Системы управления базами данных

Введение
1. Анализ моделей баз данных
1.1.Иерархическая модель
1.2.Сетевая модель
1.3.Реляционная модель
2.Системы управления базами данных
2.1.Реляционные СУБД
2.2.Язык SQL
2.2.1.Краткая история языка SQL
2.2.2.Объектно-реляционная модель
3.Создание реляционной базыданных средствами MS Access
Заключение
Список использованных источников
Список сокращений
Приложение

Почти все РСУБД достигают уровня соответствия Entry согласно стандарту SQL-92 и, в той или иной степени, уровня Core SQL согласно стандарту SQL:1999. Тем не менее, ANSI и ISO выпустили еще одну версию стандарта — SQL:2003. Во многом этот новый стандарт является просто переделанной и исправленной версией стандарта SQL: 1999, однако в нем все-таки есть и дополнительныe функциональные возможности, которых не было в SQL: 1999, в частности такие, которые касаются XML (Extensible Markup Language — расширяемый язык разметки). Поэтому соответствие стандарту SQL: 1999 не обязательно подразумевает соответст вие стандарту SQL:2003. Появление стандарта SQL: 2003 неизбежно повлечет за собой появление соответствующих изменений в следующих версиях продуктов РСУБД; некоторые производители уже работают над достижением соответствия с новым стандартом. Однако на сегодняшний день соответствующих стандарту SQL:2003 продуктов пока не существует.
2.2.2. Объектно-реляционная модель
Язык SQL разрабатывался как способ реализовать реляционную модель. С этой точки зрения он довольно-таки преуспел, о чем свидетельствует его широкое использование и преданность ему и реляционным базам данных таких компаний, как Microsoft, IBM, Oracle и MySQL AB. Однако многие производители РСУБД расширили SQL-возможности своих продуктов так, что теперь они включают функции, которые выходят за пределы чисто реляционной природы SQL. Многие из этих новых функциональных возможностей похожи на те, что встречаются в объектно-ориентированном программировании, где применяются автономные коллекции процедур и структур данных, каждая из которых выполняет определенную задачу. Поскольку язык SQL, как и различные продукты РСУБД, стал более совершенным, его начали применять и в объектно-ориентированном программировании.
Хорошим примером объектно-ориентированной природы некоторых расширенных функциональных возможностей в системах РСУБД является хранимая процедуpa. Хранимая процедура — это коллекция SQL-операторов, которые объединяются вместе для выполнения определенной операции. Эти SQL-операторы сохраняются в виде одного единственного объекта, который хранится в базе данных и который пользователи могут вызывать при необходимости.
В середине 90-х годов хранимая процедура, в том или ином виде, была реализована почти во всех продуктах РСУБД. Чтобы зафиксировать эту тенденцию, ANSI в 1996 году опубликовал промежуточную версию стандарта SQL, которая называлась SQL/PSM или PSM-96. (PSM расшифровывается как "Persistent Stored Module" — модуль постоянного хранения). PSM — это процедура или функция, которая хранится в БД в виде объекта. Процедура— это набор, состоящий из одного или более SQL-операторов, хранящихся как одно целое, а функция— это операция, которая выполняет какую-нибудь определенную задачу и затем возвращает значение.
Стандарт SQL/PSM описывал, как должны реализоваться PSM-модули в SQL. В частности, он включал описание языка, необходимого для поддержки хранимых процедур (которые в нем назывались процедурами, вызываемыми SQL). Позже стандарт SQL/ PSM стал частью стандарта SQL: 1999.
Пытаясь стандартизировать SQL-язык, связанный с хранимыми процедурами, в ANSI столкнулись с проблемой того, что хранимые процедуры в разных продуктах реализуются поразному. Это значит, что способы, которыми хранимые процедуры вызываются и извлекаются, могут отличаться не только между продуктами и стандартом SQL: 1999, но и между самими продуктами. Поэтому реализация хранимых процедур остается весьма специфической, и лишь несколько продуктов на самом деле отвечают в этом плане стандарту.
Отличия между продуктами касаются не только хранимых процедур. Многие другие функциональные возможности постигла та же участь, что и хранимые процедуры, из-за того, что они были реализованы до стандартизации соответствующих SQL-операторов. Тем не менее, многие из усовершенствованных функциональных возможностей SQL, с их объектно-ориентированными свойствами, никуда не деваются, о чем свидетельствует их наличие как в стандарте SQL.T999, так и в стандарте SQL:2003, a также в продуктах РСУБД, и делают SQL объектно-реляционным языком баз данных, а продукты РСУБД — объектно-реляционными системами управления базами данных.
Несмотря на влияние на язык SQL объектной ориентации, он по-прежнему очень сильно отличается от других языков программирования. Традиционные процедурные языки программирования вроде COBOL, Fortran и С создавались для очень конкретных целей, ни одна из которых не предполагала обеспечение возможности получения доступа к данным. По этой причине SQL задумывался как язык, который будет использоваться вместе с этими другими языками для разработки приложений, способных быстро получать доступ к данным. И по этой же причине SQL не может применяться как автономный язык, т.е. отдельно, из-за чего его еще иногда также называют подъязыком. Являясь недостаточным для написания завершенных приложений, язык SQL всегда предполагает использование еще какого-нибудь базового языка для разработки приложений.
Традиционные языки программирования, начиная с Fortran и заканчивая С, считаются процедурными языками; т.е. они определяют, как должны выполняться операции приложения и в каком порядке. Язык SQL, с другой стороны, является непроцедурным по своей природе. Его в основном интересуют результаты операции; то, как обрабатывать операцию, решает базовый язык. Конечно, это не означает, что SQL совсем не имеет процедурных элементов. Например, таким элементом в нем являются хранимые процедуры, и конечно многие производители РСУБД признают необходимость в наличии хоть каких-нибудь процедурных возможностей.
Тем не менее, эти процедурные элементы все равно не делают SQL процедурным языком. У SQL нет многих основных возможностей программирования, которые есть у других языков. Поэтому создать приложение, используя только язык SQL, нельзя. Для манипулирования данными, хранящимися в РСУБД, вместе с SQL все равно обязательно следует применять какой-то процедурный язык программирования.
Создание реляционной базыданных средствами MS Access
Одной из наиболее популярных и простых СУБД для нужд небольшой компании и домашнего пользователя является Microsoft Office Access. Первая версия этого продукта появилась в конце 80-х, а начиная с 5-й версии, Access является стабильным Windows приложением. На текущий момент доступна уже 12 версия этого прогораммного продукта.
Процесс разработки программного продукта в среде Access в первую очередь зависит от спецификации предметной области. Однако для большинства из них можно выделить ряд этапов:
разработка и описание структур таблиц данных;
разработка схемы данных и задание системы взаимосвязей между таблицам;
разработка системы запросов к таблицам базы;
разработка экранных форм ввода/вывода данных;
разработка отчетов по данным;
разработка программных расширений для БД, решающих специфические задачи по анализу и обработке информации;
разработка системы защиты данных.
Между приведенным этапами существует большое количество обратных связей, подразумевающих возврат к более ранним шагам, исходя из вновь возникших потребностей, которые нельзя было заранее учесть.
Продуманность пользовательского интерфейса Access делает его особенно привлекательным в качестве средства решения задач организации и обработки данных для специалистов в области экономики и финансов, одновременно не имеющих квалификации или опыта в профессиональном программировании. В то же время, как только возникает необходимость в разработке средств для других пользователей, без программирования, как правило обойтись не удается. Можно перечислить более чем обширный список возможных приложений Access для решения финансово-экономических задач. Мы остановимся на достаточно условном примере, с помощью которого можно наглядно проиллюстрировать не только большинство наиболее важных функциональных возможностей этого программного продукта, но и принципы работы и проектирования базы данных для практически любой РСУБД.
Предположим, что перед нами стоит задача автоматизации процесса учета информации в учебном заведении. Можно выделить ряд взаимодействующих сущностей: студент, предмет, преподаватель. Студенты входят в группы, преподаватели относятся к кафедре, а предметы формируют программу изучения. Взаимодействие студента с программной изучения формирует успеваемость этого студента. Таким образом, выделяя основные сущности предметной области, можно спроектировать БД. На рис. 3.1 представлена схема данных БД для нашего случая.
Рис. 3.1. Схема данных
Ввод данных непосредственно в таблицы не очень удобен, поэтому Access предоставляет возможность создать формы. С их помощью легко построить наглядный интерфейс пользователя. В приложении приведены формы созданные для нашей БД.
Заключение
Базу данных можно определить как унифицированную совокупность данных, совместно используемую различными задачами в рамках некоторой единой автоматизированной информационной системы. Теория управления базами данных как самостоятельная дисциплина начала развиваться приблизительно с начала 50-х годов двадцатого столетия. За это время в ней сложилась определенная система фундаментальных понятий.
База данных предназначена для хранения данных, причем сама база данных функционирует под контролем системы управления базами данных. Современные развитые СУБД не только обеспечивают хранение данных, но и позволяют управлять данными, регламентировать типы данных, которые могут быть введены в систему, а также упрощать процесс получения данных из системы. Если задача стоит лишь в том, чтобы сохранить данные в надежном месте, то достаточно воспользоваться практически любой системой хранения данных. Однако СУБД позволяют не только хранить данные, но и непосредственно задавать структуру данных, иными словами, устанавливать бизнес-правила, которым должны подчиняться данные.
Базы данных и системы управления базами данных стали главным компонентом большинства связанных с Web приложений, равно как и ряда других приложений и систем, которым для удовлетворения их потребностей в динамической информации необходимы хранилища данных.
За последние годы потребности в информации сильно возросли, а с ними возросло и количество систем баз данных, пытающихся удовлетворить эти потребности. В связи с этим увеличилось количество связанных с хранением данных расходов, а также возрос спрос на продукты, которые могут работать на множестве разных платформ и которые можно настроить так, чтобы они отвечали конкретным потребностям той или иной организации. Выбор конкретной СУБД целиком и полностью зависит от возлагаемой на нее функций и требований к ее возможностям. Но в целом, практически любая современная СУБД удовлетворяет изложенным в этой работе принципам.
Без гибких, масштабируемых хранилищ данных многие организации вообще перестали бы работать, оказавшись лишенными возможности предоставлять услуги, продавать товары, сдавать в прокат кинофильмы, обрабатывать заказы, отображать формы, продавать книги, планировать события, принимать пациентов и бронировать билеты из-за отсутствия доступа к необходимым для выполнения всех этих задач данным. Таким образом, количество ситуаций, в которых тем или иным образом не использовалась бы база данных, очень ограничено и с каждым днем их становится все меньше.
 Список использованных источников
Боровский А.Л. C++ и Pascal в Kylix 3. Разработка Интернет-приложений и СУБД. – СПб.: BHV, 2007. – 544с.
Вейскас Дж. Эффективная работа: Microsoft Office Access 2003. – СПб.: Питер, 2005. – 1168 с.
Глушаков С.Ю., Ломотько Д.Н. Базы данных. Учебный курс. – М.: Фолио, 2000. – 512 с.
Гринченко Н.Н. Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access. Учебное пособие для вузов. – Горячая Линия – Телеком, 2004. – 240 с.
Дунаев В.В. Базы данных. Язык SQL для студента. – СПб.: BHV, 2007. – 320с.
Зашихин А.С. Объектно-ориентированная СУБД Jasmine. Jasmine Studio. – Бином, 2004. – 320 с.
Кузнецов С.Г. СУБД и файловые системы. – М.: ООО «И.Д. Майор», 2001. – 176 с.
Кузнецов С.Ю. Базы данных: Языки и модели. – М.: ООО «И.Д. Бином», 2007. – 720 с.
Марков А.С., Лисовский К.Ю. Базы данных: Введение в теорию и методологию. Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 512 с.
Хомоненко А.С. Базы данных. – М.: ООО «КОРОНА принт», 2006. – 736 с.
Шелдон Р., Мойе Д. MySQL: базовый курс.: Пер. с англ. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2007. – 880 с.
Список сокращений
ISO – International Organization for Standardization (Международная организация по стандартизации)
SEQUEL – Structured English Query Language (язык структурированных запросов на основе английского)
XML – Extensible Markup Language (расширяемый язык разметки)
БД – база данных
ВП – вычислительный процесс
ИС – информационная система
ПК – персональный компбютер
РСУБД – реляционная система управления базами данных
СУБД – система управления базами данных
Приложение
Рис. 1. Главная форма
Рис. 2. Форма группы студентов
Рис. 3. Форма программы изучения предметов
Рис. 4. Форма предмета
Рис. 5. Форма преподователя
Рис. 6. Форма студента
Рис. 7. Форма успеваемости
22
29