Базы данных и система управления базами данных

Подпись – определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля).

Значение по умолчанию-то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).

Условие на значение – ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).

Сообщение об ошибке – текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных.

Обязательное поле – свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.

Пустые строки – свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым).

Индексированное поле – если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значение в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.

Поскольку в разных полях  могут содержаться данные разного  типа, то и свойства у полей могут  различаться в зависимости от типа данных. Так, например, список вышеуказанных  свойств полей относится в  основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь  или не иметь эти свойства, но могут добавлять к ним и  свои. Например, для данных, представляющих действительные числа, важным свойством является количество знаков после десятичной запятой. С другой стороны, для полей, используемых для хранения рисунков, звукозаписей, видео клипов и других объектов OLE, большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла.

1.3. Типы данных

 

Таблицы баз данных, как  правило, допускают работу с гораздо  большим количеством разных типов  данных. Так, например, базы данных Microsoft Access работают со следующими типами данных.

Текстовый – тип данных, используемый для хранения обычного неформатированного текста ограниченного размера (до 255 символов).

Числовой – тип данных для хранения действительных чисел.

Поле Мемо – специальный тип данных для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов). Физически текст не хранится в поле. Он храниться в другом месте базы

данных, а в поле храниться  указатель на него, но для пользователя такое разделение заметно не всегда.

Дата/время – тип данных для хранения календарных дат и текущего времени.

Денежный – тип данных для хранения денежных сумм. Теоретически, для их записи можно было бы пользоваться и полями числового типа, но для денежных сумм есть некоторые особенности (например, связанные с правилами округления), которые делают более удобным использование специального типа данных, а не настройку числового типа.

Счетчик – специальный тип данных для уникальных (не повторяющихся в поле) натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Естественное использование – для порядковой нумерации записей.

Логический – тип для хранения логических данных (могут принимать только два значения, например Да или Нет).

Гиперссылка – специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов Интернета. При щелчке на ссылке автоматически происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне.

Мастер подстановок – это не специальный тип данных. Это объект, настройкой которого можно автоматизировать ввод данных в поле так, чтобы не вводить их вручную, а выбирать их из раскрывающегося списка.

1.4. Безопасность баз данных

 

Базы данных – это тоже файлы, но работа с ними отличается от работы с файлами других типов, создаваемых прочими приложениями. Выше мы видели, что всю работу по обслуживанию файловой структуры берет  на себя операционная система. Для базы данных предъявляются особые требования с точки зрения безопасности, поэтому  в них реализован другой подход к  сохранению данных.

Базы данных – это особые структуры. Информация, которая в  них содержится, очень часто имеет  общественную ценность. Нередко с  одной и той же базой работают тысячи людей по всей стране. От информации, которая содержится в некоторых  базах, может зависеть благополучие множества людей. Поэтому целостность  содержимого базы не может и не должна зависеть ни от конкретных действий некоего пользователя, забывшего  сохранить файлы перед выключением  компьютера, ни от перебоев в электросети.

Проблема безопасности баз  данных решается тем, что в СУБД для сохранения информации используется двойной подход. В части операций, как обычно, участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы.

Глава 2. Системы  управления базами данных

2.1. Классификация  СУБД

 

Системой  управления  БД  называют  программную систему предназначенной для создания  на  ЭВМ общей БД,  используемой  для решения множества задач.

Подобные  системы  служат  для  поддержания  баз  данных  в  актуальном состоянии  и  обеспечивают  эффективный  доступ  пользователей  к содержащимся  в  ней  данным  в  рамках  предоставленных  пользователем  полномочий.  СУБД  предназначена  для  централизованного  управления  базой данных в интересах всех работающих в этой системе. 

По степени универсальности  различают две степени СУБД:

−  системы  общего назначения;

−  специализированные системы.

СУБД  общего  назначения  не  ориентированные  на  какую-либо предметную область или на информационную потребности какой-либо группы пользователей. СУБД общего назначения это сложные  программные комплексы предназначены  для  выполнения  всей  совокупности  функций,  связанных  с созданием  и эксплуатацией БД. 

Специализированные  СУБД  создаются  редких  случаях  при  невозможности  или  нецелесообразности  использования  СУБД  общего назначения. 

Основные характеристики СУБД:

Основными характеристиками СУБД являются:

1)  Производительность;

2)  Обеспечение целостности данных  на уровне БД;

3)  Обеспечение безопасности;

4)  Работа в многопользовательских  средах;

5)  Импорт, экспорт; 

6)  Доступ к данным посредством  языка  SQL;

7)  Возможности запросов и  инструментальные  средства разработки 

прикладных программ.

 

Производительность СУБД оценивается:

−  временем выполнения запроса;

−  скоростью поиска информации в неиндексированных полях;

−  временем выполнения операций импортирования базы данных из

других форматов;

−  скоростью  создания  индексов  и  выполнения  таких  массовых

операций как обновление, вставка, удаление данных;

−  максимальным  числом  параллельных  обращений  к  данным  в 

многопользовательском режиме;

−  временем генерации отчетов.

 

На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:

1. СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;
2. производительность  приложений  сильно  зависит  от  правильного проектирования и построения базы данных.

 

Обеспечение целостности  данных на уровне БД:

Эта  характеристика  подразумевает  наличие  средств  позволяющих  удостовериться, что информация в  БД всегда остается корректной и полной.

Должны  быть  установлены  правила  целостности,  и  они  должны  храниться вместе  с  базой  данных  и  соблюдаться  на  глобальном  уровне.  Целостность данных  должна  обеспечивать  независимо  от  того,  каким  образом  данные заполняются  в  память. 

К  средствам  обеспечения  целостности  данных  на уровне СУБД относятся:

−  встроенные средства для назначения первичного ключа, в том числе  средства  для  работы  с  типом  полей  с  автоматическими  приращением, когда СУБД самостоятельно присваивает новые уникальные значения;

−  средства поддержания ссылочной  целостности, которые обеспечивают запись информации о связях таблиц и автоматически пресекают любую операцию приводящую к нарушению ссылочной целостности. 

Работа в многопользовательских  средах:

Практически все рассматриваемые  СУБД предназначены для работы в  многопользовательских  средах,  но  обладают  для  этого  различными возможностями.  Обработка  данных  в  многопользовательских  средах предполагает выполнение программным  продуктом следующих функций:

−  блокировку БД, файла, записи, поля;

−  идентификацию станции, установившей блокировку;

−  обновление информации после модификации;

−  контроль за временем и  повторение обращений;

−  обработка транзакций;

−  работу с сетевыми системами.

 

Импорт, экспорт:

Эта характеристика отражает:

−  возможность обработки  СУБД информации, подготовленной

другими программными средствами;

−  возможность использования  другими программами данных

сформулированные средствами рассматриваемые СУБД.

 

Доступ к данным посредством языка SQL:

 

Язык  запросов SQL реализован  в  целом  ряде  популярных  СУБД  для различных  типов ЭВМ типа как базовой,  либо как  альтернативной.  В силу своего широкого использования является международным стандартом языка  запроса.  Язык SQL предоставляет  развитые  возможности  как  конечным пользователям,  так и специалистам в области обработки данных. 

СУБД имеет доступ к  данным SQL в следующих случаях:

−  БД  совместима  с   ОDВС (Open   Database Connectivity   –   открытое

соединение  БД); 

−  реализована естественной поддержкой SQL-баз данных;

−  возможна реализация SQL запросов локальных данных.

Многие  СУБД  могут  «прозрачно»  подключаться  к  входным SQL-подсистемам  с  помощью ODBC или  драйверов,  являющихся  их  частью, поэтому  существует  возможность  создания  прикладных  программ  для  них.

Некоторые  программные  продукты  совместимы  также  с SQL при  обработке интерактивных  запросов на получение данных, находящихся  на сервере или на рабочем месте.

Access 2.0 и Paradox for Windows работают  с источниками SQL-данных, совместимых  с системой ODBC.

Fox Pro (for Dos и for Windows) поставляются  с  дополнительными библиотеками, которые обеспечивают доступ  к SQL-базам данных, способным работать  совместно  с  системой ODBC, но  эта  возможность  менее  интегрирована, чем средства первичного  ввода информации в Access и Paradox for Windows.

Можно  напрямую  управлять  базами  данных Access с  помощью  языка SQL  и  передавать  сквозные SQL-запросы  совместимым  со  спецификацией ODBC SQL-базам данных, таким, как MS SQL Server  и Oracle, так что Access способна  служить средством разработки  масштабируемых  систем  клиент-сервер.

 

Возможности запросов и инструментальные средства разработки прикладных программ:

 СУБД  ориентированные   на  разработчика  обладает  развитыми  средствами  для  создания  приложения.  К  элементам   инструментария разработки приложения  можно отнести :

−  мощные языки программирования;

−  средства  реализации  меню,  экранных  форм,  ввода  вывода   данных и генерации  отчетов;

−  средства генерации  приложений (прикладных программ);

−  генерацию исполнимых файлов;

Функциональные возможности  модели данных доступны пользователям  СУБД, благодаря ее языковым средствам.

Языковые  средства  используются  для  выполнения  двух  основных функций:

−  описание представления  базы данных; 

−  выполнение операций манипулирования  данными.

Первая  из  этих  функций  используется  языком  описания  данных (ЯОД).

Описание  БД  средствами  языка  описание  данных  называется  схемой  базы данных.  Оно  включает  описание  структуры  БД  и  налагаемых  на  нее ограничений  целостности  в  рамках  тех  правил,  которые  регламентированы моделью  данных  используемой  СУБД.  ЯОД  не  всегда  синтаксически  оформляется в виде самостоятельного языка. Он может быть составной частью единого  языка  данных,  сочетающего  возможности  определения  данных  и манипулирования данными.

Язык  манипулирования  данными (ЯМД)  позволяет  запрашивать  предусмотренные в системе операции над данными  из базы данных.

 

Обзор современных  систем управления базами данных:

СУБД Ассеss проста в изучении и эксплуатации и поэтому доступна для пользователей  с  низкой  квалификацией,  снабжена  обширными  средствами  по созданию отчетов  различной степени сложности, создаваемых  на основе таблиц различных  форматов.  Как  правило,  Ассеss  используется  для  создания  личных баз данных (справочники, записные книжки и т. д.), не имеющих коммерческого распространения.

СУБД SQL-Server обеспечивает высокую  степень защиты данных, как от случайных  потерь,  так  и  от  несанкционированного  доступа,  обладает развитыми  средствами  обработки  данных  и  хорошим  быстродействием. SQL-Server предназначен для хранения большого объема данных.

Visual Basic  не  требовательна   к  техническим  характеристикам  персонального  компьютера.  Так   как Visual Basic является  продуктом   фирмы Мicrosoft,  то  легко  интегрируется   со  всеми  приложениями  Мicrosoft  Оffiсе  и многими приложениями, интегрированными в WINDOWS. Предназначен Visual Basic для создания небольших  приложений, в которых не требуются  большие вычисления и серьезная  обработка данных.

Visual С++  самая скоростная  среда программирования, обеспечивающая  выполнение  расчетов  и  обработку   данных  любой  сложности,  совместима  практически со всеми известными  приложениями.

СУБД  Visual Fox Pro предназначена  для  создания  приложений  базданных  объема  предприятия,  обладает  хорошим  быстродействием  и устанавливается  на различные платформы.

 

2.2. Постреляционные базы данных