9. Средства доступа к данным и разработки приложений
Средства доступа к БД предназначены для поддержки работы с БД определенного формата. Они могут быть разделены на:
универсальные
прикладные (проблемно-ориентированные)
Общая схема обращения к данным имеет вид:
Универсальные средства
К универсальным средствам доступа относятся соответствующие средства и утилиты СУБД и средства внешних разработчиков.
Их недостатки:
не связаны с конкретной прикладной областью;
работают в терминах операций с БД;
необходимо или желательно знание языка СУБД;
требует высокой квалификации пользователя.
Достоинства:
+ не требуется трудоёмкая разработка приложения
Универсальные средства делятся на две группы:
1) средства и утилиты СУБД:
Примерами таких средств являются:
- интерфейс FoxPro, объединяющий набор команд системного меню, обеспечивающий большое число операций с БД, и набор диалоговых окон работы с БД, таких как View, Browse, Command;
- утилита WISQL, обеспечивающая интерактивный доступ в командном режиме к данным БД Interbase-формата, а также просмотр метаданных БД;
- утилиты: командный или графический интерфейс;
- ServerManager.
2) утилиты сторонних (внешних) разработчиков:
Примерами универсальных средств второй группы являются:
- автономные независимые генераторы отчетов (например, Crystal Report), позволяющие выполнять выборку и обработку данных из БД определенных форматов и оформление выходных документов по полученным результатам;
- автономные независимые генераторы запросов (например, MS Query), служащие для непосредственного задания и (или) интерактивного формирования сложных запросов к БД определенных форматов с целью получения выборок требуемой информации.
В отличие от средств СУБД средства независимых разработчиков обычно позволяют работать с БД нескольких распространенных форматов.
Все универсальные средства объединяет одно свойство: они ориентированы на формат БД, а не на прикладную задачу, которая решается с помощью этой БД. Это позволяет работать с БД разного назначения, но затрудняет работу с данными для малоквалифицированных пользователей, знакомых лишь с предметной областью, но не с терминологией и методологией БД и СУБД.
Прикладные средства
Разработаны для устранения проблем универсальных средств, а именно – сложности для малоквалифицированных пользователей. Для работы широких масс пользователей разрабатываются проблемно ориентированные средства (приложения), интерфейс которых ориентирован на определенную прикладную область деятельности и маскирует внутреннее устройство БД и функционирование СУБД. Терминология и набор функций приложения соответствует прикладной задаче, использует терминологию предметной области и работает на уровне пользовательских операций.
. В результате, вместо абстрактного обозначения операции «Стереть запись» приложение использует более понятное для пользователя обозначение, например, «Отчислить студента» или «Уничтожить документ». Кроме того, пользовательская операция, единая и неделимая с точки зрения пользователя, на уровне СУБД может реализовываться большим числом базовых операций. Все это делает работу для пользователя более простой, понятной, удобной и надежной, что должно компенсировать расходы на разработку приложения.
Для разработки приложений БД имеется большой набор средств разработчика (частью которых является, в частности, рассмотренные выше универсальные средства доступа с БД). Средства разработки можно разделить на 3 основные группы:
1) средства разработчика, реализованные в СУБД. Это языки программирования СУБД (например, XBase, диалектом которого является язык FoxPro), трансляторы, отладчики, утилиты работы с БД, библиотеки и наборы компонент, реализующие типовые функции и элементы интерфейса.
2) дополнительные средства универсальных языков программирования, расширяющие возможности языка средствами работы с БД (например, набор компонентов работы с БД для С++). Сюда же можно отнести стандартизированные средства доступа с БД, также как ODBC, DAO, ADO, BDE, а также внешние программные интерфейсы (API), предоставляемые большинством разработчиков СУБД.
3) интегрированные средства разработки, предлагаемые независимыми поставщиками. Такие средства, в отличие от средств СУБД, позволяют, как правило, работать с большим числом распространенных форматов БД. Примером независимого средства разработки является пакет Power Builder, позволяющий создавать приложения для работы с большинством форматов распространенных серверных и некоторых персональных СУБД. Также получили распространение C++ Builder, Delphy.
При выборе средств разработки следует учитывать:
1) поддерживаемую рассматриваемыми средствами модель БД и модель обработки;
2) развитость предоставляемого инструментария;
3) совместимость получаемых результатов с имеющимися разработками;
4) наличие рассматриваемых средств и их стоимость при отсутствии;
5) наличие опыта работы с рассматриваемыми средствами.
При работе с БД используются различные технологии доступа:
- низкий уровень (API),
- средний уровень (ODBC),
- высокий уровень (BDE, IBExpress, ADO).
СУБД
Основным средством работы с данными является СУБД.
Основные задачи СУБД:
создание и модификация БД
ввод и актуализация данных
развитие БД
поддержка разработки приложений
поддержка многопользовательского доступа
поддержка ограничений целостности
поддержка контроля доступа
поддержка резервирования и восстановления
Наиболее распространенными СУБД являются:
1) Персональные системы:
MS Access: средство для конечного пользователя
VFP: средство для разработчика
Семейство X-Base (FoxPro, DBase), Paradox, Clarion
Для персональных систем характерны файл-серверная структура, наличие копии СУБД на каждом рабочем месте.
2) Серверные системы:
MS SQL Server
Oracle
InterBase
My SQL: быстрая, бесплатная, сильно урезана
DB: очень старая
Для серверных систем характерны: наличие клиентской и серверной частей, потоков обмена в SQL-серверах.
Состав СУБД:
- ядро;
- интерфейсы пользователя;
- средства обмена с приложениями;
- средства разработки;
- утилиты обслуживания.
Общая схема обработки обращений в СУБД:
1) Контроль доступа: если команда разрешена, то она принимается к обработке, иначе сообщение о нарушении прав доступа
2) Процессор команд: анализ команды, перенаправление на обработку.
3) Контроллер целостности: проверяются ограничения целостности для команд ввода модификаций.
4) Обработчик запросов: основная часть – оптимизатор запросов, определяет возможные планы исполнения запросов, выбирает наилучший (он может из одной команды сделать несколько).
5) Планировщик: из параллельно поступающих потоков информации формирует единый поток.
6) Контроллер данных: обеспечивает выполнение операций с данными, при выполнении происходит обмен с диском через буфера, при выполнении взаимодействует с файловой системой.
7) Контроллер транзакций: хранит историю и состояние транзакций, управляет их поведением.
Наиболее применяемые СУБД (2002г.):
- MS SQL Server (32,3%),
- Oracle (16,1%),
- InterBase (12,6%),
- MySQL (10,2),
- MS Access (6,6%),
- Visual FoxPro (4,5%).