Объектно-ориентированная СУБД

Принятые сокращения

БД – база данных

ГОВД – городской отдел внутренних дел

РСУБД  - реляционная СУБД

СУБД – системы управления базами данных

RAD - Rapid Application Development

SQL - Structured Query Language (язык структурированных запросов)

VBA – Visual Basic Application

 

Содержание

Принятые сокращения. 2

Содержание. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. ВВЕДЕНИЕ В СУБД.. 7

1.1.Разновидности СУБД.. 11

1.1.1. Реляционная СУБД.. 11

1.1.2. Объектно-ориентированная СУБД.. 11

1.1.3. Многомерная СУБД.. 12

1.1.4. Иерархическая СУБД.. 16

1.1.5. Сетевая СУБД.. 17

1.2. Обзор рынка программного обеспечения СУБД в РБ. 19

1.2.1.Visual FoxPro. 20

1.2.2. Visual Basic. 22

1.2.3. MS SQL Server. 24

1.2.3 Clipper. 27

1.2.4 Visual FoxPro. 28

1.2.5 Access. 28

Выбор СУБД для курсового проекта. 31

Практическая реализация проекта. 32

Список использованных источников. 43

Приложения. 44

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Тема данного курсового проекта – «База данных учета людей, объявленных в розыск Барановичским ГОВД». Для реализации поставленной задачи был проведён анализ предоставленных ГОВД документов, изучены структурные подразделения и принципы передачи данных внутри организации.

Барановичский ГОВД состоит из пяти подразделений:

 

- ЛИЦЕНЗИОННО-РАЗРЕШИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
50 лет ВЛКСМ 1 (0163) 489727

- МРЭО ГАИ МЕЖРАЙОННОЕ
50 лет ВЛКСМ 1 (0163) 489790

- ГАИ
50 лет ВЛКСМ 1 (0163) 489841

- ОТДЕЛ ОХРАНЫ
Чкалова 5а (0163) 452584

- ОТДЕЛЕНИЕ ПО ГРАЖДАНСТВУ И МИГРАЦИИ
Чкалова 5 (0163) 489771

 

База данных создается для учета людей, находящихся в розыске по различным причинам.

База данных (БД) – это совокупность сведений (о реальных объектах, процессах, событиях), относящихся к определенной теме, организованная таким образом, чтобы обеспечить удобное представление этой совокупности, как в целом, так и в любой ее части.

Система управления базами данных (СУБД)– это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания БД, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Система СУБД Access является универсальным средством для создания и обслуживания базы данных, обеспечения доступа к данным и их обработки.

Каждая база данных хранится в виде файла с расширением*.mdb

База данных создается пользователем для решения определенных задач. Работа над созданием БД должна начинаться с постановки задач и целей, основных функций, выполняемых БД и информации, содержащейся в ней. Эта работа выполняется внекомпьютерной сфере. При проектировке таблиц нужно помнить, что информация в таблице не должна дублироваться, не должно быть повторений и между таблицами. Если определенная информация хранится только в одной таблице, то и изменять ее придется только в одном месте. Это делает работу более эффективной, а также исключает возможность несовпадения информации в разных таблицах.

Основные цели, преследуемые при создании реляционной БД:

-обеспечить быстрый доступ к данным в таблицах;

-исключить ненужное повторение данных, которое может являться причиной ошибок при вводе и нерационального использования дискового пространства компьютера;

-обеспечение целостности данных таким образом, чтобы при изменении одних объектов автоматически происходило соответствующее изменение связанных с ними объектов.

Интерфейс программного обеспечения должен быть ориентирован на конечного пользователя и учитывать возможность того, что пользователь не имеет необходимой базы знаний по теории баз данных.

Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще - диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами «классических» СУБД.

 

ВВЕДЕНИЕ В СУБД

 

Одной из функций баз данных является упорядочение и индексация информации. Как и в библиотечной картотеке, не нужно просматривать половину архива, чтобы найти нужную запись. Все выполняется гораздо быстрее.

Не все базы данных создаются на основе одних и тех же принципов, но традиционно в них применяется идея организации данных в виде записей. Каждая запись имеет фиксированный набор полей. Записи помещаются в таблицы, а совокупность таблиц формирует базу данных.

Для работы с базой данных необходима СУБД (система управления базами данных), т.е. программа, которая берет на себя все заботы, связанные с доступом к данным. Она содержит команды, позволяющие создавать таблицы, вставлять в них записи, искать и даже удалять записи.

СУБД управляет одной или несколькими базами данных. База данных представляет собой совокупность информации, организованной в виде множеств. Каждое множество содержит записи унифицированного вида.

Сами записи состоят из полей. Обычно множества называют таблицами, а записи — строками таблиц.

Такова логическая модель данных. На жестком диске вся база данных может находиться в одном файле.

В MySQL для каждой базы данных создается отдельный каталог, а каждой таблице соответствуют три файла.

В других СУБД могут использоваться иные принципы физического хранения данных.

Строки таблиц могут быть связаны друг с другом одним из трех способов. Простейшее отношение — "один к одному". В этом случае строка первой таблицы соответствует одной единственной строке второй таблицы. На диаграммах такое отношение выражается записью 1:1.

Отношение "один ко многим" означает ситуацию, когда строка одной таблицы соответствует нескольким строкам другой таблицы. Это наиболее распространенный тип отношений. На диаграммах он выражается записью 1:N.

Наконец, при отношении "многие ко многим" строки первой таблицы могут быть связаны с произвольным числом строк во второй таблице. Такое отношение записывается как N:M.

Программист, работающий с базой данных, не заботится о том, как эти данные хранятся, и приложения, взаимодействующие с СУБД, не знают о способе записи данных на диск. "Снаружи" виден лишь логический образ данных, и это позволяет менять код СУБД, не затрагивая код самих приложений.

Подобная обработка данных осуществляется посредством языка четвертого поколения (4GL), который поддерживает запросы, записываемые и исполняемые немедленно. Данные быстро утрачивают свою актуальность, поэтому скорость доступа к ним важна. Кроме того, программист должен иметь возможность формулировать новые запросы. Они называются нерегламентированными (ad hoc), поскольку не хранятся в самой базе данных и служат узкоспециализированным целям.

Язык четвертого поколения позволяет создавать схемы — точные определения данных и отношений между ними.

Схема хранится как часть базы данных и может быть изменена без ущерба для данных.

Схема предназначена для контроля целостности данных. Если, к примеру, объявлено, что поле содержит целочисленные значения, то СУБД откажется записывать в него числа с плавающей запятой или строки.

Отношения между записями тоже четко контролируются, и несогласованные данные не допускаются. Операции можно группировать в транзакции, выполняемые по принципу "все или ничего".

СУБД обеспечивает безопасность данных. Пользователям предоставляются определенные права доступа к информации. Некоторым пользователям разрешено лишь просматривать данные, тогда как другие пользователи могут менять содержимое таблиц.

СУБД поддерживает параллельный доступ к базе данных. Приложения могут обращаться к базе данных одновременно, что повышает общую производительность системы. Кроме того, отдельные операции могут "распараллеливаться" для еще большего улучшения производительности.

Наконец, СУБД помогает восстанавливать информацию в случае непредвиденного сбоя, незаметно для пользователей создавая резервные копии данных. Все изменения, вносимые в базу данных, регистрируются, поэтому многие операции можно отменять и выполнять повторно.                                 

Конечно, и электронные таблицы, и текстовые редакторы позволяют хранить и обрабатывать данные очень гибко, но как быть, если требуется хранить информацию обо всех сотрудниках большого предприятия и периодически выдавать ответы на запросы типа "представить список всех сотрудников, принятых на работу не позднее трех лет назад, имеющих по крайней мере одного ребенка, не имеющих взысканий и с зарплатой не выше 1000 р.". Для получения ответов на подобные запросы и предназначены Системы Управления Базами Данных (СУБД).

Классическая реляционная модель данных требует, чтобы данные хранились в так называемых плоских таблицах.

Более точно, пользователи и приложения, обращающиеся к данным, должны работать с данными так, как если бы они размещались в таких таблицах. В упрощенном виде плоская таблица - это таблица, каждая ячейка, которой может быть однозначно идентифицирована указанием строки и столбца таблицы. Кроме того, в одном столбце все ячейки должны содержать данные одного простого типа.

Реляционная модель основана на теории множеств и математической логике. Такой фундамент обеспечивает математическую строгость реляционной модели данных.

В свою очередь, на основе реляционной модели были разработаны различные языки для доступа к реляционным данным, такие как SEQUEL, SQL, QUEL и другие. Фактическим промышленным стандартом в настоящее время стал язык SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов).

 

 

Разновидности СУБД

 

Кроме реляционных, объектно-ориентированных и многомерных СУБД, также давно известны иерархические и сетевые базы данных.

 

Реляционная СУБД

 

Реляционная СУБД (РСУБД; иначе Система управления реляционными базами данных, СУРБД) — СУБД, управляющая реляционными базами данных.

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

– каждый элемент таблицы — один элемент данных;

– все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в   столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.);

– каждый столбец имеет уникальное имя;

– одинаковые строки в таблице отсутствуют;

– порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Базовыми понятиями реляционных СУБД являются:

ü атрибут;

ü отношение;

ü кортеж.

 

Объектно-ориентированная СУБД

 

Объектно-ориентированная СУБД — реализующая объектно-ориентированный подход. Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами, в виде неструктурированных данных, и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира.

Примеры объектно-ориентированной СУБД:

ü IBM Lotus Notes/Domino

ü Jasmine

ü ObjectStore

ü Caché

ü СООБЗ Cerebrum

ü db4objects

 

Многомерная СУБД

 

OLAP(On-line Analytical Processing) - многомерные базы данных.

Программное обеспечение OLAP используется при обработке данных из различных источников. Эти программные продукты позволяют реализовать множество различных представлений данных и характеризуются тремя основными чертами: многомерное представление данных; сложные вычисления над данными; вычисления, связанные с изменением данных во времени.

В СУБД, основанных на многомерном представлении данных, данные организованы не в форме реляционных таблиц, а в виде упорядоченных многомерных массивов: гиперкубов (все хранимые в базе данных ячейки должны иметь одинаковую мерность, то есть находиться в максимально полном базисе измерений) и/или витрин данных, представляющих собой предметно-ориентированные подмножества хранилища данных, спроектированные для удовлетворения нужд отдельной группы (сообщества) пользователей и удовлетворяющие требованиям защиты от несанкционированного доступа в организации; они обеспечивают более быструю реакцию на запросы сведений за счет того, что обращения поступают к относительно небольшим блокам данных, необходимых для конкретной группы пользователей. Для достижения сравнимой производительности реляционные системы требуют тщательной проработки схемы базы данных, определения способов индексации и специальной настройки. В случае многомерных баз данных, как правило, не требуется даже указание на то, по каким реквизитам (группам реквизитов) требуется индексация данных. Ограничения SQL остаются реальностью, что не позволяет реализовать в реляционных СУБД многие встроенные функции, легко обеспечиваемые в системах основанных на многомерном представлении данных. Вместе с тем, реляционные СУБД обеспечивают качественно более высокий уровень защиты данных и разграничения прав доступа, а также имеют более развитые средства администрирования и реальный опыт работы с большими и сверхбольшими базами данных. В то время, как для многомерных баз данных, в настоящее время отсутствуют единые стандарты на интерфейс, языки описания и манипулирования данными. Многомерные СУБД не поддерживают репликацию данных, наиболее часто используемую в качестве механизма загрузки.

Многомерные базы, в силу чисто исторических причин, “не умеют” работать с большими объемами данных. На сегодняшний день, их реальный предел - база объемом в 10-20 гигабайт. И хотя это ограничение не связано с какими-либо внутренними объективными недостатками многомерного подхода и, скорее всего, является временным, сегодня это так. С этим нельзя не считаться. К тому же, за счет денормализации и предварительно выполненной агрегации, 20 гигабайт в многомерной базе, в лучшем случае эквивалентны не более чем 1 гигабайту исходных данных. По оценкам Кодда, для систем основанных на многомерном представлении данных, это соотношение лежит в диапазоне от 2.5 до 100. Здесь необходимо остановиться на основном недостатке многомерных баз данных – неэффективному, по сравнению с реляционными базами данных, использованию внешней памяти. В основе многомерного подхода лежит представление данных в виде многомерных гиперкубов, при этом обычно предполагается, что внутри такого гиперкуба нет пустот. То есть все ячейки куба всегда заполнены. Это связано с тем, что данные в них обычно хранятся в виде множества логически упорядоченных блоков (массивов), имеющих фиксированную длину, причем именно блок является минимальной индексируемой единицей. В многомерных СУБД обычно предполагается, что блоки, полностью заполненные неопределенными значениями, не хранятся, это обеспечивает лишь частичное решение проблемы. Данные в таких системах хранятся в упорядоченном виде. Неопределенные значения устраняются, и то частично, только в том случае, если мы за счет выбора порядка сортировки сгруппируем их в максимально большие непрерывные группы. Следовательно, использование многомерных СУБД оправдано только при следующих условиях:

ü объем исходных данных для анализа не слишком велик (не более нескольких гигабайт), то есть уровень агрегации данных достаточно высок;

ü набор информационных измерений стабилен (поскольку любое изменение в их структуре почти всегда требует полной перестройки гиперкуба);

ü время ответа системы на нерегламентированные запросы является наиболее критичным параметром;

ü требуется широкое использование сложных встроенных функций для выполнения кроссмерных вычислений над ячейками гиперкуба, в том числе возможность написания пользовательских функций.

Однако неверно было бы противопоставлять или говорить о какой либо конкуренции реляционного и многомерного подходов. Эти два подхода взаимно дополняют друг друга. Реляционный подход никогда не предназначался для решения на его основе задач, требующих синтеза, анализа и консолидации данных. Предполагалось, что такого рода функции, должны реализовываться с помощью внешних по отношению к реляционным СУБД инструментальных средств. В настоящее время, многомерные СУБД всё чаще используются не только как самостоятельный программный продукт, но и как аналитические средства в хранилищах данных или традиционных оперативных системам, реализуемых средствами реляционных СУБД. Такое решение позволяет наиболее полно реализовать и использовать достоинства каждого из подходов: компактное хранение детализированных данных и поддержка очень больших баз данных, обеспечиваемые реляционными СУБД и простота настройки и хорошие времена отклика, при работе с агрегированными данными, обеспечиваемые многомерными СУБД.

Достоинства этих СУБД

ü в случае использования многомерных СУБД поиск и выборка данных осуществляется значительно быстрее, чем при многомерном концептуальном взгляде на реляционную базу данных, так как многомерная база данных денормализована, содержит заранее агрегированные показатели и обеспечивает оптимизированный доступ к запрашиваемым ячейкам.

ü многомерные СУБД легко справляются с задачами включения в информационную модель разнообразных встроенных функций, тогда как объективно существующие ограничения языка SQL делают выполнение этих задач на основе реляционных СУБД достаточно сложным, а иногда и невозможным.

А так же они имеют и ряд недостатков:

ü необходимость привлечения высококвалифицированных программистов для малейших изменений структуры базы данных.

ü невозможность для конечного пользователя самостоятельно анализировать данные в порядке, не предусмотренном программистами.

 

Иерархическая СУБД

 

Иерархическая СУБД (ИСУБД) - система управления базами данных, использующих в своей основе древовидную структуру.

Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г. До сих пор существуют базы, которые поддерживаются этой СУБД. Иерархические модели имеют древовидную структуру, где каждому узлу соответствует один сегмент, представляющий собой поименованный линейный кортеж полей данных. Каждому сегменту соответствует один входной и несколько выходных сегментов. Каждый элемент структуры лежит на единственном иерархическом пути, начинающемся от корневого. Иерархические базы данных наиболее пригодны для моделирования структур, по своей природе являющихся иерархическими. В качестве примеров можно привести воинские подразделения или сложные механизмы, состоящие из более простых узлов, которые в свою очередь тоже можно подвергнуть декомпозиции. Тем не менее существует значительное количество организаций, не сводящихся к простой иерархии. В этой модели запрос, направленный вниз по иерархии, прост, однако запрос, направленный вверх по иерархии, более сложен. К достоинствам иерархической модели данных относятся эффективное использование памяти ЭВМ и неплохие показатели времени выполнения основных операций над данными. Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется древовидная структура поддиректорий и файлов.

 

Недостатки СУБД иерархического типа:

ü неэффективность;

ü медленный доступ к сегментам данных нижних уровней иерархии;

ü  четкая ориентация на определенные типы запросов;

ü  громоздкость для обработки информации с достаточно сложными логическими связями;

ü сложность понимания для обычного пользователя.

Иерархические СУБД быстро прошли пик популярности, которая обусловливалась их ранним появлением на рынке. Затем их недостатки сделали их неконкурентоспособными, и в настоящее время иерархическая модель представляет исключительно исторический интерес.

 

Сетевая СУБД

 

Сетевая СУБД - система управления базами данных, поддерживающая сетевую организацию: любая запись, называемая записью старшего уровня, может содержать данные, которые относятся к набору других записей, называемых записями подчиненного уровня.

Типичным представителем является Integrated Database Management System (IDMS) появилась в 70-х годах. Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями. На формирование связи особых ограничений не накладывается. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков. Достоинством сетевой модели данных является возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей. В рамках сетевых СУБД легко реализуются и иерархические даталогические модели. Сетевые СУБД поддерживают сложные соотношения между типами данных, что делает их пригодными во многих различных приложениях. Однако пользователи таких СУБД ограничены связями, определенными для них разработчиками БД-приложений. Более того, подобно иерархическим сетевые СУБД предполагают разработку БД приложений опытными программистами и системными аналитиками.

Недостатки сетевых СУБД:

ü высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе;

ü сложность для понимания и выполнения обработки информации в БД обычным пользователем;

ü ослаблен контроль целостности связей вследствие допустимости установления произвольных связей между записями.