Обмен данными при работе с БД в локальной ИС

Классификация и основные функции СУБД

Архитектура информационной системы клиент-сервер

Архитектура – разновидность структуры, в которой какой-либо элемент может быть заменен на другой элемент, характеристики входов и выходов которого идентичны первому элементу.

Эффективность функционирования ИС во многом зависит от ее архитектуры. В настоящее время перспективной является архитектура клиент-сервер. Она предполагает наличие компьютерной сети и распределенной БД, включающей корпоративную базу данных (КБД) и персональные базы данных (ПБД). КБД размещаются на компьютере-сервере. ПБД размещаются на компьютерах сотрудников подразделений, являющихся клиентами корпоративной БД.

Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, клиентом – компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, БД, файловые системы, службы печати, почтовые службы. Например, если управляемым ресурсом является БД, то соответствующий сервер называется сервером БД.

Структура распределенной ИС, построенной по архитектуре клиент-сервер с использованием сервера БД, показана на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Структура ИС с сервером баз данных:

ПО – программное обеспечение

При такой архитектуре сервер БД обеспечивает выполнение основного объема обработки 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.

Для создания и управления персональными БД и приложений,

работающих с ними, используются СУБД, такие как Access и Visual FoxPro фирмы Microsoft, Paradox фирмы Borland.

Корпоративная БД создается, поддерживается и функционирует под управлением сервера БД, например Microsoft SQL Server или Oracle Server.

В зависимости от размеров организации и особенностей решаемых задач ИС может иметь одну из следующих конфигураций:

• компьютер-сервер, содержащий корпоративную и персональные БД;

• компьютер-сервер и персональные компьютеры с ПБД;

• несколько компьютеров-серверов и персональных компьютеров с ПБД.

Использование архитектуры клиент – сервер дает возможность постепенного наращивания ИС предприятия, во-первых, по мере развития предприятия; во-вторых, по мере развития самой информационной системы.

В качестве основных классификационных признаков можно использовать следующие: 1) вид программы; 2) характер ее использования; 3) модель данных.

1. Классификация СУБД по видам программ. В общем случае под СУБД можно понимать любой программный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения, использования БД.

К СУБД относятся следующие основные виды программ:

а) полнофункциональные СУБД;

б) серверы БД;

в) клиенты БД;

г) средства разработки программ работы с БД.

Полнофункциональные СУБД (ПФСУБД) представляют собой традиционные СУБД, которые сначала появились для больших машин, затем для минимашин и для ПЭВМ. Из числа всех СУБД современные ПФСУБД являются

наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям. К ПФСУБД относятся, например, такие пакеты, как DataFlex; dBase IV; Microsoft Access,

Microsoft FoxPro и Paradox.

ПФСУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицировать структуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т.д. Для создания запросов и отчетов не обязательно программирование, а удобно пользоваться языком QBE (Query By Example – формулировка запросов по образцу). Многие ПФСУБД включают средства программирования для профессиональных разработчиков.

Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Эта группа БД в настоящее время менее многочисленна, но их количество постепенно растет. Серверы БД реализуют функции управления БД, запрашиваемые другими (клиентскими) программами обычно с помощью операторов SQL (Structured Query Language).

Примерами серверов БД являются следующие программы: MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server (Gupta).

В роли клиентских программ для серверов БД в общем случае могут использоваться различные программы: ПФСУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и т.д. При этом элементы пары “клиент-сервер” могут принадлежать одному или разным производителям программного обеспечения.

Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для создания разновидностей следующих программ:

• клиентских программ;

• серверов БД и их отдельных компонентов;

• пользовательских приложений.

Программы первого и второго вида малочисленны, так как предназначены, главным образом, для системных программистов. Пакетов третьего вида гораздо больше, но меньше чем полнофункциональных СУБД.

К средствам разработки пользовательских приложений относятся системы программирования, например: Clipper, Delphi и Power Builder (Borland),

Visual Basic (Microsoft).

2. По характеру использования СУБД делятся на персональные и многопользовательские.

Персональные СУБД обеспечивают создания персональных БД или недорогих приложений, работающих с ними. Персональные СУБД или разработанные с их помощью приложения могут выступать в роли клиентов многопользовательской СУБД. К персональным СУБД относится Visual FoxPro, Paradox, Clipper, dBase, Access и др.

Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть. Они могут работать в неоднородной вычислительной среде (с разными типами ЭВМ и операционными системами). К многопользовательским СУБД относится, например, СУБД Oracle и Informix.

3. По используемой модели данных СУБД (как и БД) разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и другие типы. Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных.

С точки зрения пользователя СУБД реализует функции хранения, изменения (пополнения, редактирования и удаления) и обработки информации. А также функции разработки и получения различных выходных документов.

Для работы с хранящейся в БД информацией СУБД предоставляет программам и пользователям следующие два типа языков:

• язык описания данных – высокоуровневый непроцедурный язык декларативного типа, предназначенный для описания логической структуры данных;

• язык манипулирования данными – совокупность конструкций, обеспечивающих выполнение основных операций по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам.

Наибольшее распространение получили два стандартизованных языка: QBE – язык запросов по образцу и SQL - структурированный язык запросов.

QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными. SQL

сочетает в себе свойства языков обоих типов – описания и манипулирования

данными.

Рассмотрим вариант организации ИС на одном ПК. Такую ИС обычно называют локальной.

Рассмотрим вычислительный процесс, происходящий в операционной системе (ОС) при работе с БД. ИС функционирует на одном ПК и пользователь работает с «полной» версией программы СУБД.

При работе пользователя с БД над ее содержимым выполняются следующие операции: выбор, добавление, модификация (замена) и удаление данных. Рассмотрим, как происходит обмен данными между отдельным пользователем и персональной СУБД при выполнении операции выбора данных.

Схематично обмен данными при работе пользователя с БД можно представить так, как показано на рис. 1.3. Обычными стрелками обозначены связи по управлению, утолщенными – связи по информации.

Цикл взаимодействия пользователя с БД с помощью приложения можно разделить на следующие этапы.

1. Пользователь терминала (1) в процессе диалога с приложением формулирует запрос (2) на некоторые данные БД.

2. Приложение (3) на программном уровне средствами языка манипулирования данными формулирует запрос (4), с которым обращается к СУБД.

3. Используя свои системные управляющие блоки и таблицы, СУБД с помощью словаря данных определяет местоположение требуемых данных и обращается (5) за ними к операционной системе (ОС).

4. Программы доступа файловой системы ОС считывают (6) из внешней памяти искомые данные и помещают их в системные буферы СУБД.

5. Преобразуя полученные данные к требуемому формату, СУБД

пересылает их (7) в соответствующую область программы и сигнализирует (8) о завершении операции кодом возврата.

Рис. 1.3. Схема обмена данными при работе с БД

6. Результаты выбора данных из базы приложение (3) отображает (9) на терминале пользователя (1).

В случае работы пользователя в диалоговом режиме с СУБД (без приложения) цикл взаимодействия пользователя с БД упрощается и состоит из следующих этапов.

1. Пользователь терминала (10) формулирует на языке запросов СУБД, например QBE, по связи (11) требование на выборку некоторых данных базы.

2. СУБД определяет местоположение требуемых данных и обращается (5) за ними к ОС, которая считывает (8) из внешней памяти искомые данные и помещает их в системные буферы СУБД.

3. Информация из системных буферов преобразуется (12) к требуемому формату, после чего отображается (13) на терминале пользователя (10).

Схема, представленная на рис. 1.3, поясняет, как функционирует СУБД с одним пользователем на отдельной ПЭВМ.

Если компьютер и ОС поддерживают многопользовательский режим работы, то тогда может функционировать многопользовательская СУБД. Она позволяет одновременно обслуживать нескольких пользователей, работающих непосредственно с СУБД или приложениями.

Дата добавления: 2014-01-07