информации. Предназначенные для коллективного пользования СУБД должны иметь средства, не позволяющие нескольким людям одновременно изменять одни и те же данные. Наиболее совершенные системы позволяют помимо этого группировать вносимые изменения (последовательность таких изменений называют транзакциями) таким образом, что либо ни одно из них не будет сохранено, либо будут сохранены все. Microsoft Access спроектирован таким образом, что он может быть использован как в качестве самостоятельной СУБД на отдельной рабочей станции (компьютере), так и в сети в режиме « клиент- сервер » (рис.).

В Microsoft Access предусмотрены средства защиты и обеспечения целостности данных. Можно заранее указать какие пользователи или группы пользователей обладают правом доступа к таблицам, формулам и запросам. В Microsoft Access применяется механизм автоматической блокировки для избежания одновременного изменения объекта несколькими пользователями. При работе с присоединенными таблицами из других баз данных « Paradox », « dBase », Microsoft Access распознает системы блокировки этих СУБД и подчиняется их требованиям.

Система связи «клиент - сервер»

Microsoft Access как средство разработки приложений.

При создании достаточно сложных приложений, работающих с базами данных, необходимы: реляционная СУБД и система разработки приложений, помогающая автоматизировать решение основных задач. Практически все существующие СУБД имеют средства разработки приложений, которые могут использоваться при создании процедур для управления и обработки данных. Но при этом следует отметить, что многие системы разработки приложений требуют знания языков программирования (например, « СИ »). В Microsoft Access существуют средства, позволяющие проектировать и создавать приложения без знания языка программирования. Работа в Microsoft Access начинается с определения таблиц и полей, предназначенных для хранения данных. После этого с помощью форм, отчетов, макросов и модулей можно определить действия над этими данными. Формы и отчеты можно использовать для задания форматов вывода данных на экран и дополнительных вычислений. Для автоматизации операций в простом приложении достаточно макросов (макрокоманд), позволяющих связать формы и отчеты между собой. При разработке очень сложных приложений можно использовать модули обработки событий для форм и отчетов или описывать функции с помощью языка программирования VBA (Visual Basic).

2.1.2 Области применения Microsoft Access.

В малом бизнесе.

На малом предприятии средства Microsoft Access могут использоваться для управления необходимыми для работы данными. В силу того, что средства разработки приложений в Microsoft Access довольно просты, то создание необходимых приложений или адаптация чужих для своих нужд является несложным процессом.

Области применения Microsoft Access в малом бизнесе:

1) Бухгалтерский учет.

2) Ввод заказов.

3) Ведение информации о клиентах.

4) Ведение информации о деловых контактах.

Для разработки прикладных программ на персональных компьютерах по заказу.

При нынешней конкуренции на рынке прикладного программного обеспечения побеждает тот разработчик, который быстро и за невысокую плату может предоставить пользователю нужное приложение. Для разработчиков прикладных программ Microsoft Access позволяет создавать законченные приложения для заказчика с помощью определенного набора запросов, форм и отчетов в очень краткие сроки. Если же клиент предъявляет какие - то особые требования, то в этом случае можно использовать возможности предоставляемые языком VBA.Для разработчиков прикладных программ в определенной области Microsoft Access позволяет строить ядро приложения и настраивать его в соответствии с потребностями конкретного заказчика. Кроме того, можно создавать дополнительные встраиваемые средства. При разработке конкретного приложения, если требования заказчика не слишком велики, то вполне хватает возможностей Microsoft Access. При больших же объемах данных со сложной структурой можно, не изменяя своего приложения, подключить его к Microsoft SQL Server, который является более сложным приложением по сравнению с Microsoft Access. Таким образом, основными средствами при разработке прикладных программ являются:

1) Разработка внутриотраслевых приложений.

2) Разработка межотраслевых приложений.

Как средство маркетинга.

Корпорация Microsoft использует возможности собственного программного продукта для создания приложений баз данных в области маркетинга и продажи своих продуктов. Существует база данных, называемая Microsoft Power Point, используемая для презентаций отделом маркетинга. С ее помощью торговый представитель может вводить условия отбора слайдов для представления презентаций, включая рекламируемые продукты, тип аудитории и максимальное время, отводимое на презентацию. В другой базе данных Microsoft Press Book содержится информация о книгах издательства Microsoft. Это приложение предоставляет широкие возможности для поиска информации, а также позволяет идентифицировать себя как заказчика и создать заказ на интересующие книги.

В области маркетинга можно выделить следующие области применения Microsoft Access:

1) Поддержка презентаций.

2) Информационное обеспечение.

3) Обработка заказов.

На крупном предприятии.

Современные фирмы обладают разветвленными информационными подразделениями, на которые возлагаются обязанности по обеспечению фирмы важной компьютерной информацией. Обычно все корпорации начинают с построения операционно-учетных систем обработки данных. Такие системы накапливают и обрабатывают сведения о ежедневно совершаемых сделках и операциях таких как:

1) Сведения о банковских операциях.

2) Данные о проданных изделиях и закупленных материально - технических запасах.

3) Сведения о заказанных и поступивших комплектующих и материалах.

4) Данные об энергозатратах, поступлении сырья и другие сведения административно-хозяйственного характера.

С точки зрения ввода, методов разработки и вывода данных подобные операционно-учетные системы достаточно просты в разработке и использовании, но с точки зрения анализа информации не всегда удобны. Потребность в анализе информации привела корпорации к необходимости создания обширных, структурированных по отделам производственных информационных сетей, которые в свою очередь связаны с рабочими местами сотрудников. С ростом объема данных, циркулирующих в корпорации, управление, поиск и доступ к ним становятся все сложнее. Основное преимущество Microsoft Access при использовании в крупных фирмах состоит в том, что он обладает способностью осуществлять связь с базами данных разных форматов, находящимися на рабочих станциях, сетевых серверах или больших ЭВМ. Microsoft Access позволяет легко получить прямой доступ к исходным данным, построить запрос для извлечения необходимой информации и создать отчет, по полученным данным. Именно способность получать данные из многих источников, в сочетании с легкостью использования позволяет Microsoft Access создавать эффективные системы обработки информации. Т.к. Microsoft Access может работать в режиме коллективного доступа к базам данных различных форматов, то он является хорошим средством разработки приложений для рабочих групп, которые хранят данные на серверах локальных сетей своих подразделений и в то же время периодически пользуются приложениями других подразделений и сбрасывают данные на серверы корпорации. Пример такой структуры приведен на рисунке.

В приложениях, ориентированных на небольшие рабочие группы, хранение и коллективный доступ к информации может осуществляться при помощи только одного Microsoft Access. В случае же больших приложений используется специальный сервер (Microsoft SQL Server), а Microsoft Access в этом случае выступает в роли клиента. Чаще всего в крупных корпорациях Microsoft Access используется в общей информационной системе как пользовательская среда для обработки данных. Соответствующим образом подготовленные пользователи могут применять Microsoft Access для создания собственных отчетов диаграмм и запросов.

Информационная структура корпорации

Таким образом, области применения Microsoft Access в крупной фирме заключаются в следующем:

1) Приложение для рабочих групп.

2) Системы обработки информации.

В качестве персональной СУБД.

Microsoft Access является удобным средством для компьютерной обработки личной информации. Так как Microsoft Access упрощает процесс создания форм и отчетов и позволяет с помощью макросов и модулей легко связывать их, разработка больших личных приложений занимает мало времени.

Области применения в качестве личной СУБД:

1) Введение инвестиционного портфеля.

2) Справочник по адресам.

3) Различные виды каталогов.

2.1.3 Архитектура Microsoft Access

Объекты базы данных Microsoft Access.

Microsoft Access (МА) называет объектами все, что может иметь собственное имя в смысле МА. Термин « база данных » обычно относится только к файлам, в которых хранятся данные. В Microsoft Access база данных включает в себя все объекты, связанные с хранимыми данными. В том числе и те, которые определяются для автоматизации работы. Всего в Microsoft Access определено основных объектов.

1) Таблица.

Таблица - это объект, который определяется и используется для хранения данных. Каждая таблица содержит информацию о субъектах определенного типа (например, клиентах). Поля (столбцы таблицы) служат для хранения различных характеристик субъектов (например, ФИО и адреса клиентов), а каждая запись (строка) содержит сведения о конкретном субъекте (например, о клиенте по фамилии Иванов). Для каждой таблицы необходимо определить первичный ключ (одно или несколько полей, имеющих уникальное для каждой записи значение) и один или несколько индексов, ускоряющих доступ к данным.

2) Запросы.

Запрос - это объект, позволяющий пользователю получить нужные данные из одной или нескольких таблиц на основе заданных критериев. Для определения запроса можно использовать так называемый запрос по образцу, в котором определяется критерий поиска нужной информации, или написать инструкции на языке SQL. Можно создавать запросы на выборку, удаление, обновление или добавление данных. С помощью запросов можно так же создавать новые таблицы, используя данные из одной или нескольких существующих таблиц.

3) Формы.

Форма - это объект, предназначенный в основном для ввода данных, отображения их на экране и управления работой приложения.

Можно использовать формы для того, чтобы реализовать требования пользователя к представлению данных таблиц или наборов записей запросов. С помощью форм можно в ответ на какое - то событие запустить макрос или модуль. Причем форма может быть распечатана.

4) Отчет.

Отчет - это объект, предназначенный для форматирования, вычисления итогов и печати выбранных данных.

5) Макрос.

Макрос - это объект, представляющий собой структурированное описание одного или нескольких действий, которые должен выполнить Microsoft Access в ответ на определенное событие. Например, можно определить макрос, который при выборе некоторого элемента в основной форме будет открывать другую форму.

В макрос можно включить дополнительные условия для выполнения или пропуска тех или иных указанных в нем действий. Макросы можно использовать для открытия таблиц, выполнения запросов, просмотра или печати отчетов. Из одного макроса можно запустить другой макрос или процедуру VBA.

6) Модуль.

Модуль - это объект, содержащий программу на языке VBA для приложений, позволяющий разбить некоторый процесс, на несколько небольших процедур и обнаружить ошибки, которые невозможно найти, используя макросы.

Модули могут быть независимыми объектами, содержащими функции, вызываемые из любого места приложения или непосредственно привязанными к формам или отчетам для реакции на те или иные события.

Взаимосвязи основных объектов Microsoft Access.

Все объекты в МА взаимосвязаны друг с другом. Схематично связь между ними можно представить в следующем виде (рис.4).

В таблицах хранятся данные, которые можно извлечь с помощью запросов. Используя формы, можно выводить данные для пользователя и изменять их. Формы и отчеты получают данные как непосредственно из таблиц, так и через запросы. Для выполнения необходимых вычислений и форматирования данных запросы могут использовать

встроенные функции или функции, созданные с помощью языка VBA. События, происходящие в формах или отчетах, могут запускать макросы или модули.

Событие - это любое изменение состояния объекта в Microsoft Access. Например, открытие формы, ввод новой строки в форму, изменение содержимого текущей записи и т.д., для обработки события можно создать макрос или модуль. С помощью макросов и модулей можно изменять ход выполнения приложения, открывать фильтровать и изменять данные в формах и отчетах, выполнять запросы и создавать новые таблицы. Используя язык VBA можно создавать, модифицировать и удалять любой объект Microsoft Access.