
- •Введение. Структура предмета. Основные понятия
- •1.История развития баз данных
- •2. История развития субд
- •4.Основные понятия и определения
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 1. Структура и технологии субд. Модели данных
- •Тема1.1 Архитектура и технико-экономические характеристики субд. Архитектура бд.
- •1. Основные функции субд
- •2. Обобщенная архитектура субд
- •3. Процесс прохождения пользовательского запроса
- •4. Архитектура бд
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.2 Модели данных. Основные понятия и классификация
- •1. Классификация моделей данных
- •3 Пример разработки простой er-модели
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.3 Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных
- •1. Иерархическая модель данных
- •2. Сетевая модель данных
- •3. Реляционная модель данных
- •Базовые понятия реляционных баз данных
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.4 Физические модели данных
- •1. Файловые структуры, используемые для хранения информации в базах данных
- •2. Индексные файлы
- •3. Моделирование отношения 1:м с использованием однонаправленных указателей
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.5 Целостность бд. Нормальные формы
- •1. Основные понятия
- •Null-значения
- •Трехзначная логика (3vl)
- •Потенциальные ключи
- •2.Целостность сущностей
- •2 . Основные нормальные формы
- •Аномалии обновления
- •Определение функциональной зависимости
- •3Нф (Третья Нормальная Форма)
- •Алгоритм нормализации (приведение к 3нф)
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.6 Операции и основные понятия реляционной алгебры и реляционного исчисления
- •1. Реляционная алгебра
- •Замкнутость реляционной алгебры
- •Отношения, совместимые по типу
- •2. Теоретико-множественные операторы
- •3. Специальные реляционные операторы
- •Соединение
- •Общая операция соединения
- •Тэта-соединение
- •Экви-соединение
- •Естественное соединение. Определение 10. Пусть даны отношения и , имеющие одинаковые атрибуты (т.Е. Атрибуты с одинаковыми именами и определенные на одинаковых доменах).
- •Контрольные вопросы
- •Тема 1.7 Проектирование реляционной базы данных
- •1. Методология проектирования базы данных
- •2. Этапы проектирования базы данных
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 2. Язык sql и его возможности
- •Тема 2.1 История языка sql. Создание и редактирование схемы бд
- •1. Развитие языка sql
- •Что такое пользователь?
- •Числовые константы
- •2 Создание базы данных и структуры таблицы
- •3. Модификация структуры таблицы и удаление таблицы
- •4. Индексы
- •5. Добавление новых данных
- •Однострочный оператор insert
- •Многострочный оператор insert
- •Утилиты пакетной загрузки
- •6. Удаление существующих данных
- •Оператор delete с вложенным запросом
- •7. Обновление существующих данных
- •Обновление всех строк
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.2 Организация запросов к базе данных.
- •1. Формирование запросов к одной таблице
- •2. Статистические функции
- •3. Группировка и агрегатные функции в запросах
- •4. Объединение таблиц
- •Объединения таблиц по равенству значений в столбцах и другие виды объединений
- •5. Объединение таблицы с собой
- •6. Теоретико-множественные операции с таблицами
- •7. Выполнение сложных запросов с вложенными подзапросами
- •Использование выражений в подзапросах
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.3 Виртуальные таблицы Цель: рассмотреть понятие «виртуальная таблица»; назначение виртуальных таблиц и область их использования
- •1. Команда create view
- •2. Групповые представления
- •3. Представления и объединения
- •4. Представления и подзапросы
- •5. Удаление и модификация представлений
- •Контрольные вопросы
- •1.Определение триггера и его назначение
- •2. Типы триггеров
- •Создание триггеров dml
- •Создание триггеров замещения
- •Создание системных триггеров
- •Другие аспекты использования триггеров
- •3. Хранимые процедуры
- •Хранимые функции
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.5 Защита информации в бд
- •1. Общие понятия привилегий
- •Стандартные привилегии
- •2. Предоставление привилегий с использованием представлений
- •3. Другие типы привилегий
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.6 Транзакции и управлении ими
- •1. Что такое транзакция
- •2 . Операторы commit и rollback
- •3. Журнал транзакций
- •5. Транзакции и работа в многопользовательском режиме
- •Проблема пропавшего обновления
- •Проблема промежуточных данных
- •Проблема несогласованных данных
- •Проблема строк-призраков
- •6. Параллельные транзакции
- •Уровни блокировки
- •Жесткая и нежесткая блокировки
- •Тупиковые ситуации
- •Усовершенствованные методы блокировки
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2.7 Распределенные базы данных. Модели серверов
- •1.Распределенная обработка данных
- •2. Модели «клиент—сервер» в технологии баз данных
- •Двухуровневые модели
- •Модель сервера приложений
- •3. Модели серверов баз данных
2. Модели «клиент—сервер» в технологии баз данных
Вычислительная модель «клиент—сервер» исходно связана с парадигмой открытых систем, которая появилась в 90-х годах и быстро эволюционировала. Сам термин «клиент-сервер» исходно применялся к архитектуре программного обеспечения, которое описывало распределение процесса выполнения по принципу взаимодействия двух программных процессов, один из которых в этой модели назывался «клиентом», а другой — «сервером». Клиентский процесс запрашивал некоторые услуги, а серверный процесс обеспечивал их выполнение. При этом предполагалось, что один серверный процесс может обслужить множество клиентских процессов.
Ранее приложение (пользовательская программа) не разделялась на части, оно выполнялось некоторым монолитным блоком. Но возникла идея более рационального использования ресурсов сети. Действительно, при монолитном исполнении используются ресурсы только одного компьютера, а остальные компьютеры в сети рассматриваются как терминалы. Но теперь, в отличие от эпохи main-фреймов, все компьютеры в сети обладают собственными ресурсами, и разумно так распределить нагрузку на них, чтобы максимальным образом использовать их ресурсы.
И как в промышленности, здесь возникает древняя как мир идея распределения обязанностей, разделения труда. Для воплощения идеи необходимо было разработать модель разбиения единого монолитного приложения на отдельные части и определить принципы взаимосвязи между этими частями.
Основной принцип технологии «клиент—сервер» применительно к технологии баз данных заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на 5 групп, имеющих различную природу:
функции ввода и отображения данных (Presentation Logic);
прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач приложения (Business Logic);
функции обработки данных внутри приложения (Database Logic),
функции управления информационными ресурсами (Database Manager System);
служебные функции, играющие роль связок между функциями первых четырех групп.
Структура типового приложения, работающего с базой данных приведена на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 - Структура типового интерактивного приложения, работающего с базой данных
Презентационная логика (Presentation Logic) как часть приложения определяется тем, что пользователь видит на своем экране, когда работает приложение. Сюда относятся все интерфейсные экранные формы, которые пользователь видит или заполняет в ходе работы приложения, к этой же части относится все то, что выводится пользователю на экран как результаты решения некоторых промежуточных задач либо как справочная информация. Поэтому основными задачами презентационной логики являются:
формирование экранных изображений;
чтение и запись в экранные формы информации;
управление экраном;
обработка движений мыши и нажатие клавиш клавиатуры.
Некоторые возможности для организации презентационной логики приложений предоставляет пользовательский интерфейс, задаваемый моделями CICS (Customer Control Information System ) и IMS/DC фирмы IBM и моделью TSO (Time Sharing Option) для централизованной main-фреймовой архитектуры. Модель GUI — графического пользовательского интерфейса, поддерживается в операционных средах Microsoft's Windows, в OS/2 Presentation Manager, X-Windows и OSF/Motif.
Бизнес-логика, или логика собственно приложений (Business processing Logic), — это часть кода приложения, которая определяет собственно алгоритмы решения конкретных задач приложения. Обычно этот код пишется с использованием различных языков программирования, таких как С, C++, Visual-Basic.
Логика обработки данных (Data manipulation Logic) — это часть кода приложения, которая связана с обработкой данных внутри приложения. Данными управляет собственно СУБД (DBMS). Для обеспечения доступа к данным используются язык запросов и средства манипулирования данными стандартного языка SQL
Обычно операторы языка SQL встраиваются в языки 3-го или 4-го поколения (3GL, 4GL), которые используются для написания кода приложения.
Процессор управления данными (Database Manager System Processing) — это собственно СУБД, которая обеспечивает хранение и управление базами данных. В идеале функции СУБД должны быть скрыты от бизнес-логики приложения, однако для рассмотрения архитектуры приложения нам надо их выделить в отдельную часть приложения.
В централизованной архитектуре (Host-based processing) эти части приложения располагаются в единой среде и комбинируются внутри одной исполняемой программы.
В децентрализованной архитектуре эти задачи могут быть по-разному распределены между серверным и клиентским процессами. В зависимости от характера распределения можно выделить следующие модели распределений (рис. 7.3):
распределенная презентация (Distribution presentation, DP);
удаленная презентация (Remote Presentation, RP);
распределенная бизнес-логика (Remote business logic, RBL);
распределенное управление данными (Distributed data management, DDM);
удаленное управление данными (Remote data management, RDA).
Рисунок 7.3 - Распределение функций приложения в моделях «клиент—сервер»
Эта условная классификация показывает, как могут быть распределены отдельные задачи между серверным и клиентскими процессами. В этой классификации отсутствует реализация удаленной бизнес-логики. Действительно, считается, что она не может быть удалена сама по себе полностью. Считается, что она может быть распределена между разными процессами, которые, в общем-то, могут выполняться на разных платформах, но должны корректно кооперироваться (взаимодействовать) друг с другом.