3.Web: Методы доступа к бд через web страницу – основные линейки инструментов

На лекции была такая информация. Мы можем базу данных Accsessзаархивировать, повесить на сервер. Это один из вариантов обеспечения удаленного доступа. Раньше этот метод широко использовался. Создатьhtmlфайл и сделать в нем ссылку на архив.

Выбирается одно из средств доступа к данным через web:

Php + MySql (сервер Apache); JSP + Oracle (сервер JBOSS). Возможно использование и другой линейки инструментов.

Устанавливается все необходимое программное обеспечение.

Создается БД. Создание БД на основе выбранной предметной области в среде используемой СУБД.

Разрабатывается приложение для доступа к данным через web.

5

1.Модели данных

В основе любой СУБД лежит определенная модель данных. Как правило, используются сетевая, иерархическая, реляционная модель или комбинация этих моделей.

Эти модели различаются в основном способами представления взаимосвязей между объектами. Старейшие системы основаны на иерархической модели данных. К ним относится, например, разработанная для больших ЭВМ СУБД «Ока». Реляционными СУБД являются DB2, Oracle, Paradox, Access, FoxPro и др. Сетевой является СУБД СЕТОР.

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии типов объектов, т. е. один тип объекта является главным, а остальные, находящиеся на низших уровнях иерархии,–подчиненными. Иерархическая модель данных организует данные в виде иерархической древовидной структуры. Эта структура строится из узлов и ветвей. Узел представляет собой совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Наивысший узел в иерархической древовидной структуре называется корнем. Зависимые узлы располагаются на более низких уровнях дерева. Зависимые узлы могут добавляться как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении без всяких ограничений. Связи (соединения) между узлами уникальны, Поэтому иерархическая модель данных обеспечивает только линейные пути доступа к данным и между главными и подчиненными типами объекта устанавливается линейная взаимосвязь “один ко многим». Каждый экземпляр корневого узла образует начало записи логической базы данных, т. е. иерархическая база данных состоит из нескольких деревьев. К главным достоинствам иерархической модели данных можно отнести простоту понимания и использования, поскольку пользователи систем обработки данных хорошо знакомы с иерархическими структурами. Недостатки модели - это громоздкие структуры при сложных БД и, как правило, - хранение избыточных данных. Например, описание одинаковых комплектующих (гайки, болты, др.) в разных блоках.

В сетевой модели данных понятия главного и подчиненных объектов несколько расширены. Любой объект может быть и главным, и подчиненным (в сетевой модели главный объект обозначается термином «владелец набора», а подчиненный — термином «член набора»). Один и тот же объект может одновременно, выступать и в роли владельца, и в роли члена набора. Это означает, что каждый объект может участвовать в любом числе взаимосвязей. База данных состоит из нескольких областей. Область содержит записи. В свою очередь запись состоит из полей, а набор, который объединяет записи, может размещаться в одной или нескольких областях. Достоинство сетевой модели - простота реализации часто встречающихся в реальном мире взаимосвязей, закладываемых в БД. Основной недостаток сетевой модели состоит в сложности управления данными, в том числе и возможная потеря независимости данных при реорганизации базы данных.

В реляционной модели данных объекты и взаимосвязи между ними представляются с помощью таблиц. Взаимосвязи также рассматриваются в качестве объектов (таблицы связей). Каждая таблица представляет один объект. В терминологии реляционной модели таблица называется отношением. Каждый столбец в таблице является атрибутом. Значения в столбце выделяются из домена, т. е. домен суть множество значений, которые может принимать некоторый атрибут. Строки таблицы называются кортежами. О базе данных, построенной таким образом, говорят, что она построена в первой нормальной форме, причем для каждого атрибута всех таблиц фиксирован тип и длина данных. Соединение данных из разных таблиц обеспечивается операторами языка SQL. К достоинствам реляционной модели следует отнести простоту общения пользователя с моделью (сложность реализации не берем во внимание - это проблемы разработчиков). Некоторый недостаток модели - рядовые реляционные системы работают медленнее систем, базирующихся на сетевой или иерархической модели данных. Первичный ключ – это столбец, значения которого во всех строках разные. Он может объединять несколько столбцов. В некоторых СУБД первичный ключ может задаваться системой (ACCESS, Oracle). Связь реализуется при помощи внешнего ключа (это столбец таблицы, значения которого совпадают со значениями первичного ключа другой таблицы). Важным моментом является также использование значения NULL в таблицах реляционной БД. NULL – это отсутствующее значение, отсутствие информации в поле. Это поле обрабатывается особым образом.

Неформальными эквивалентами основных понятий являются:

Отношение – Таблица, которая на следующих этапах проектирования превращается в файл БД, имеющий уникальное имя.

Кортеж – Строка таблицы, превращающаяся в последующем в запись файла БД.

Атрибут – Столбец с заголовком (именем) и значениями, превращающийся в последующем в поле БД, имеющее имя и тип.

Нормальная форма – требование, предъявляемое к структуре таблиц в теории реляционных баз данных для устранения из базы избыточных функциональных зависимостей между атрибутами (полями таблиц). Процесс преобразования базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией.

Понятие нормальной формы было введено Эдгаром Коддом при создании реляционной модели БД. Основное назначение нормальных форм — приведение структуры базы данных к виду, обеспечивающему минимальную избыточность. Устранение избыточности производится за счёт декомпозиции отношений (таблиц) таким образом, чтобы свести к минимуму функциональные зависимости между их атрибутами (полями).

Полное отсутствие функциональных зависимостей в отношениях невозможно (да и не нужно), но часть таких зависимостей избыточна, поскольку их можно вычислить из других зависимостей, имеющихся в БД.

Каждая нормальная форма представляет собой определённое условие, которому должна соответствовать таблица базы данных. Если таблица не соответствует нормальной форме, она может быть приведена к ней (нормализована) за счёт декомпозиции, то есть разбиения на несколько таблиц, связанных между собой. Теоретически, в результате нормализации объём БД должен уменьшиться. Принципиальным здесь является то, что нормализация — обратимый процесс, из группы таблиц, получившихся при декомпозиции, всегда можно получить в точности исходную таблицу. Таким образом, нормализация не сокращает объём информации, хранимой в БД, а лишь устраняет информацию, которая может быть вычислена.

Нормализация может применяться к таблице, первоначально отвечающей следующим требованиям:

· Таблица содержит нуль или более записей.

· Все записи таблицы имеют одно и то же множество полей, причём одноимённые поля относятся к одинаковым типам данных.

· Таблица не может содержать двух полностью идентичных записей.

Обычно выделяют шесть нормальных форм:

Первая нормальная форма (1NF). Таблица находится в первой нормальной форме, если каждый её атрибут атомарен и все строки различны. Под выражением "атрибут атомарен" понимается, что атрибут может содержать только одно значение. Таким образом, не соответствуют 1NF таблицы, в полях которых могут храниться списки значений. Для приведения таблицы к 1NF обычно требуется разбить таблицу на несколько отдельных таблиц.

Вторая нормальная форма (2NF). Таблица находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме, и при этом любой её атрибут, не входящий в состав первичного ключа, функционально полно зависит от первичного ключа. Функционально полная зависимость означает, что атрибут функционально зависит от всего первичного ключа, но при этом не находится в функциональной зависимости от какой-либо его части.

Третья нормальная форма (3NF). Таблица находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме, и при этом любой её неключевой атрибут функционально зависит только от первичного ключа.

Объектно-ориентированные базы данных. В объектно-ориентированной модели данных любая сущность реального мира представляется всего одним понятием – объектом. С объектом ассоциируется состояние и поведение. Состояние объекта определяется значениями его свойств — атрибутов. Значениями свойства могут являться примитивные значения (такие, как строки или целые числа) и непримитивные объекты. Непримитивный объект, в свою очередь, состоит из набора свойств. Следовательно, объекты можно рекурсивно определять в терминах других объектов. Поведение объекта определяется с помощью методов, которые оперируют над состоянием объекта. У каждого объекта имеется определяемый системой уникальный идентификатор. Объекты, обладающие одними и теми же свойствами и поведением, группируются в классы. Объект может быть экземпляром только одного класса или нескольких классов. Классы организуются в иерархии классов. Подкласс наследует свойства и методы суперкласса; кроме того, подклассы могут обладать индивидуальными свойствами и методами. В некоторых системах у класса можется более одного суперкласса (множественное наследование), тогда как в других системах число суперклассов ограничено одним (одиночное наследование).

Преимущества:

· Меньшая потребность в соединениях.

· Выигрыш в производительности.

· Поддержка версий и длительных транзакций.

· Объектная алгебра.

Недостатки модели ООБД:

· Отсутствие интероперабельности между РБД и ООБД.

· Недостаточность средств для оптимизации запросов.

· Отсутствие стандартной алгебры запросов.

· Отсутствие средств обеспечения запросов.

· Отсутствие поддержки представлений.

· Проблемы с безопасностью.

· Отсутствие поддержки динамических изменений определений классов.

· Ограниченная поддержка ограничений целостности.

· Ограниченные возможности настройки производительности.

· Недостаточная поддержка сложных объектов.

· Ограниченная интеграция с объектно-ориентированными системами программирования.

· Ограниченный выигрыш в производительности.

Постреляционная модель - это качественное и количественное расширение реляционной модели. Если в реляционных моделях используется первая нормальная форма, то в постреляционных моделях данные описываются не первой нормальной формой, не требуется определять для поля специфический тип и длину. Благодаря этому, можно задать таблицу, в которую вложены другие таблицы. Если всю информацию свести в одну большую таблицу, такая таблица неизбежно будет содержать пустые клетки или избыточные данные, при использовании нескольких таблиц потребуется выполнять весьма ресурсоемкую операцию соединения, снижая тем самым эффективность работы СУБД.

Модель многомерной базы данных. Моделью данных является многомерный куб, где на измерениях определены некоторые иерархии, а в клетках этого куба находятся числовые значения. Операции извлечения данных из такого куба описываются в терминах поворотов, срезов, и иерархического "схлопывания" измерений с агрегированием значений (суммирование, взятие среднего и др.). Эта схема хорошо ложится на табличную организацию данных. Наиболее известный программный продукт этого класса - это Oracle Express Server.