Лучшие системы управления базами данных для малого бизнеса. Организация баз данных и выбор систем управления базами данных

• Перевод

Базы данных используются повсюду, включая большую часть проектов в мире веб-разработки. Всё, начиная от простейших блогов и каталогов, до серьезных социальных веб-проектов. Независимо от сложности сайта и соответствующей базы данных, каждый из них требует тщательного проектирования, чтобы работать эффективно, а также надежно.


В этой статье мы рассмотрим основы разработки хорошего плана базы данных, независимо от ее окончательного предназначения. Для всех вариантов структуры баз данных есть набор стандартных правил и лучших практик, которыми следует пользоваться. Они будут способствовать базе данных оставаться организованной и сделает ее взаимодействие с сайтом более разумным и эффективным способом.

Какой функционал требуется от базы данных

Фото: binaryape

Определение необходимых таблиц и полей

Используйте инструмент моделирования данных

Группировка и разделение данных

Нормализация базы данных

Существует несколько способов совместного использования базы данных Access в зависимости от потребностей и доступности ресурсов. В этой статье описаны доступные параметры и преимущества каждого из них, а также предоставлены ресурсы с дополнительной информацией о методах работы.

Для изменения структуры базы данных на вашем компьютере должно быть установлено приложение Access.

В этой статье

Совместное использование данных с помощью сетевых папок

Это самый простой вариант с минимальными требованиями, но он обеспечивает наименьшую функциональность. При этом методе файл базы данных хранится на общем сетевом диске, и все пользователи одновременно его используют. Поскольку все объекты базы данных используются одновременно, несколько пользователей могут одновременно изменять данные, что ограничивает надежность и доступность. Может также снижаться производительность, поскольку все объекты базы данных пересылаются по сети.

Этот вариант подходит в том случае, если базу данных одновременно будут использовать несколько человек и пользователям не потребуется изменять структуру базы данных.

Примечание: Этот способ менее безопасен по сравнению с остальными способами совместного доступа к базе данных, поскольку у каждого пользователя есть полная копия файла базы данных, что повышает риск несанкционированного доступа.

Совместное использование базы данных с помощью сетевой папки

Если общая сетевая папка отсутствует, ее нужно настроить.

Дополнительные сведения об этом см. в справке по операционной системе компьютера, который будет использоваться для совместного доступа к базе данных. Если общая папка находится на сетевом сервере, может потребоваться помощь администратора сети.

Приложение Access должно быть настроено для открытия в режиме совместного доступа на компьютерах всех пользователей. Данный режим используется по умолчанию, однако это необходимо проверить: если пользователь откроет базу данных в монопольном режиме, другие пользователи не смогут работать с данными. Выполните на каждом из компьютеров действия, указанные ниже.

1. Запустите Access и на вкладке Файл выберите пункт Параметры .

   В окне Параметры Access выберите пункт Параметры клиента .

Скопируйте файл базы данных в общую папку. Затем настройте атрибуты файла таким образом, чтобы разрешить доступ к файлу базы данных для чтения и записи. Для использования базы данных необходим доступ к ней с правами на чтение и запись.

На компьютере каждого пользователя создайте ярлык для файла базы данных. В диалоговом окне "Свойства ярлыка" укажите путь к файлу базы данных в свойстве Цель , используя вместо буквы подключенного диска UNC-адрес. Например, вместо пути F:\sample.accdb укажите путь \\имя_компьютера\shared.accdb .

Примечание: Это действие пользователи могут выполнить самостоятельно.

Совместное использование разделенной базы данных

Этот способ целесообразен при отсутствии сайта SharePoint или сервера базы данных. Общий доступ к разделенным базам возможен по сети или через сайт SharePoint. При разделении базы данных она реорганизуется в два файла: серверную базу данных, которая содержит таблицы данных, и клиентскую базу данных, в которой содержатся все остальные объекты базы данных (например, запросы, формы, отчеты). Каждый пользователь взаимодействует с данными с помощью локальной копии внешней базы данных.

Преимущества разделения базы данных

Повышенная производительность. По сети совместно используются только данные, а не таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы или модули.

Повышенная доступность Транзакции базы данных, например редактирование записей, выполняются быстрее.

Улучшенная безопасность. Пользователи получают доступ к серверной базе данных через связанные таблицы; вероятность того, что злоумышленники могут получить несанкционированный доступ к данным через клиентскую базу данных, менее высока.

Повышенная надежность Если пользователь сталкивается с проблемой, а база данных неожиданно закрывается, то любое повреждение файла базы данных обычно ограничивается копией клиентской базы данных, открытой пользователем.

Гибкая среда разработки Каждый пользователь может независимо разрабатывать запросы, формы, отчеты и другие объекты базы данных, не влияя на работу других пользователей. Кроме того, вы можете разрабатывать и распространять новую версию клиентской базы данных, не нарушая доступ к данным, хранящимся в серверной части базы данных.

Если этот метод вам подходит, перейдите к инструкциям в статье Разделение базы данных Access .

Совместное использование базы данных на сайте SharePoint

При наличии сервера с SharePoint (особенно со службами Access) возможны несколько хороших вариантов. Интеграция с SharePoint помогает обеспечить более удобный доступ к базе данных. При публикации веб-базы данных службы Access создают сайт SharePoint, содержащий базу данных. Все объекты базы данных и сами данные перемещаются в списки SharePoint на этом сайте.

Опубликованная база данных размещается в Интернете. Можно создавать веб-формы и отчеты, запускаемые в окне браузера, а также стандартные объекты Access (их иногда называют клиентскими объектами, чтобы отличать их от веб-объектов). Для использования клиентских объектов Access необходимо установить приложение Access, однако все объекты базы данных, которые хранятся на SharePoint, используются совместно.

Примечание: Если на компьютере установлено приложение Access, можно использовать клиентские объекты из веб-базы данных, а не только объекты веб-базы данных.

Службы Access предоставляют платформу для создания без данных, которые можно использовать в Интернете. Веб-базы данных конструируются и публикуются с использованием Access 2010 и SharePoint, после чего можно использовать веб-базу данных через веб-браузер.

Формы, отчеты и макросы интерфейса выполняются внутри браузера.

Если вы используете веб-базу данных, данные хранятся в списках SharePoint: все таблицы преобразуются в списки SharePoint, а записи становятся элементами списков. Это позволяет управлять доступом к веб-базе данных с помощью разрешений SharePoint.

Запросы и макросы данных выполняются на сервере: вся обработка SQL-кода выполняется на сервере. Это повышает производительность сети, так как по ней передаются лишь результирующие наборы.

Сохранение базы данных в библиотеке документов

Базу данных можно сохранить в любой библиотеке документов SharePoint. Этот метод подобен сохранению базы данных в сетевой папке и предоставляет удобный способ управления доступом к базе данных. При связывании со списками SharePoint совместно используются только данные, но не объекты базы данных. Каждый пользователь получает собственную копию базы данных.

Например, если на сайте SharePoint есть списки, в которых отслеживаются проблемы обслуживания клиентов и хранятся данные о сотрудниках, в Access можно создать базу данных, которая будет служить интерфейсом для этих списков. Можно создавать запросы Access для анализа этих проблем и отчеты Access для форматирования и публикации письменных отчетов для собраний групп. Если у пользователей на компьютерах установлено приложение Access, можно предоставить доступ к запросам и отчетам Access для списка SharePoint с помощью меню Представление . При просмотре списка на сайте SharePoint пользователи смогут находить и открывать запросы, отчеты и другие объекты Access в меню Представление . Если у пользователей нет приложения Access, они все равно смогут использовать данные из списков с помощью представлений SharePoint.

Откройте базу данных, которую требуется использовать совместно.

На вкладке Файл выберите пункт Сохранить как .

Примечание: Если вы используете Access 2010, выберите элементы Файл > Сохранить и опубликовать > Сохранить базу данных как > SharePoint .

В диалоговом окне Сохранение в SharePoint перейдите к соответствующей библиотеке документов.

Проверьте имя файла базы данных и его тип, при необходимости измените их и нажмите кнопку Сохранить .

Дополнительные сведения см. в статьях Публикация в службах Access и Импорт и связывание данных со списком SharePoint .

Совместное использование базы данных путем связывания со списками SharePoint

Этот метод имеет такие же преимущества, как использование разделенной базы данных, и позволяет каждому пользователю изменять собственную копию базы данных, поскольку совместный доступ к данным осуществляется через сайт SharePoint. Хотя в этом случае отсутствуют преимущества, получаемые при публикации базы данных на сайте SharePoint, при этом достигается выгода централизованного расположения данных. Поскольку данные находятся в списках SharePoint, к ним можно предоставлять раздельный доступ по сети с использованием функций SharePoint.

Этот способ включает три основных действия.

Перемещение данных в списки SharePoint.

Создание ссылок на эти списки.

Распространение файла базы данных.

Для выполнения первых двух действий можно использовать мастер переноса на сайт SharePoint, а последнее действие можно выполнить с помощью любых доступных средств.

Использование мастера экспорта таблиц в SharePoint

На вкладке Работа с базами данных в группе Перенос данных щелкните элемент SharePoint .

Примечание: Этот элемент доступен только в том случае, если файл базы данных сохранен в формате ACCDB.

Следуйте указаниям мастера экспорта таблиц в SharePoint; в частности, укажите расположение сайта SharePoint. Чтобы отменить процесс, нажмите кнопку Отмена .

Чтобы просмотреть дополнительные сведения о переносе, на последней странице мастера установите флажок Подробности .

На этой странице содержатся сведения о том, какие таблицы связаны со списками, а также сведения о расположении резервных копий и URL-адрес базы данных. Здесь также выводится предупреждение при возникновении проблем с переносом и указывается расположение таблицы журнала, в которой можно просмотреть дополнительные сведения о проблемах.

Когда все действия мастера будут завершены, нажмите кнопку Готово .

Если мастер выведет предупреждение, следует просмотреть таблицу журнала и выполнить необходимые действия. Например, может потребоваться отменить перенос некоторых полей или преобразовать их в другие типы данных, совместимые со списками SharePoint.

Примечание: Чтобы просмотреть списки на сайте SharePoint, щелкните в области быстрого запуска кнопку Списки или выберите пункт Просмотреть все содержимое узла . Может потребоваться обновить страницу в веб-браузере. Чтобы отобразить списки в области быстрого запуска на сайте SharePoint или изменить другие параметры (например, включить отслеживание версий), можно изменить параметры списков на сайте SharePoint. Дополнительные сведения см. в справке для сайта SharePoint.

Совместное использование базы данных с помощью сервера

Совместное использование базы данных можно организовать с помощью приложения Access и сервера баз данных (например, сервера SQL Server). Этот способ обеспечивает много преимуществ, но для него требуется дополнительное программное обеспечение - сервер баз данных.

Этот способ напоминает разделение баз данных, поскольку таблицы хранятся в сети, а у каждого пользователя есть локальная копия файла базы данных Microsoft Access, содержащая ссылки на таблицы, запросы, формы, отчеты и другие объекты базы данных. Этот вариант используется, если сервер баз данных доступен, а у всех пользователей установлено приложение Access. Преимущества этого метода зависят от используемого программного обеспечения сервера баз данных, но в общем случае они включают наличие учетных записей пользователей и избирательный доступ к данным, отличную доступность данных и удобные встроенные средства управления данными. Более того, большинство серверных приложений для работы с базами данных нормально работают с более ранними версиями Access, поэтому не требуется, чтобы все пользователи работали с одной и той же версией. Совместно используются только таблицы.

Преимущества совместного использования базы данных с помощью сервера баз данных

Высокая производительность и масштабируемость Во многих случаях сервер базы данных повышает производительность, чем единственный файл базы данных Access. Многие серверные продукты баз данных также обеспечивают поддержку очень больших баз данных размером примерно в 500 в течение интервала (2 ГБ) для файла базы данных Access (два гигабайта). Продукты сервера баз данных обычно работают очень эффективно, параллельно обрабатывая запросы (используя несколько собственных потоков в одном процессе для обработки запросов пользователей), а также свести к минимуму дополнительные требования к памяти при добавлении новых пользователей.

Повышенная доступность Большинство серверных продуктов базы данных позволяют создавать резервные копии базы данных во время ее использования. Таким образом, пользователям не нужно принудительно закрывать базу данных для резервного копирования данных. Более того, сервер баз данных обычно обрабатывает параллельное редактирование и блокировку записей очень эффективно.

Повышенная безопасность Невозможно полностью защитить базу данных. Тем не менее, серверные продукты базы данных предлагают надежную защиту, которая поможет вам защитить ваши данные от несанкционированного использования. Большинство серверных продуктов баз данных предлагают безопасность на основе учетных записей, позволяя указать, кто может видеть, какие таблицы. Даже в случае неправильного получения доступа к интерфейсу, несанкционированное использование данных запрещено защитой на основе учетной записи.

Автоматические возможности восстановления В случае сбоя системы (например, аварийного завершения работы операционной системы или отключения питания) некоторые серверные продукты баз данных имеют механизмы автоматического восстановления, которые восстанавливают базу данных до последнего состояния согласованности в течение минут, без администратора базы данных. участвовать.

Обработка на сервере Использование Access в конфигурации клиента и сервера помогает уменьшить сетевой трафик, обрабатывая запросы к базе данных на сервере перед отправкой результатов клиенту. Обработка сервером обычно более эффективна, особенно при работе с большими наборами данных.

Основные этапы использования Access с сервером баз данных

Факторы, которые следует учитывать при выборе метода

В современном мире все больший вес приобретают данные, и без преувеличения можно сказать, что мир управляется данными. Поэтому сейчас большое внимание уделяется сбору, хранению, анализу и продаже данных. Залог успешного развития современного бизнеса заключается в накоплении, систематизации и использовании, к примеру, такой информации о своих клиентах, как их потребности, предпочтения в покупках и т.д. Такая информация может помочь в принятии обоснованных решений относительно практической эффективности рекламных предложений, нахождения убыточных сегментов бизнеса, анализа спроса на производимые товары или услуги, отслеживания динамики торговли по отдельным позициям и обзор других ключевых факторов. Использование баз данных при правильном использовании дают нам эти преимущества перед конкурентами.

Если вы владелец малого бизнеса, и в своей работе еще не используете Систему управления взаимоотношениями с клиентами (CRM или Customer Relationship Management), автоматизирующую генерацию стратегий взаимодействия с клиентами, то успех вашего дела подвержен определённым рискам. Помните, что ваши конкуренты не дремлют!

Рассмотрим, благодаря какому программному обеспечению вы сможете построить базу данных направленную на уникальные потребности вашего малого бизнеса, которая будет собирать ежедневные, еженедельные, ежемесячные или ежегодные данные.

Filemaker Pro 12

Эта база данных на продолжении длительного времени не заслуженно выпала из поля зрения администраторов баз данных и разработчиков, но была любима бизнес сообществом со времени своего создания. Filemaker Pro, созданный компанией Apple, работает как на операционной системе Mac, так и на системе Windows. Программа является интуитивным и очень простым в использовании инструментом для создания собственных баз данных с поддержкой предоставления данных в Интернете, который способен генерировать отчетность в обычном и расширенном режимах, и может быть интегрирован с другими системами баз данных.

Microsoft Access 2010

Долгое время система управления базами данных Access из пакета Microsoft Office была самым популярным решением для большинства предприятий малого бизнеса. Однако сейчас она столкнулась с конкуренцией других СУБД, которые проще в использовании, лучше интегрированы с облачными системами, не требуют больших знаний в создании, ведении баз данных и в разработке программного обеспечения.

Если у вас уже имеется база данных, есть вероятность, что она была построена при помощи Microsoft Access. Новая версия 2010 года выглядит и работает лучше, проще в использовании, по сравнению с предыдущими версиями, например, с массово используемой версией 2003 года. Несмотря на то, что эту СУБД начали теснить конкуренты, она все ещё занимает лидирующие позиции в этом сегменте рынка программного обеспечения.

Oracle Application Express (APEX) база данный бизнес

APEX представляет собой систему управления базами данных, построенную на мега-успешном движке базы данных Oracle. APEX доступен совершенно бесплатно, если вы уже являетесь клиентом Oracle и обеспечивает более продвинутую систему создания бизнес приложений, чем Microsoft Access или FileMaker Pro. Однако использование APEX не так просто в сравнении с простым введением данных в таблицы, как это происходит в базе данных Access.

Если вы уже используете Oracle или предполагаете, что нуждаетесь в более расширенных возможностях управления базами данных, таких как интеграция с другими системами данных в будущем, или как обработка очень больших объемов данных с быстрым быстродействием, тогда APEX является правильным выбором.

Zoho Creator является относительным новичком в мире баз данных и предлагает интуитивно понятную систему баз данных, использующую "облачное". Разработчики Zoho создали действительно надёжную, простую в использовании систему, в которой без особой подготовки можно быстро создать несложное приложение баз данных. Это стало возможным благодаря применению форм для ввода данных, очень хорошего построителя отчетов, интеграции с другими системами, что часто нужно при существовании у вас уже существующей базы данных, созданных в других СУБД, или при использовании баз данных ваших партнеров.

Менеджер любого уровня при принятии решений основывается на доступной ему информации о предмете управления, поэтому от качественных характеристик этой информации, таких как адекватность, полнота, достоверность, своевременность, непротиворечивость, и т.п., непосредственно зависит эффективность его работы.

В современных условиях информационные системы играют и будут играть все большую роль в достижении стратегических целей организации. Это приводит к новым требованиям к информационным системам и их функциям. Такие системы более не просто инструмент, обеспечивающий обработку информации для отделов и конечных пользователей внутри организации. Теперь они должны порождать изделия и услуги, основанные на информации, которые обеспечат организации конкурентное преимущество на рынке.

Информационные системы и используемые в их рамках информационные технологии являются в организации результатом тех или иных решений менеджеров. Однако, в свою очередь, системы и технологии диктуют свои специфические условия ведения бизнеса, изменяют организации.

И каких бы консультантов в этой области руководитель не привлекал, окончательные решения необходимо принимать ему лично. Менеджер должен уметь извлекать максимальную выгоду из потенциальных преимуществ информационных технологий. Он обязан обладать достаточными знаниями для того, чтобы осуществлять общее руководство процессом применения и развития информационных технологий в организации и понимать, когда требуются дополнительные затраты ресурсов в этой области или помощь сторонних специалистов.

Со времени изобретения письменности перед человечеством стояла задача хранения данных. Поддержка записей имеет долгую историю, но, несмотря на эволюцию от глиняных таблиц к папирусу, затем к пергаменту и наконец к бумаге, все это время она имела одну общую черту - обработка информации производилась вручную.

С развитием цивилизации документооборот грозил поглотить все время специалиста - к концу XX века у многих компаний имелись целые этажи, предназначенные для хранения документов, что, согласитесь, не так далеко от хранения глиняных таблиц в шумерских архивах.

С появлением компьютеров задача документооборота упростилась - хранить документы в электронном виде оказалось просто, дешево и удобно. Ключевым компонентом этой новой технологии было программное обеспечение. Стало сравнительно легко программировать и использовать компьютеры, гораздо проще сортировать, анализировать и обрабатывать данные. Появились стандартные пакеты для таких общеупотребительных бизнес-приложений, как бухгалтерия, расчет заработной платы, ведение инвентарных ведомостей, управление подпиской, банковская деятельность и ведение библиотек документов.

Реакция на появление этих новых технологий была вполне предсказуемой: в крупном бизнесе сохраняли еще больше информации и требовали все более быстрого оборудования.

В процессе своей деятельности промышленные предприятия, корпорации, ведомственные структуры, органы государственной власти и управления накопили большие объемы данных. Они содержат огромные возможности по извлечению полезной аналитической информации, на основе которой можно выявлять скрытые тенденции, строить стратегию развития, находить новые решения.

Очевидно, что обеспечить оперативный доступ к большей части данных не так уж сложно. Однако любой из нас сталкивался с ситуацией, когда найти нужный документ, так разумно сохраненный в прошлом месяце (или году), оказывается несоразмерно трудоемко. В этот момент становится понятно, что традиционных возможностей файловых систем уже недостаточно для успешности в современном мире - мире информационных технологий.

Сегодня для получения дополнительных конкурентных преимуществ большинство отечественных компаний нуждаются в серьезной IT-поддержке своего бизнеса - системе преобразований компании, основанной на применении информационных технологий и направленной на увеличение эффективности деятельности организации.

Во второй половине 90-х на многих предприятиях стали осознавать, что имеющиеся в их распоряжении данные являются ценным достоянием, правильное использование которого может создать конкурентные преимущества. Крупные компании в течение десятков лет накапливали данные о своих клиентах, поставщиках, продуктах и услугах. Однако они понимали, что их данные хранятся в разрозненных системах и для дальнейшего развития бизнеса эти сведения необходимо интегрировать. Потребность в интеграции корпоративной информации послужила толчком к созданию баз данных.

Это становится особенно актуальным именно сейчас, когда благодаря высоким темпам развития электронной коммерции работающие в Интернете фирмы могут превратиться в огромные предприятия в течение нескольких месяцев, а то и недель. И, как следствие, будут стремительно расти и их базы данных.

Поэтому предусмотрительный руководитель должен начинать инвестирование в IT-поддержку, не доводя предприятие до границы принятия решения, когда его фирма столкнется с предельным объемом издержек. Реальной проблемой, встающей перед топ-менеджментом компании, является такая организация накопленных архивов данных, которая позволила бы легко находить требующуюся информацию. Нахождение в большой базе данных структур, тенденций, аномалий и релевантной информации является одной из новых, наиболее впечатляющих областей управления данными.

Тем, кто уже пошел этим путем, очевидно, что базы данных могут коренным образом изменить характер работы любых организаций, позиционирующихся в разных предметных областях, избавив менеджеров от выполнения рутинных процедур, связанных с поиском информации в многочисленных файлах, бумажных документах, справочниках и стандартах. Это новый виток развития компании, ведущий ее на следующую ступень эволюции, хотя зачастую и революционными методами.

Снижение временных затрат является лишь косвенным эффектом автоматизации. Главная задача развития информационных технологий в другом - в приобретении организацией принципиально новых качеств, дающих ей существенные конкурентные преимущества. Это как раз тот случай, который дорогого стоит.

Тем более что сегодня установка и администрирование баз данных - это гораздо менее сложный процесс, чем еще несколько лет назад. Проектирование и управление базой данных в значительной степени автоматизированы. Программное обеспечение, позволяющее решить эту задачу - создавать БД, обновлять хранимую в ней информацию - и обеспечивающее удобный доступ к ней с целью просмотра и поиска, называется системой управления базой данных (СУБД).

Система управления базами данных создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (пользовательский интерфейс). Кроме того, СУБД имеет определенные режимы работы и систему команд. На основе СУБД создаются и функционируют информационные системы. Нелишне напомнить, что системы управления базами данных - это одна из самых успешных технологий во всей компьютерной отрасли. Каждый год на системы и приложения для баз данных тратятся миллиарды долларов. Системы управления базами данных играют исключительную роль в организации современных промышленных, инструментальных и исследовательских информационных систем.

Типичными режимами работы с СУБД являются создание БД, редактирование БД, манипулирование БД, поиск в БД. Для работы в каждом режиме существует своя система команд СУБД. Всякая работа пользователя с базой данных строится в форме алгоритма, составленного из этих команд. Такие алгоритмы могут выполняться в режиме прямого выполнения (отданная команда сразу выполняется) и в режиме автоматического выполнения, т. е. в программном режиме.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных (называемые конечными пользователями).

Основной особенностью грамотно построенной СУБД является ее функциональная возможность резкого снижения трудозатрат на обработку практически всей внутренней и внешней деловой информации организации. Спроектированная таким образом БД позволяет каждому отделу использовать информацию, введенную одним пользователем, и избавляет подразделения компании от необходимости дублирования данных, что ведет к резкому снижению трудозатрат. Например, информация о проданном товаре уже в момент отпуска со склада становится равно доступна и менеджеру по продажам, и бизнес-приложениям общей бухгалтерии и расчета заработной платы.

Между тем, несмотря на огромные достижения, связанные с облегчением установки, управления и использования СУБД, особенно тех, которые работают на персональных компьютерах или рабочих станциях, многие все еще предпочитают использовать файловую систему. Существует молчаливое предположение о том, что с СУБД должен иметь дело хорошо обученный персонал, работающий на полной ставке, и что большинство пользователей БД не обладает какой-либо подготовкой в технологиях баз данных. Пользователи пока еще считают трудным подключение к СУБД, нахождение нужного каталога или имен БД, где хранятся данные, а также формулирование запросов и обновления базы данных. Подключение и парадигма доступа к файловой системе все еще кажутся значительно более легкими для понимания.

Однако, задумываясь об успешности своего бизнеса, руководителю не следует поддаваться подобным настроениям. Нелишне помнить, что теперь просто и недорого создать базу данных. Это делают миллионы людей, и для этого необязательно превращаться в оператора компьютера. Грамотный IT-инженер и несколько обучающих мастер-классов для персонала - вот и все, что понадобится вам для превращения груды файлов с труднодоступной информацией в современную базу данных. Тогда как, отказываясь от преимуществ СУБД ради сиюминутного удобства персонала, его нежелания менять устоявшийся порядок, руководитель рискует остаться единственным пользователем клинописи в мире, перешедшим на фонетический алфавит.

1. Понятие СУБД.

2. Реляционные базы данных.

3. Виды баз данных.

4. Виды структур баз

Потребность хранения данных в виде некоторых структур, то есть упорядочения информации о некоторых объектах окружающего мира, была ощутимой для человечества всегда. В этом случае под объектом понимается или какой-либо предмет, или более абстрактное понятие (например, процесс производства чего-нибудь).

Внесение объекта в базу – только полдела. Его еще нужно как-то характеризовать, связать с ним определенное значение. И тут нужно ввести понятие "данное". Данное – это определенный показатель, характеризующий объект и наделяющий его определенным значением. Причем не обязательно, чтобы объект был определен одним данным – их может быть много. Представь, что ты имеешь дело с хакерской структурой. Хакерство – это объект. А вот данные - это уже хакерские течения, стаж незаконной деятельности, количество написанных эксплойтов и взломанных машин и т.п. Другими словами, данные – это характеристики определенного объекта. Именно это больше всего интересует клиента, обратившегося к пока еще будущей БД.

Создать многомегабайтный файл с тоннами информации (которая, кстати, вполне может быть избыточной) – это не решение проблемы. Человек любит комфорт, поэтому, чтобы, например, пробить информацию на крупного хакера, от клиента потребуется предоставить только ник взломщика, и тогда исчерпывающая информация о киберпреступнике станет оружием справедливости. Организовать такую систему очень непросто, прошел не один десяток лет, прежде чем отдельные файлы стали достойными базами данных (база данных в ini-файле – это тоже стильно – прим. Dr.). Теперь все стало намного проще благодаря существованию структурированных файлов – баз данных и различных моделей организации данных.

Собственно, модель – это основа, на которую опирается та или иная база данных. В той или иной модели определяются связи между данными, типы вводимых данных, методы хранения, управления и т.п. Связь данных с прикладными программами обеспечивается посредством СУБД или с помощью систем управления базами данных.

Итак, СУБД – это совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Иными словами, с помощью СУБД любой желающий (при наличии определенных прав, конечно) сможет обратиться к базе и достать оттуда интересующую его информацию.

Реляционные базы данных.

Та или иная СУБД зависит от модели, которая положена в основу базы. В наше время стали наиболее распространенными две модели: реляционная (модель отношений) и объектно-ориентированная (модель объектов).

Начнем с реляционной модели. В далеком 1969 году американский математик доктор Э.Ф. Кодд (Е.F. Codd) проанализировал сложившуюся к тому времени ситуацию по базам данных и пришел к выводу, что дело плохо. Во всех имевшихся в то время моделях были существенные недостатки: избыточность данных, сложность обработки и отсутствие безопасности хранения информации и т.п. После тягостных раздумий Кодд решил создать свою модель - реляционную. Для тех, кто злостно прогуливал английский, напомню, что relation переводится как "отношение" или просто "таблица". Гениальный доктор просто реализовал хранение данных в табличной форме, то есть организовал такие "хранилища" в виде логических структур (физические методы хранения могут быть любыми). Тем самым Кодд сумел добиться наглядности представления информации и удобства ее обработки. Благодаря достижению этого гения для формирования таблицы данных стало достаточно выполнить определенный логический запрос, подчиняющийся законам булевой алгебры. Среди операторов манипуляции данными существуют минимум три операции: извлечение строк (SELECT), извлечение столбцов (PROJECT) и объединение таблиц (JOIN). В результате этих действий мы получаем таблицу. И простой вывод из всего этого: результатом любой операции в реляционной модели является объект того же рода, что и объект, над которым осуществлялось действие.

Это и есть основное свойство описываемой модели.

Кроме базовых знаний, нам понадобятся основные определения, применимые к этой модели: тип данных, атрибут, кортеж, отношение и первичный ключ.

Тип данных – определение, которое соответствует понятию типа в языках программирования. Другими словами, для реляционной модели можно отметить такие основные типы, как "целые числа", "строки", "символы", "числа с плавающей запятой", "дата" и "деньги" (куда в наше время без денег:)).

Атрибут – это столбец в таблице с данными. Например, если на экране имеется информация о хакерских течениях, эксплойтах и стаже деятельности, то все эти столбцы являются атрибутами.

Кортеж – строка в таблице с данными. Таким образом, исчерпывающая информация на определенного хакера является кортежем.

Отношение – таблица в целом. Описание типов данных, применяемых в табличке, называется заголовком отношения, а все остальное (собственно данные) – телом отношения.

Первичный ключ – минимальный набор атрибутов (столбцов), которые будут определять однозначную уникальность каждого кортежа (строки) в отношении (таблице). При создании базы следует очень внимательно отнестись к заданию первичного ключа – в нашем примере ника хакера будет недостаточно (вдруг кто-нибудь захочет взять себе кличку своего кумира? :)). Бывает, что для аутентификации вводится дополнительное поле с порядковым номером, который будет однозначно разным для каждой строки. Но никто не запрещает выбирать для первичного ключа два или три атрибута: все как ты пожелаешь, лишь бы это действие было логически обоснованным (подобный ряд атрибутов будет называться составным первичным ключом).

Чтобы добиться эффективного управления базой, необходимо обеспечить связанность данных. Проще говоря, нужно уметь связывать две или более таблицы в БД (если они, конечно, там есть). Для этого был придуман так называемый "внешний ключ", который представляет собой атрибут (или набор атрибутов) в одной таблице, совпадающий по типу с первичным ключом другой. Но также следует соблюдать условие, согласно которому каждое значение в столбце одной таблицы должно совпадать с каким-либо значением в другой. Суть этого определения лови после моего разъяснения о возможных связях данных.

В теории СУБД выделяется три вида связей: один-к-одному, один-ко-мно-гим и многие-ко-многим. Расскажу подробно о каждом виде.

1. Один -к-одному. Этот вид связи применяется в том случае, когда первичный ключ одной таблицы ссылается на ключ другой. Чтобы было понятнее, приведу пример: допустим, у нас имеется три таблицы хакерской БД. Первая – информация о хакере: дата рождения, пол (девушки тоже бывают взломщиками;)) и ICQ. Вторая – хакер-ские течения (тип течения, его сложность и начальные капиталовложения). Ну и третья – тип выхода в интернет (технология, скорость доступа, оценка безопасности). Все эти таблицы нельзя свести в одну, так как в результате отсутствия связи между данными о доступе в интернет и о хакерс-ких течениях (и не только о них) мы получим путаницу. А при реализации связи в виде трех разных таблиц (с помощью первичного ключа - порядкового номера) обеспечивается и высокая скорость обработки, и упорядоченность данных.

2. Один - ко - многим. Наиболее типичная связь. Реализуется при копировании первичного ключа одной таблицы в другую. В этом случае во второй таблице этот ключик называется уже внешним. Непонятно? Тогда опять обращусь к примеру. Возьмем две таблицы – с информацией о хакере (таблица "Хакеры") и об отношениях с характеристиками эксплойтов, которые он написал (таблица "Эксплойты"). По сути, они связаны механизмом один-ко-многим. Действительно, каждый хакер может быть автором нескольких эксплойтов (так часто и бывает), но каждый эксплойт может быть написан одним и только одним автором (даже при совместной работе в хак-группах определенным эксплойтом занимается один человек). Здесь в качестве внешнего ключа в таблице "Эксплойты" используется ник хакера, а в качестве первичного – название эксплойта. При этом внешний ключ "ник хакера" является первичным ключиком в таблице "Хакеры", а сюда введен намеренно для связи двух таблиц и организации поиска нужной информации. Кстати, отношение "Эксплойты" совсем не обязательно будет состоять лишь из одного атрибута – можно добавить характеристики операционок, к которым применим эксплойт, количество целей, тип (локальный или удаленный) и т.п.

3. Многие -ко -многим. Суть этого типа связи в том, что ключ в одной таблице связывается с ключом другой и наоборот. С этим типом в реляционной модели дела обстоят очень плохо. Точнее, эту связь напрямую вообще никак не реализовать. Чтобы обойти этот недостаток, используется классическое решение: добавляется промежуточное отношение, которое будет связано типом "один-ко-многим" как с первой, так и со второй таблицей. Опять наглядный пример. Имеем два отношения: информация о хакерах и данные о серверах, которые когда-то были взломаны. Если подумать, то мы владеем следующей структурой: одним злоумышленником могут быть хакнуты несколько серверов (так часто и бывает в жизни), а на один сер-вак могут поселиться несколько хакеров (одновременно или последовательно), если админ вовремя не про-патчил баг. Чтобы реализовать подобную схему в реляционной БД, мы добавим промежуточное отношение из двух полей: ник хакера и адрес сервера. Таким образом, эта вспомогательная таблица будет иметь связь "один-ко-многим" как с первым, так и со вторым отношением. Конечно, в этом случае повысится избыточность данных, поэтому эксперты рекомендуют избегать таких связей.

Для каждой модели БД существует свой язык управления. Для реляционной модели таким языком является SQL (Structured Query Language, или структурированный язык запросов). Создатели этого языка стремились максимально приблизить свое детище к человеческому (английскому) языку и при этом наполнить его логическим смыслом.

Язык SQL существенно облегчает работу тем, кто постоянно имеет дело с реляционными СУБД. Строго говоря, без этого структурированного языка многим несчастным пришлось бы писать программу, например, на С. Представь: чтобы полноценно работать с таблицей, сначала необходимо создать этот объект, потом запрограммировать процедуры обращения к ней (извлечение и добавление строк). Для избавления от подобного геморроя разработчики СУБД позаботились о создании языка SQL.

Все SQL-запросы очень похожи на логические условия булевой алгебры (кто не прогуливал матан, тот меня поймет:)). Ты сам в этом убедишься, если посмотришь на врезку с основными командами языка.

Как уже было сказано, существуют и другие виды, кроме реляционных. В частности, объектно-ориентированные. Естественно, что для таких баз данных будет применяться уже другой язык запросов.

В большинстве объектно-ориентированных баз данных существует простой графический интерфейс, позволяющий пользователю получить доступ к объектам в навигационном стиле. При этом игнорируется принцип инкапсуляции: никто не запретит тебе увидеть внутренности объектов напрямую. Но, как говорят эксперты, навигационный стиль в ООБД – это в некотором смысле "шаг назад" по сравнению с языками запросов в реляционных СУБД. И мучительные поиски лучшего языка запросов к ООБД идут до сих пор.

Основные языки обращений к БД все же основываются на простом SQL-синтаксисе и имеют своего рода расширение, применимое к объектам. Примерами таких языков служат ORION, Iris и O2 Reloop.

Как видишь, не одной реляционной моделью славится рынок баз данных. В наше время разработчики стараются расширять свои программные продукты различными нововведениями, добавляя объектно-ориентированные надстройки в уже существующее реляционное ядро СУБД. В дополнение к этому модифицируется и язык запросов SQL. В SQL3 уже существуют специфические методы для работы с ООБД, но их реализация пока оставляет желать лучшего.

Для нужд обычного человека (то есть тебя) вполне хватит реляционных СУБД, которые применяются повсеместно. Это и всенародно любимый MySQL, и менее любимый Access, и MSSQL. Подобных систем управления масса, определись и выбери ту, что тебе больше по сердцу. А сделать этот нелегкий выбор, как всегда, поможет этот уникальный СПЕЦвыпуск;).

Типы баз данных.

Какие бывают базы данных? В большинстве случаев решения программистов ограничиваются двумя типами: локальная и клиент-серверная. В первом случае получается шампунь "все-в-одном". Во втором мы разделяем данные и клиентское приложение и получаем два уровня.

Однако уже достаточно давно существует выделение третьего уровня, и именно трехуровневую модель все обходят, боясь ее сложности. В этой статье мы рассмотрим каждую модель отдельно со всеми их преимуществами и недостатками.

ЛОКАЛЬНАЯ БАЗА

Самая простая база данных – локальная. В этом случае база и программа расположены на одном компьютере. Соединение с файлом базы данных происходит через специальный драйвер или напрямую. Драйвер умеет обрабатывать только простые запросы SQL-стандарта 1992 года и предоставлять данные программе или сохранять изменения в таблице. Все остальные манипуляции могут выполняться только программой. Таким образом, логика, данные и приложение работают как единое целое и не могут быть разделены.

Яркими и наиболее распространенными представителями такого рода баз являются Dbase (файлы с расширением.dbf), Paradox (расширение.db) и Access (расширение.mdb). Форматы Dbase и Paradox - это даже не базы данных, а таблицы, потому что в одном файле может храниться только одна таблица данных. Индексы, ускоряющие поиск и осуществляющие сортировку, находятся в отдельных файлах. Таким образом, одна база данных может состоять из множества файлов, и это иногда приводит к определенным проблемам при поставке приложения конечному пользователю.

Файлы Access являются гибридом таблиц и баз данных. Здесь уже все таблицы и индексы хранятся в одном файле, что намного удобнее в управлении. К тому же среда управления базами Access наиболее удобна и доступна в любом офисном пакете от MS. В остальном MS Access обладает теми же недостатками, что и остальные представители этого сословия.

Самый главный недостаток локальных баз данных, как говорит юморист М. Задорнов, – "они тупые". Да-да. Качество и скорость доступа напрямую зависит от драйвера. В большинстве из них не было оптимизаторов SQL-запросов и какого-либо кеширо-вания. Возможности железа использовались минимально, поэтому на больших базах запросы выполняются крайне медленно.

Таблицы Dbase и Paradox были разработаны слишком давно, и их самое слабое звено - это индексы. В этих таблицах нет транзакций и соответствующего журнала. После добавления новой записи, если драйвер не успел обработать изменения в индексах и произошла ошибка (пропал свет или произошел зависон), то индекс рушится и для восстановления приходится использовать специальные утилиты или переформировывать индексы. В базах Access у меня таких проблем не было, потому что в них индексы защищены лучше.

Что такое разрушенный индекс? Индекс – это колонка, в которой все значения строк обязательно уникальны. Чаще всего для этих целей используется простой счетчик. Допустим, пользователь добавил запись и счетчик присвоил ей значение 195, но само значение счетчика не изменилось. При добавлении следующей записи счетчик снова пытается втулить нам число 195, но так как такая запись уже есть, происходит ошибка. Это и есть нарушение индекса, и лечить его достаточно просто (но нудно) – переформировать индекс.

СЕТЕВАЯ БАЗА ДАННЫХ

Почему локальные базы называют локальными? Да потому что с данными работает только один пользователь и потому что база данных и программа находятся на одном компьютере. В случае с небольшими проектами это нормально, но для больших объемов данных один оператор не справится с задачей и потребуется, чтобы несколько человек могли работать с общими данными.

Сетевые базы данных были призваны решить такие проблемы. В принципе, это те же локальные базы, только выложены они на сетевой диск сервера (это может быть простой файловый сервер или компьютер с шарами), и несколько клиентов обращаются к одной базе по сети.

Посмотрим, как происходит обращение к базе данных. Программа и драйвер находятся на клиенте, а данные находятся на сервере или просто на удаленном компьютере. Как программа получает данные? Клиент передает драйверу SQL-запрос, который должен быть выполнен, но данные-то находятся удаленно! Чтобы отработать запрос, вся нужная таблица (в случае с Access - вся база данных, потому что все в одном файле) выкачивается на компьютер клиента, где драйвер обрабатывает данные.

Я бы побил того, кто придумал такую технологию, потому что это самое настоящее издевательство над системой. Представляешь, что будет, если надо выполнить запрос на базе данных в 1 Гб с телефонным соединением в 34 Кб/с? Это то же самое, что заставить

добывать нефть через трубочку для молочных коктейлей.

А ведь некоторые российские компании (не будет показывать пальцем) предоставляли нам сетевые решения на основе dbf-файлов в области бухгалтерии, делопроизводства и экономики. Это уже издевательство. Меня несколько раз просили восстановить умершие базы складской программы, после того как встроенные в программу средства не справлялись с задачей.

Но страшнее всего начали вести себя индексы. У таблиц Paradox, если они находились на расшаренном диске Win95, мне приходилось ремонтировать индексы как минимум раз в неделю. Когда я убрал файлы базы данных на сетевой диск сервера NetWare 3.11 (это был где-то 1998 год), проблемы с нарушением индексации сразу исчезли (наверное, потому что это действительно сервер, а не корявый Windows 9x).

При сетевом соединении многополь-зование получалось неполное. Изменения одного пользователя не были видны другим, приходилось перезапускать программу или пересоединяться, потому что именно в момент коннекта программа сосет все данные

КЛИЕНТ-СЕРВЕР

Обломавшись с сетевыми базами, монотонную модель наконец-то решили разделить на два уровня – приложение и база данных. Теперь база данных – это не просто таблица с данными, а целый движок, в задачи которого входит не только хранение данных, но и обработка запросов.

В технологии клиент-сервер драйвер уже изменил свое назначение, и теперь он уже должен только знать, как подключится к серверу и передать ему запрос. Остальное перекладывается на плечи сервера. Такая технология намного сокращает трафик, особенно при хорошем программировании. Допустим, пользователю нужно увидеть все данные, в которых имя определенной колонки содержит слова на букву "А". Клиен ту достаточно направить серверу всего лишь такой текст:

FROM Имя таблицы

WHERE Колонка LIKE ‘А%’

Сервер базы данных, получив запрос, разбирает его и придумывает для себя оптимальный план выполнения, в данном случае - поиска нужных строк.

Получив нужные данные, сервер возвращает только их и ничего больше. Таким образом, клиент в любой момент может запросить у сервера нужные данные и не будет необходимости гонять по сети всю базу данных. При хорошо построенном приложении и оптимальных запросах клиент сможет работать с базой данных любого размера даже через модем в 56 Кбит/с. Неплохо? Главное - запрашивать только то, что нужно, и маленькими кусками.

ОСОБЕННОСТИ КЛИЕНТ-СЕРВЕРА

Возможности клиент-серверных баз данных зависят от производителя. Самые простые возможности предоставляют такие базы, как MySQL. В них сервер имеет встроенный движок обработки запросов и основные возможности по обеспечению безопасности и распределению прав.

В более солидных клиент-серверных базах (MS SQL Server, Oracle и т.д.)

есть следующие дополнительные возможности:

1. вьюшки – более подробно обсуДим в статье по безопасности;

2. триггеры – функции, которые могут вызываться на определенные события (вставка, изменение и удаление данных), в этих функциях может производиться какая-то логика по обеспечению целостности данных;

3. репликация – объединение баз данных (допустим, у фирмы есть два офиса и в каждом из них своя база; настроив репликацию, обе базы могут автоматически сливаться в одну в главном офисе или обмениваться изменениями по расписанию);

хранимые процедуры и функции, которые выполняются на сервере по мизерному запросу клиента и могут содержать целые подпрограммы с логикой, которые будут выполнять какие-либо действия; для написания таких программ используется уже не просто язык SQL, а его расширение – Transact-SQL (для MS баз) и PL/SQL (для Oracle и др.).

Список возможностей зависит от конкретной базы данных, ее наворо-ченности и может быть больше или меньше.

ИНДЕКСЫ НА СЕРВЕРЕ

Из-за наличия в серверных базах данных управления транзакциями, про проблемы с индексами можно забыть. Допустим, пользователь добавил запись. В этот момент начинается транзакция (неявная), в течение которой производятся все необходимые действия по сохранению данных. Если что-то пошло неправильно и сохранение не прошло до конца, все изменения откатываются и ничего в работе сервера не нарушается.

Транзакции могут быть и явными, если программист сам указывает, где начало и конец, и если в них может выполняться несколько операций изменения или добавления данных. В этом случае сервер при возникновении ошибки в указанном блоке откатит любые изменения всех операций, сделанные во время выполнения явной транзакции.

В локальных базах данных индексы хранятся линейно. Это как колонка из упорядоченных данных, и для строк это то же самое, что выстроить все слова по алфавиту. Конечно же, такой индекс упрощает поиск. Когда происходит сканирование по индексу и когда программа видит, что уже пошло слово больше, чем задано в условии поиска, сканирование может прекращаться и не придется просматривать всю базу данных. Например, поищем слово "Абажур". Оно будет где-то в начале, и чтобы его найти, нужно просканировать всего лишь начало таблицы, не дальше, чем все слова на букву А. За счет того, что данные упорядочены, мы можем быть уверенными, что все остальные слова будут на буквы Б, В и т.д.

В случае с серверной базой индексы чаще всего (в зависимости от базы и типа индекса) хранятся немного подругому – в виде дерева. Сколько слов надо проверить для поиска слова "якорь" в базе данных при линейном индексе? По сути, практически все. При древовидном хранении индекса - не более чем для слова "Абажур". Для пояснения древообразного индекса рассмотрим классическую задачу (в реальности все немного сложнее, но идея такая же). В самом верху дерева хранится алфавит. Программа находит букву А и спускается на уровень ниже. Здесь она находит все слова на буквы А, Б и двигается еще ниже. И так - пока не найдется нужное слово

Таким образом, даже если нужное слово находится в самом конце, его поиск будет ненамного дольше, чем поиск слова из начала таблицы.

ТРЕТИЙ УРОВЕНЬ

Многие программисты, которых я знаю, способны работать только с двухуровневой моделью, то есть с клиент-серверными приложениями. Не потому, что они больше ничего не знают, а потому, что просто не видят преимуществ трехуровневой модели и не хотят мучиться с лишними проблемами, а ведь в будущем, во время сопровождения программ, три уровня по идее могут спасти их от лишних болезней анального отверстия.

Я работал в одной фирме (не будем тыкать в нее вилами), у которой было несколько офисов по России, и в каждом из них - парк компьютеров из 20-30 штук. В московском офисе эта цифра превышала сотню. Корпоративные программы обновлялись каждые две недели (вносились изменения, добавления и т.д.). Бедные админы в момент обновлений работали по субботам, чтобы пропатчить софт на каждой машине и убедиться в функциональности. Как решить эту проблему?

Самое простое – использовать трехуровневую систему: клиент, сервер логики (умники любят говорить "бизнес-логика") и сервер приложения. В такой системе вся логика собрана в сервере приложений. Если что-то изменилось в базе данных или в логике обработки данных, достаточно обновить его, и все клиенты будут работать по-новому без каких-либо патчей.

Преимущество такой системы состоит еще и в том, что на клиентских машинах не нужно держать драйвера доступа к каким-либо базам. Клиенты должны только знать, где находится сервер приложений, уметь к нему подключится и правильно отобразить данные.

Представим себе классическую задачу – появление новой версии базы данных или переход на базу качественно более нового уровня. Ну не хватает нам уже возможностей MySQL, захотелось заполучить всю мощь Oracle. Для этого переустанавливается сервер баз данных, изменяется сервер приложений на подключение к новой базе - и клиенты готовы к работе. Их обновлять не надо!

Но самое интересное то, что клиентская программа может быть какой угодно. Можно написать сценарии, которые позволят работать с сервером приложении прямо из браузера. В этом случае с базой смогут работать пользователи на любой платформе (Windows, Linux и т.д.).

Виды структур баз

База данных (БД) – это электронное хранилище какой-либо информации, имеющее свою определенную, наиболее удобную и функциональную структуру. Для создания баз данных и работы с ними используют различные СУБД (системы управления базами данных). Базы данных различаются по своей структуре: дореляционные (на инвертированных списках, иерархические системы и сетевые СУБД), реляционные и постреляционные (например, объектные).

База данных (БД) представляет собой совокупность структурированных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

Логическую структуру данных, хранимых в базе, называют моделью представления данных. К основным моделям представления данных (моделям данных) относятся иерархическая, сетевая, реляционная.

Система управления базами данных (СУБД) -- это комплекс языковых и программных средств, предназначенный для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Обычно СУБД различают по используемой модели данных. Так, СУБД, основанные на использовании реляционной модели данных, называют реляционными СУБД.

Для работы с базой данных зачастую достаточно средств СУБД. Однако если требуется обеспечить удобство работы с БД неквалифицированным пользователям или интерфейс СУБД не устраивает пользователей, то могут быть разработаны приложения. Их создание требует программирования. Приложение представляет собой программу или комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию решения какой-либо прикладной задачи. Приложения могут создаваться в среде или вне среды СУБД -- с помощью системы программирования, использующей средства доступа к БД, к примеру, Delphi или С++ Вuildег. Приложения, разработанные в среде СУБД, часто называют приложениями СУБД, а приложения, разработанные вне СУБД, -- внешними приложениями.

Словарь данных представляет собой подсистему БД, предназначенную для централизованного хранения информации о структурах данных, взаимосвязях файлов БД друг с другом, типах данных и форматах их представления, принадлежности данных пользователям, кодах защиты и разграничения доступа и т. п.

Информационные системы, основанные на использовании БД, обычно функционируют в архитектуре клиент-сервер. В этом случае БД размещается на компьютере-сервере, и к ней осуществляется совместный доступ.

Сервером определенного ресурса в компьютерной сети называется компьютер (программа), управляющий этим ресурсом, клиентом -- компьютер (программа), использующий этот ресурс. В качестве ресурса компьютерной сети могут выступать, к примеру, базы данных, файлы, службы печати, почтовые службы.

Достоинством организации информационной системы на архитектуре клиент-сервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой пользователей.

Согласно основному принципу архитектуры клиент-сервер, данные обрабатываются только на сервере. Пользователь или приложение формируют запросы, которые поступают к серверу БД в виде инструкций языка SQL. Сервер базы данных обеспечивает поиск и извлечение нужных данных, которые затем передаются на компьютер пользователя. Достоинством такого подхода в сравнении предыдущим является заметно меньший объем передаваемых данных.

Выделяют следующие виды СУБД:

* полнофункциональные СУБД;

* серверы БД;

* средства разработки программ работы с БД.

Полнофункциональные СУБД представляют собой традиционные СУБД. К ним относятся dBaseIV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и др.

Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Серверы БД обеспечивают обработку запросов клиентских программ обычно с помощью операторов SQL. Примерами серверов БД являются: Microsoft SQL Server, InterBase и др.

В роли клиентских программ в общем случае могут использоваться СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и др.

Средства разработки программ работы с БД могут использоваться для создания следующих программ:

* клиентских программ;

* серверов БД и их отдельных компонентов;

* пользовательских приложений.

По характеру использования СУБД делят на многопользовательские (промышленные) и локальные (персональные).

Промышленные, СУБД представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. Промышленные СУБД должны удовлетворять следующим требованиям:

* возможность организации совместной параллельной работы многих пользователей;

* масштабируемость;

* переносимость на различные аппаратные и программные платформы;

* устойчивость по отношению к сбоям различного рода, в том числе наличие многоуровневой системы резервирования хранимой информации;

* обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним.

Персональные СУБД -- это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или небольшой группы пользователей и предназначенное для использования на персональном компьютере. Это объясняет и их второе название -- настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются:

* относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные пользовательские приложения;

* относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам.

По используемой модели данных СУБД разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные и др. Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных.

Для работы с данными, хранящимися в базе, используются следующие типы языков:

· язык описания данных -- высокоуровневый непроцедурный языкструктуры данных;

· язык манипулирования данными -- совокупность конструкций, обеспечивающих выполнение основных операций по работе с данными: ввод, модификацию и выборку данных по запросам.

Названные языки в различных СУБД могут иметь отличия. Наибольшее распространение получили два стандартизованных языка: QBE -- язык запросов по образцу и SQL -- структурированный язык запросов. QBE в основном обладает свойствами языка манипулирования данными, SQL сочетает в себе свойства языков обоих типов.

СУБД реализует следующие основные функции низкого уровня:

* управление данными во внешней памяти;

* управление буферами оперативной памяти;

* управление транзакциями;

* ведение журнала изменений в БД;

* обеспечение целостности и безопасности БД.

Реализация функции управления данными во внешней памяти обеспечивает организацию управления ресурсами в файловой системе ОС.

Необходимость буферизации данных обусловлена тем, что объем оперативной памяти меньше объема внешней памяти. Буферы представляют собой области оперативной памяти, предназначенные для ускорения обмена между внешней и оперативной памятью. В буферах временно хранятся фрагменты БД, данные из которых предполагается использовать при обращении к СУБД или планируется записать в базу после обработки.

Механизм транзакций используется в СУБД для поддержания целостности данных в базе. Транзакцией называется некоторая неделимая последовательность операций над данными БД, которая отслеживается СУБД от начала и до завершения. Если по каким-либо причинам (сбои и отказы оборудования, ошибки в программном обеспечении, включая приложение) транзакция остается незавершенной, то она отменяется.

Транзакции присущи три основных свойства:

* атомарность (выполняются все входящие в транзакцию операции или ни одна);

* сериализуемость (отсутствует взаимное влияние выполняемых в одно и то же время транзакций);

* долговечность (даже крах системы не приводит к утрате результатов зафиксированной транзакции).

Примером транзакции является операция перевода денег с одного счета на другой в банковской системе. Сначала снимают деньги с одного счета, затем начисляют их на другой счет. Если хотя бы одно из действий не выполнится успешно, результат операции окажется неверным и будет нарушен баланс операции.

Ведение журнала изменений выполняется СУБД для обеспечения надежности хранения данных в базе при наличии аппаратных и программных сбоев.

Обеспечение целостности БД составляет необходимое условие успешного функционирования БД, особенно при ее сетевом использовании. Целостность БД -- это свойство базы данных, означающее, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область информация. Целостное состояние БД описывается с помощью ограничений целостности в виде условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные.

Обеспечение безопасности достигается в СУБД шифрованием данных, парольной защитой, поддержкой уровней доступа к базе данных и отдельным ее элементам (таблицам, формам, отчетам и др.).