4.7. Системы управления базами данных

Для работы с файлами баз данных созданы специальные пакеты прикладных программ, называемые системой управления базами данных (СУБД). Средствами СУБД любой пользователь может соз­дать файлы БД, просматривать их, изменять, выполнять поиск, формировать отчеты произвольной формы. В настоящее время создано большое количество СУБД, имеющих приблизительно одинаковые возможности..

Наиболее известной среди СУБД является система dBASE, кроме нее существуют FoxBase, FoxPro, Paradox, SQL, R:base, Clipper, Oracle и др.

СУБД предполагает работу пользователя с базой данных в раз­ных режимах:

• режим «ассистента» с использованием разветвленного меню; наиболее простой способ работы, не требующий специальной подготовки пользователя;

• командный режим, предполагающий диалог пользователя и системы на языке команд СУБД, требует от пользователя знания этого языка;

• программный режим, использующий язык СУБД и позво­ляющий создать пользовательские программы различной сте­пени сложности.

Выбор СУБД определяется многими факторами, но главный из них - возможность работы с построенной моделью данных. По­этому одной из важнейших характеристик является тип модели (иерархический, сетевой, реляционный), который поддерживается СУБД. Большинство СУБД для персональных ЭВМ ра­ботают с реляционной моделью.

Удобство и комфортность работы пользователя с СУБД во мно­гом определяются пользовательским интерфейсом. Пользователь­ский интерфейс — это средство и часть СУБД, ориентированные на взаимодействие пользователя с компьютерной системой. Благодаря разветвленным иерархическим меню, всевозможным подсказкам и разнообразной помощи, пользователю легко ориентироваться в выборе действий адекватных возникающей в процессе работы си­туации.

Развитие СУБД осуществляется в направлениях создания сис­тем с более высокой производительностью при сложных обработ­ках, совместимости различных СУБД и использования их в рас­пределенных системах, состоящих из нескольких баз данных. СУБД, способные работать в вычислительных сетях, позволяют об­ращаться многим пользователям к общим информационным ре­сурсам. Наличие графических программных средств обеспечивает работу с графическими данными.

В связи с техническими и программными достижениями по­следних лет, такими как быстрый рост емкости и мощности ап­паратных средств, развитие коммуникаций, появление новых видов массовой памяти, рост информационных потребностей пользователей, спектр возможностей баз данных постоянно со­вершенствуется.

Простые виды информации, представляемые в виде чисел и текста, не утратив своей значимости, дополняются мультимедийными данными, графическими образами, хронологическими ряда­ми и прочими сложными информационными формами.

Базы данных и связанные с ними технологии играют ключевую роль в создании современных информационных систем. В связи с этим требуются новые подходы к организации баз данных и созданию СУБД.

Современные крупные информационные системы базируют­ся на взаимодействии информационных ресурсов, в основе ко­торых лежат самые разные форматы и модели представления данных. Например, каналы системы WWW (World Wide Web) представляют собой множество неформально связанных ин­формационных ресурсов сети Internet. Неформальность и рас­пределенный характер информации в среде Internet представля­ет разительный контраст в сравнении со структурированностью и управляемостью современных БнД, WWW — это распределен­ная среда (всемирная паутина), состоящая из автономных сис­тем, узлы которой все чаще формируются как реляционные ба­зы данных. Новые информационные среды заставляют переос­мыслить многие концепции и являются предпосылками в облас­ти развития БнД.

Главная функция любой СУБД — координация совместной ра­боты множества пользователей с разделяемой информацией.

При переходе от персональных к многопользовательским СУБД пользователи сталкиваются с необходимостью четкого по­нимания механизма транзакцией. Под транзакцией понимается не­делимая в отношении воздействия на базу данных последователь­ность операций манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модифицирования).

Корректное поддержание механизма транзакций одновременно является основой обеспечения целостности баз данных, а также составляет базис изолированности пользователей в многопользова­тельских системах, эти два аспекта взаимосвязаны.

Стремительное развитие средств разработки приложений, свя­занных с базами данных, а также средств доступа к базам данных и, соответственно, интерфейсов порождает проблему модерниза­ции ранее спроектированных систем либо перевода действующих систем на новые платформы, инструменты и даже методологии.

Большинство информационных систем в нашей стране исполь­зуют простейшие СУБД, которые функционируют на персональ­ных компьютерах. Такие системы покрывают первоначальные по­требности организаций, но они не перспективны.

Базой систем нового поколения являются профессиональные (многопользовательские, многоплатформенные) СУБД и архитек­тура «клиент — сервер», реализуемая на их основе.

Профессиональные СУБД обеспечивают выполнение более сложных операций. Они позволяют разработчику расширять сер­висные возможности — процедуры базы данных, которые вызыва­ются клиентом и выполняются сервером более производительно, чем компьютеры на рабочих местах пользователей. К профессио­нальным СУБД относятся Oracle, SyBase, Informix, Ingres, Progress. Перечисленные системы имеют средства обработки информации, распределенной по нескольким узлам сети. Распределенная обра­ботка данных позволяет разместить базу в различных узлах таким образом, чтобы отслеживать изменения на всех узлах и чтобы каж­дый компонент данных располагался на том узле, где он будет об­рабатываться.

Новейшей технологией управления распределенными базами данных является тиражирование. Профессиональные СУБД под­держивают те или иные механизмы тиражирования.

Тиражирование представляет собой асинхронный перенос из­менений объектов исходной базы данных в базы данных, принад­лежащие различным узлам распределенной системы. Распределенная обработка позволяет в широких пределах варь­ировать вычислительными ресурсами, избегая узких мест, сдержи­вающих производительность, и добиваясь максимальной эффек­тивности информационных систем.

По мере развития любой хозяйственной деятельности появля­ется потребность в наращивании информационной системы. Воз­никает вопрос, как встроить имеющееся локальное приложение в новую систему. Профессиональные СУБД предоставляют доста­точно широкие возможности. Развитые системы шлюзов позволяют строить информационные системы, распределенные по узлам с различными аппаратными и программными платформами. Боль­шой интерес представляет также использование локальными при­ложениями так называемого ODBC - стандарта (Open DataBase Connectivity, стандарт, предложенный фирмой Microsoft), который дает возможность прозрачного доступа к данным СУБД различных типов. Таким образом, приложение, разработанное с учетом стан­дарта ODBC, имеет большую гибкость при интеграции в сущест­вующую информационную систему.

Использование профессиональной СУБД позволяет иметь программное обеспечение, в большей степени отвечающее кон­кретным потребностям организации. Современные профессиональные СУБД поддерживают средст­ва, значительно ускоряющие разработку программ. Это языки чет­вертого поколения, интегрирующие средства высокого уровня для создания интерфейса с элементами CASE-технологии, средства для организации сложных запросов к базе данных, возможности под­ключения фрагментов, написанных на языках низкого уровня, поддержка SQL-интерфейса. Все это ускоряет разработку прило­жений. Реализация интерфейса запросов к базе данных занимает минимум времени и усилий. Это позволяет разработчику сосредо­точить усилия на предметной области.