 |
Предпосылки широкого использования БнД
|
|
|
|
Тема 1. Введение в банки данных
Понятие банка данных
Основные понятия
Банк данных (БнД) является современной формой организации хранения и доступа к информации.
" Банк данных — это система специальным образом организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных." [11]
В данном выше определении БнД, с одной стороны подчеркивается, что банк данных является сложной системой, включающей в себя все обеспечивающие подсистемы, необходимые для функционирования любой системы автоматизированной обработки данных.
С другой стороны, в этом определении также обозначены и основные отличительные особенности банков данных:
· Базы данных создаются обычно не для решения какой-либо одной задачи для одного пользователя, а для многоцелевого использования.
· Базы данных отражают определенную часть реального мира. Надо стремиться, чтобы вся информация, описывающая предметную область, фиксировалась в базе данных однократно, накапливалась и поддерживалась в актуальном состоянии централизовано, а все пользователи, которым эта информация нужна, должны иметь возможность работать с ней.
· Базы данных — это специальным образом организованные данные. Эти особенности в организации данных заключаются, прежде всего, в том, что БД представляют собой системы взаимосвязанных данных, единство и целостность которых поддерживается специальными программными средствами.
· Для функционирования БнД необходимо наличие специальных языковых и программных средств (называемых СУБД — Система Управления Базами Данных), облегчающих для пользователей выполнение всех операций, связанных с организацией хранения данных, их корректировки и доступа к ним.
|
|
|
Нельзя сказать, что в рассматриваемой нами сфере установилось терминологическое единство. Так, в англоязычной литературе понятие «банк данных» используется редко. В некоторых из этих источников используется понятие «система баз данных» (database system), которое по своему содержанию близко введенному понятию банка данных (система баз данных включает базу данных, систему управления базами данных, соответствующее оборудование и персонал) [2]. Согласно семантики русского языка "система баз данных" воспринимается уже, чем то, что это понятие обозначает в действительности. Поэтому слово "банк" является в этом смысле лучше, так как "банк" привычно обозначает не только то, что хранится в нем, но и всю инфраструктуру (вспомните, хотя бы понятие «банк» как финансовое учреждение – это ведь не просто «куча денег»). Очевидно, что нельзя отождествлять понятие "база данных" и "банк данных", как это иногда происходит в некоторых литературных источниках.
Терминологические различия наблюдаются и при определении других понятий в области БнД. Особенно это касается терминов, используемых в конкретных программных системах. В связи с тем, что терминология конкретных СУБД сильно различается, нельзя описать общие принципы построения БнД, пользуясь терминологией какой-либо одной из них. В учебнике будут введены термины, которые, по мнению автора, в наибольшей степени соответствуют отображаемым ими понятиям.
Следует отметить, что использование тех или иных терминов зависит от аспекта рассмотрения изучаемой проблемы. Так, например, в [10] под базой данных понимается практически любая совокупность данных, которая может быть обработана с помощью ЭВМ. И это оправдано, так как права собственности и иные права не могут зависеть от того, при помощи какого программного средства созданы файлы, и какой у них способ организации. Но такое широкое толкование термина БД в курсе «Проектирование баз данных» приведет к нивелированию особенностей банков данных как особой информационной технологии.
|
|
|
Преимущества БнД
Особенности "банковской" организации данных определяют их основные преимущества перед "небанковской" организацией.
Наличие единого отображения определенной части реального мира позволяет обеспечить непротиворечивость и целостность информации, возможность обращаться к ней не только при решении заранее предопределенных задач, но и с нерегламентированными запросами. Интегрированное хранение сокращает избыточность хранимых данных, что приводит к сокращению затрат не только на создание и хранение данных, но и на поддержание их в актуальном состоянии.
Использование БнД при правильной его организации должно существенно изменить деятельность организации, где он внедряется: привести к обеспечению большей доступности данных для всех категорий сотрудников, сокращению документооборота, возможности получения разнообразных по форме и содержанию документов, перераспределению функций между сотрудниками и изменению характера выполняемых функций и, как следствие, улучшить всю систему управления предприятием.
Централизованное управление данными также дает целый ряд преимуществ. Использование СУБД обеспечивает высокое качество выполнения функций по управлению данными и облегчает процесс создания информационных систем (ИС).
Выделение специальной группы сотрудников, выполняющих функции по проектированию и развитию БнД (администраторов БД), и освобождение от этих функций всех остальных пользователей не только приводит к снижению требований к остальным участникам процесса создания и функционирования БнД, но и повышает качество разработок, так как вопросами организации данных занимается небольшое число профессионалов в этой области.
Преимуществом банков данных является также то, что они обеспечивают возможность более полной реализации принципа независимости прикладных программ от данных, чем это возможно при организации локальных файлов.
|
|
|
Пользователи БнД
В процессе создания и эксплуатации БнД с ним взаимодействуют пользователи разных категорий (рис. 1.1). Базы данных создаются для удовлетворения потребностей конечных пользователей. Чаще всего – это специалисты конкретных предметных областей, использующие БД для выполнения своих профессиональных обязанностей. В последнее время БД все чаще используются и для удовлетворения непроизводственных информационных потребностей. Конечные пользователи — наиболее многочисленная группа пользователей. Нельзя недооценивать важности этой группы пользователей и не понимать их специфических особенностей для каждой из категорий конечных пользователей БнД.
Специфическими пользователями БнД являются сотрудники информационных служб. Они пользуются, в основном, метаинформацией. Часто бывает желательным, чтобы другая информация была для них закрыта. Кроме того, они используют и другие ресурсы БнД для выполнения своих функций.
Рис 1.1 Пользователи БнД
Категория «Конечные пользователи» неоднородна: конечные пользователи различаются широтой информационных потребностей, квалификацией, режимами взаимодействия с БнД и др. Это могут быть случайные пользователи, обращающиеся к базе данных время от времени, а могут быть и регулярные пользователи. Конечные пользователи могут отличаться друг от друга и степенью владения вычислительной техникой. От конечных пользователей не должно требоваться каких-то специальных знаний в области вычислительной техники и языковых средств.
При создании БнД важно не только построение классификационной схемы, но и распределение реальных конечных пользователей по группам, так как от характеристики пользователей будут зависеть принимаемые проектные решения.
В связи с тем, что использование БнД оказывает влияние на все аспекты деятельности организации, особую роль играют руководители организации. Именно они должны обеспечить проведение единой информационной политики и организацию взаимодействия различных подразделений через общую базу данных. Они должны создавать подразделения, отвечающие за создание и функционирование БнД, определять функциональные обязанности сотрудников, которые существенно изменятся с внедрением БнД. Кроме того, руководители организации выступают в качестве конечных пользователей с наиболее высоким приоритетом.
|
|
|
Отдельные пользователи в процессе работы с базой данных могут менять содержание БД — это так называемые пользователи-параметристы. Другие могут только использовать хранящуюся в БД информацию.
Пользователи могут взаимодействовать с БД как непосредственно (терминальные пользователи), так и через посредников.
Понятием «Конечные пользователи» определяется не только отдельное лицо или группа лиц, но и вычислительные процессы/задачи, а иногда и целые системы, взаимодействующие с БнД.
В зависимости от особенностей создаваемого банка данных круг его конечных пользователей может существенно различаться
Категория «сотрудники информационных служб» также является неоднородной. В рамках курса «Базы данных» наибольший интерес для нас представляют «Администраторы БнД» — лица, ответственные за создание БнД и его надежное функционирование, за соблюдение регламента доступа к хранимым, за развитие БнД.
Наличие в составе СУБД средств, ориентированных на разные категории пользователей, делает возможной работу с базой данных не только профессионалов в области обработки данных, но практически любого пользователя, причем это использование может быть как для их профессиональных целей, так и для удовлетворения потребности в информации в быту и т. п.
Рис.1.2. Пересечение информационных потребностей пользователей
Предпосылки широкого использования БнД
Очевидные преимущества БнД и объективные предпосылки их создания привели к широкому их использованию. К числу предпосылок применения БнД относятся следующие:
· объекты реального мира находятся в сложной взаимосвязи между собой. Это приводит к необходимости, чтобы их информационное отражение также представляло единое взаимоувязанное целое;
· информационные потребности различных пользователей существенно пересекаются, что делает целесообразным использование единых баз данных и обеспечение доступа к ним разных пользователей (рис.1.2);
· функции создания и ведения информационного фонда и предоставления нужных данных тем или иным процесса являются универсальными, общими при решении разнообразных задач. Создание специализированных программных средств для управления данными приводит к повышению уровня выполнения этих функций и сокращению трудоемкости создания информационных систем;
|
|
|
· современный уровень развития технического и программного обеспечения, а также теории и практики построения информационных систем позволяют создавать эффективные БнД.
Требования к БнД
Особенности "банковской" организации данных позволяют сформулировать основные требования, предъявляемые к БнД:
· адекватность отображения предметной области (полнота, целостность и непротиворечивость данных, актуальность информации, т. е. ее соответствие состоянию отображаемой реальной системы на данный момент времени);
· возможность взаимодействия пользователей разных категорий и в разных режимах; обеспечение высокой эффективности доступа для разных приложений;
· дружелюбность интерфейсов и малое время на освоение системы, особенно для конечных пользователей;
· обеспечение секретности и конфиденциальности для некоторой части данных; определение групп пользователей и их полномочий;
· обеспечение взаимной независимости программ и данных;
· обеспечение надежности функционирования БнД; защита данных от случайного и преднамеренного разрушения; возможность быстрого и полного восстановления данных в случае их разрушения; технологичность обработки данных;
· приемлемые характеристики функционирования БнД (стоимость обработки, время реакции системы на запросы, требуемые машинные ресурсы и др.).
Недостатки БнД
Недостатки БнД вытекают из их достоинств. Создание интегрированной системы, естественно, сложнее, чем создание множества локальных систем. Как следствие, предъявляются высокие требования к квалификации разработчиков БнД. В результате интеграции возможна некоторая потеря эффективности отдельных приложений (но общая эффективность всей системы будет выше). Для управления данными требуются специализированное программное обеспечение, которое, в зависимости от класса системы, может быть сравнительно дорогим, предъявляющим повышенные требования к техническим средствам. Эксплуатация распределенных корпоративных БнД — процесс сложный и дорогостоящий.
Но, несмотря на некоторые недостатки, присущие такой форме организации данных, преимущества БнД значительно превосходят их недостатки. Кроме того, имеется очень широкий круг СУБД разных классов и технологий их использования. Правильный выбор системы позволит свести отрицательные последствия к минимуму.
Компоненты банка данных
Банк данных является сложной человеко-машинной системой, включающей различные взаимосвязанные и взаимозависимые компоненты (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Компоненты банка данных
Информационная компонента.
Ядром БнД является база данных.
База данных — это поименованная совокупность взаимосвязанных данных, находящихся под управлением СУБД.
Существует множество определений базы данных. Некоторые из них имеют право на существование. Другие устарели и не соответствуют современным представлениям о БД. Так, в ранних определениях баз данных указывалось на их не избыточность, отсутствие дублирование данных в них. На самом деле это не так. В базах данных может наблюдаться дублирование информации. Оно может быть вызвана спецификой используемой модели данных, не позволяющей полностью устранить дублирование, или технологическими причинами (обеспечение большей надежности, сокращение времени реакции системы и др.). Но это должна быть управляемая избыточность, причины и цели возникновения которой известны администратору базы данных и управляются как им, так и СУБД.
В настоящее время действует закон "О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных" [10]. В этом законе дается следующее определение базы данных, "База данных – это объективная форма представления и организации совокупности данных (например, статей, расчетов), систематизированных таким образом, чтобы эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ"[10, ст.1]. Учитывая назначение этого закона, вполне естественно, что сделан иной акцент, чем в данном нами определении БД; определение, используемое в тексте данного Закона, является более широким, чем приведенное нами.
Мы в качестве рабочего будем пользоваться данным нами в п. 1.1 определением, и не всякие файлы будем считать базами данных.
В технической документации некоторых СУБД, а также в некоторых литературных источниках в состав БД включаются не только собственно хранимые данные о предметной области, но и описания БД. Более правильно описания баз данных считать самостоятельными компонентами БнД, даже если они и хранятся вместе с самими данными.
Описания баз данных относятся к метаинформации, т. е. информации об информации. Описание баз данных часто называют схемой. Кроме того, в БнД могут присутствовать описания отдельных частей базы данных с точки зрения конкретных пользователей. Такое описание называется подсхемой.
Кроме описания баз данных в состав метаинформации, хранимой в БнД, может включаться информация о предметной области, необходимая для проектирования автоматизированной информационной системы, о пользователях БнД, о проектных решениях и некоторая другая информация.
Централизованное хранилище метаинформации называется словарем данных. В литературе используются также термины словарь-справочник, энциклопедия, репозиторий. В некоторых источниках выявляются различия между этими терминами, в других они используются как синонимы. Для данного уровня рассмотрения для нас эти различия несущественны.
Роль словарной системы особенно возрастает при использовании средств автоматизированного проектирования информационных систем. Для большинства из них репозиторий является ядром всей системы. Кроме того, роль репозитория особо значима в распределенных системах.
К банку данных не относятся немашинные документы, служащие источниками информации, вводимой в БД, файлы входной и выходной информации, архивные файлы, выходные документы. Однако многие СУБД включают в свой состав языковые средства для описания этих компонент. В этом случае сами описания, используемые в процессе функционирования БнД, будут входить в его состав.
Как уже отмечалось выше, терминология, используемая в разных системах и разных литературных источниках, существенно различается. Так, в ранних версиях многих «настольных» реляционных СУБД вообще не использовался «механизм» базы данных (т. е. создавались фактически отдельные реляционные таблицы, каждая из которых запоминалась в отдельном файле базы данных). Во многих литературных источниках каждый такой файл стали называть базой данных, что не правильно.
В некоторых системах, например, Access, под БД понимают совокупность разных объектов: таблиц, запросов, форм, отчетов, макросов и модулей, т. е. понятие базы данных расширено, и включает в себя практически все информационные компоненты, созданные для конкретного приложения. В других системах, в частности, в Paradox, для обозначения подобной совокупности взаимосвязанных объектов используется понятие «семейство», что, очевидно, терминологически более правильно.
При работе с конкретной системой надо, прежде всего, уточнить терминологию, используемую в ней.
Программные средства БнД
Программные средства БнД представляют собой сложный комплекс, обеспечивающий взаимодействие всех частей информационной системы при ее функционировании (рис 1.4).
Рис. 1.4. Программные средства БнД
Основу программного обеспечения БнД представляют программные компоненты СУБД. Среди них можно выделить ядро СУБД, обеспечивающее создание БД, организацию ввода, обработки и хранения данных, т. е. именно то, что называется «управлением данными», а также другие компоненты, обеспечивающие настройку системы, средства тестирования, утилиты, обеспечивающие выполнение вспомогательных функций, таких как восстановление баз данных, сбор статистики о функционировании БнД и др. Важной компонентой СУБД являются трансляторы или компиляторы для используемых ею языковых средств.
В состав большинства СУБД включены программные компоненты, позволяющие автоматизировать проектирование систем обработки информации (генераторы отчетов, меню и др.). Строго говоря, эти функции не являются непосредственно функциями по управлению данными, но большинство современных программных средств, которые продолжают называться СУБД, выходят за названные рамки и фактически являются мощными комплексными инструментальными средствами, позволяющими автоматизировать процесс создания информационных систем.
Подавляющее большинство СУБД работает в среде универсальных операционных систем (ОС) и взаимодействует с ОС при обработке обращений к БнД. Поэтому можно считать, что ОС также входит в состав БнД.
Для удовлетворения конкретных потребностей пользователей пишутся соответствующие программы [1], которые представляют прикладное программное обеспечение БнД.
В зависимости от используемых технологий создания и функционирования систем могут появляться те или иные дополнительные компоненты. Так, при использовании Case -технологий будут присутствовать соответствующие программные компоненты, поддерживающие проектирование и перепроектирование системы.
При работе в архитектуре клиент-сервер программные средства будут подразделяться на соответствующие компоненты: клиентская часть, обеспечивающая интерфейс пользователя с системой, серверная часть, реализующая обработку запроса на сервере, и связная часть, обеспечивающая взаимодействие элементов в сети.
Программные средства, используемые при создании и эксплуатации БнД, будут также зависеть от масштаба БнД, требований, предъявляемых к нему.
Языковые средства БнД
Языковые средства СУБД являются важнейшей компонентой банков данных, так как, в конечном счете, они обеспечивают интерфейс пользователей разных категорий с банком данных. Набор используемых языков средств широк и разнообразен Языковые средства, используемые в БнД, можно классифицировать по разным признакам (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Классификация языковых средств БнД
Языковые средства большинства современных СУБД относятся к языкам четвертого поколения (к первому поколению языков относят машинные языки, ко второму — символические языки ассемблера, к третьему — алгоритмические языки типа PL, COBOL и т.п., которые в 60-е годы назывались языками высокого уровня, но уровень которых гораздо ниже, чем у языков четвертого поколения. Имеются еще и языки пятого поколения, к которому относят языки систем искусственного интеллекта).
Языки четвертого поколения создавались по принципу: "люди стоят дороже, чем машины" [1]. При их проектировании используются следующие принципы:
· Принцип минимума работы: язык должен обеспечить минимум усилий, чтобы "заставить" машину работать.
· Принцип минимума мастерства: работа должна быть так проста, как только это возможно; она не должна быть уделом избранных и быть понятной лишь посвященным.
· Принцип естественности языка, упразднения "инородного" синтаксиса и мнемоники. Язык не должен требовать от пользователей значительных усилий в изучении синтаксиса или содержать много мнемонических или иных обозначений, которые быстро забываются.
· Принцип минимума времени. Язык должен позволять без существенной задержки реализовывать возникающие потребности в доступе к информации и ее обработке.
· Принцип минимума ошибок. Технология должна быть спроектирована таким образом, чтобы минимизировать ошибки человека, а уж если они возникли, то, по возможности, "выловить" их автоматически.
· Принцип минимума поддержки. Механизм языков четвертого поколения должен позволить легко вносить изменения в имеющиеся приложения.
· Принцип максимума результата. Языки четвертого поколения предоставляют пользователям мощный инструмент для решения разнообразных задач.
На рис. 1.6 представлены компоненты языка четвертого поколения. Как мы видим, здесь представлены все основные «генераторы», наличие которых уже стало традиционным для СУБД разных классов.
Рис. 1.6. Компоненты языка четвертого поколения
Можно выделить две концепции развития языковых средств: концепцию разделения и концепцию интеграции. При использовании концепции разделения различают языки описания данных (ЯОД) и языки манипулирования данными (ЯМД). Назначение каждого из этих подклассов ясно из их названия.
Иногда в особую группу выделяют языки запросов (ЯЗ). Первоначально под языками запросов понимали языки высокого уровня, ориентированные на конечного пользователя, предназначенные для формирования запросов к БД (в такой трактовке их можно считать одной из разновидностей ЯМД). Однако сейчас ЯЗ понимается шире (см. гл. 3); многие ЯЗ включают в себя еще и возможности описания данных и корректировки БД.
В составе языков описания данных в зависимости от особенностей СУБД поддерживаются все или некоторые из следующих языков: язык описания схем (ЯОС), язык описания подсхем (ЯОПС), язык описания хранимых данных (ЯОХД), языки описания внешних данных (входных, выходных). В некоторых СУБД и сами эти разновидности языков, и создаваемые с их помощью элементы ИС являются самостоятельными компонентами, в других — некоторые из них могут объединены.
Языки манипулирования данными разделяются на две большие группы: процедурные и непроцедурные. При пользовании процедурными языками надо указать, какие действия и над какими объектами необходимо выполнить, чтобы получить результат. В непроцедурных языках указывается, что надо получить в ответе, а не как этого достичь.
Процедурные языки могут различаться по основным информационным единицам, которыми они манипулируют. Это могут быть языки, ориентированные на позаписную обработку данных, и языки, ориентированные на операции над множеством записей. Так, операции реляционной алгебры оперируют целиком отношением, а не каждой его записью.
Примерами непроцедурных языков являются языки, основанные на реляционном исчислении. Представителем языков, основанных на реляционном исчислении кортежей, является широко используемый язык запросов SQL. Табличный язык QBE также является непроцедурным языком.
Языковые средства предназначаются для пользователей разных категорий: конечных пользователей, системных аналитиков, профессиональных программистов. Повышение уровня языковых средств, их дружелюбности приводит к тому, что все большее число функций выполняется пользователями-непрограммистами самостоятельно, без посредников.
По своим функциональным возможностям выделяют следующие категории языков [1]:
1. Языки, обеспечивающие только возможности запросов. Они обеспечивают вывод требуемых данных на экран или печать в нужном формате. В настоящее время используется редко.
2. Комплексные языки запросов/обновлений. Более развитые языки, которые позволяют формулировать сложные запросы, относящиеся к нескольким взаимосвязанным записям, а также обновлять данные также легко, как и формулировать запросы. Используя их, пользователи могут создавать свои собственные файлы.
3. Генераторы отчетов. Они позволяют выбирать нужные данные из файлов или баз данных и форматировать их в виде требуемых форм документов.
4. Графические языки. Использование графических средств в настоящее время постоянно расширяется. Они позволяют выводить данные в виде различных графиков и диаграмм, а также использовать другие изобразительные возможности. Также как генераторы отчетов, графические языки позволяют осуществлять отбор информации из файлов или баз данных по различным критериям, а также выполнять арифметические и логические манипуляции с данными.
5. Инструментальные средства поддержки решений. Языки этого типа предназначены для создания систем принятия решений. Это могут быть системы типа "что-если", системы, выполняющие временной или трендовый анализ и другие. Возможно использование как универсальных, так и проблемно-ориентированных средств.
6. Генераторы приложений. Языковые средства, предназначенные для генерации приложений, обеспечивают возможность описания непроцедурным путем требуемой обработки информации и дальнейшей автоматической генерации программ.
7. Машиноориентированные языки спецификаций. Фактически являются генераторами приложений, дальнейшим их развитием. В отличие от генераторов приложений языки спецификаций более универсальны и позволяют специфицировать приложения разных типов.
8. Языки очень высокого уровня. В большинстве случаев приложения строятся при помощи непроцедурных языков. Однако некоторые языки являются процедурными (например, NOMAD), но программирование на них значительно короче, чем, например, на COBOLе.
9. Параметризированные пакеты прикладных программ. Эта категория программных средств известна давно и "четвертое поколение" относится к таким ППП, которые допускают легкую модификацию самого пакета, позволяют пользователям генерировать собственные отчеты, запросы к базе данных, и т.д.
10. Языки приложений. Многие языки четвертого поколения являются универсальными языками. Другие — спроектированы для специфических приложений. Примерами таких языков являются языки для управления финансами, управления работой станков с программным управлением и т.д.
По форме представления различают аналитические, табличные и графические языковые средства. Классификация языковых средств по форме представления относится как к языкам описания данных, так и к языкам манипулирования данными. Так, описание таблицы с использованием команды CREATE TABLE языка SQL является примером аналитической формы ЯОД, а описание такой же таблицы в Access и большинстве других настольных СУБД — пример табличной формы описания. В качестве примеров табличной и аналитической формы задания запросов можно привести языки QBE и SQL соответственно.
Достаточно часто бывает, что в рамках одной СУБД для одних и тех же целей могут использоваться языки разных типов. Так, например, во многих СУБД (dBase, FoxPro, и др.) для манипулирования данными могут использоваться:
· табличный язык запросов типа QBE
· язык SQL — аналитический ЯЗ, относящийся к классу языков исчисления кортежей
· процедурный язык программирования (для указанных выше систем dBase, FoxPro это язык x Base, часть операторов которого реализуют операции реляционной алгебры, а другая часть, более значительная по количеству операторов и функций, представляет собой нереляционные операции, обеспечивающие позаписную обработку файлов, организацию циклической и условной обработки, ввод-вывод данных, корректировку, возможность работы с переменными памяти и другие возможности).
Описание данных в этих системах может быть представлено в табличном виде, либо, если определение данных происходит средствами SQL или с использованием операторов языка x Base, в аналитическом виде.
Кроме упомянутых языковых средств, эти системы включают в себя генераторы экранных форм, отчетов и приложений, а также язык разветвленной иерархической системы "меню", позволяющей пользователю выбрать те действия, которые он желает выполнить.
Часто СУБД обеспечивают автоматическое преобразование «текстов» с одного языка на другой. Так, например, многие СУБД, такие как Access, FoxPro и др., используют языки запросов табличного типа не только для непосредственной реализации запросов, но и как средство для более простого описания запроса и последующего автоматического преобразование его на язык SQL.
Технические средства БнД
В качестве технических средств для банков данных (рис. 1.7) чаще всего используются универсальные ЭВМ, периферийные средства для ввода информации в базу данных и отображения выводимой информации. Иногда используются дополнительные технические средства для хранения больших объемов данных на внешних носителях. Если банк данных реализуется в сети, то необходимы соответствующие технические средства для обеспечения ее работы.
Состав и тип технических средств, на которых реализуются БнД, зависит от многих факторов, основными из которых являются: технические характеристики оборудования, используемые технологии обработки данных, масштаб системы, временные ограничения на время реакции системы, сложность обработки, стоимостные характеристики и др.
Первоначально БнД реализовывались в основном на больших ЭВМ, а для доступа к БД использовались терминалы. В связи со значительным и постоянным улучшением характеристик персональных ЭВМ появилась возможность реализовать банки данных и на машинах этого класса. Но сначала характеристики персональных ЭВМ были недостаточными, чтобы в полной мере реализовать идеологию банков данных. Стала наблюдаться некоторая раздробленность информационных систем, что, в свою очередь, привело к бурному развитию сетевых технологий и использованию соответствующих технических средств.
Существуют и специализированные технические средства, предназначенные для создания и эксплуатации банков данных (машины баз данных), но они не нашли широкого распространения.
В последние годы некоторые фирмы (Oracle, Sun) активно развивают идею использования так называемых «сетевых компьютеров». Эти компьютеры представляют собой дешевые рабочие станции без дисковых накопителей [2], которые будут работать в сети и использовать и программные средства, и данные, которые находятся на сервере.
Использование сетевых компьютеров предполагает обязательное применение мощных ЭВМ в качестве серверов, предъявляет высокие требования к организации хранения данных, к качеству каналов связи. При этом во многом становится предопределенной технология обработки данных (особенно в части распределения функций между клиентом и сервером). Использование сетевых компьютеров обусловлено не столько тем, чтобы сэкономить за счет использования более дешевых компьютеров, сколько желанием упорядочить использование программных средств, упростить систему обработки информации в целом, облегчить и удешевить поддержку системы.
Недостатки такого подхода являются:
· очень большая зависимость от «центральной» системы, потеря самостоятельности конечными пользователями
· уязвимость системы
· невозможность/неэффективность обеспечения потребности всех пользователей таким образом (хотя потребности пользователей и пересекаются, но степень пересечения может быть разной; кроме того, не исключается наличие сугубо персональных данных; хранение таких данных на отдаленном сервере приводит к непроизводительным расходам)
· очень высокие требования к серверной части системы.
Другим новым явлением является использование карманных ПК в качестве коммуникационных устройств для доступа к корпоративным данных в глобальных сетях.
Характеристики карманных компьютеров существенно улучшаются. Для них создается соответствующее программное обеспечение, позволяющее использовать их для мобильных пользователей, работающих в общей системе (тиражирование и синхронизация данных). Эти компьютеры являются более легкими, что немало важно для мобильных пользователей, а также стоят дешевле, чем переносные ПК. Ведущие производители СУБД приспосабливают свои крупномасштабные серверные системы для доступа из карманных ПК.
Рис. 1.7. Технические средства БнД
Тип используемых ЭВМ будет зависеть от масштаба создаваемой системы (Рис. 1.8). В настоящее время в подавляющем большинстве случаев БнД реализуются в сетевой среде с использованием множества разнотипных ЭВМ, причем их состав постоянно меняется в процессе эксплуатации банка данных.
Рис. 1.8 Взаимосвязь используемых ЭВМ и технологии организации информационной системы
Технические средства БнД не ограничиваются только ЭВМ. Сюда входит весь комплекс технических средств хранения, отображения и передачи информации. Особую роль для обеспечения эффективного и надежного функционирования банка данных играют средства хранения информации. Память в БнД обычно организуется в виде многоуровневой системы. Необходимо обращать внимание не только на выбор запоминающих устройств для организации хранения данных, предназначенных для оперативного доступа к ним, но и хранения архивных данных.
В банках данных, также как и во всех других информационных системах, выполняются операции по вводу, хранению, обработке и выводу информации. При выполнении каждой из этих операций могут использоваться различные технологии и, как следствие, различные технические и программные средства для их поддержания.
|
|
|
