37
Недостатки этой модели данных: у каждого дочернего элемента в дереве
может быть только один родительский элемент, и отношения или связи между
дочерними элементами не допускаются, даже если они имеют смысл с логической
точки зрения. Также для добавления нового поля или записи требуется
переопределение всей базы данных.
Сетевые базы данных
Системы управления сетевыми базами данных (сетевые СУБД) используют
сетевую структуру для создания отношений между объектами. Сетевые базы
данных в основном используются на больших цифровых компьютерах. Сетевые
базы данных являются иерархическими базами данных, но в отличие от
иерархических баз данных, где один узел может иметь только одного родителя,
сетевой узел может иметь связь с несколькими объектами. Сетевая база данных
больше похожа на паутину или взаимосвязанную сеть записей (рисунок 1.14).
Рис. 1.14. Сетевая база данных
Данные в сетевой базе данных организованы во взаимосвязи «многие ко
многим».
Некоторые из популярных сетевых баз данных: интегрированное
хранилище данных (IDS), IDMS (интегрированная система управления базами
данных), менеджер баз данных Raima, TurboIMAGE и Univac DMS-1100.
Реляционные базы данных
В системах управления реляционными базами данных (RDBMS)
отношения между данными являются реляционными, и данные хранятся в виде
столбцов и строк таблиц. Каждый столбец в таблице представляет атрибут, и
38
каждая строка в таблице представляет запись. Каждое поле в таблице
представляет значение данных (рисунок 1.15).
Рис. 1.15. Реляционная база данных
Язык структурированных запросов (SQL) – это язык, используемый для
запросов к СУБД, включая вставку, обновление, удаление и поиск записей.
Реляционные базы данных, работающие над каждой таблицей, имеют
ключевое поле, однозначно указывающее на каждую строку, и что эти ключевые
поля могут использоваться для соединения одной таблицы данных с другой.
Реляционные базы данных являются наиболее популярными и широко
используемыми базами данных. Некоторые из популярных DDBMS – это Oracle,
SQL Server, PostrgreSQL, MySQL, SQLite и IBM DB2.
Реляционная база данных имеет такие достоинства:
• реляционные базы данных могут использоваться практически без
обучения;
• записи базы данных могут быть изменены без обновления всей таблицы
или базы.
Объектно-ориентированная модель
В этой модели используется функциональность объектно-
ориентированного программирования.
Объектные СУБД расширяют семантику C ++ и Java. Они предоставляют
полнофункциональные возможности программирования баз данных, в то же
время, поддерживая совместимость с родным языком SQL. Это добавляет
функциональность базы данных к объектным языкам программирования.
39
Мощь объектно-ориентированных баз данных заключается в циклической
обработке как согласованных данных, обнаруживаемых в базах данных, так и
переходных данных, обнаруживаемых в исполняемых программах (Рисунок
1.16)..
Рис. 1.16. Объектная модель данных
В объектно-ориентированных базах данных используется программное
обеспечение, называемое объектами. Сами объекты хранятся в объектно-
ориентированной базе данных. Каждый объект содержит два элемента:
• область данных (например, звук, видео, текст или графика);
• инструкции или программы, называемые методами, для того, что делать
с данными.
Объектно-ориентированные системы управления базами данных (OODBM)
были созданы в начале 1980-х годов. Некоторые OODBM были разработаны для
работы с языками ООП, такими как Delphi, Ruby, C ++, Java и Python. Некоторые
популярные OODBM: TORNADO, Gemstone, ObjectStore, GBase, VBase,
InterSystems Cache, База данных объектов Versant, ODABA, ZODB, Poet. JADE и
Informix.
Преимущества объектно-ориентированных баз данных: взможность
совмещать и повторно использовать объекты обеспечивает невероятные
мультимедийные возможности приложений.
Недостатки объектно-ориентированных баз данных: объектно-
ориентированные базы данных более дороги в разработке.
40
Для разработки АИС обработки входящих документов в ООО «Меркато»
будет применяться реляционная модель – она проста в понимании и разработке,
обеспечивает удобное представление данных выбранной предметной области.
Теперь следует рассмотреть типы возможных классификаторов
приложения. Можно выделить такие типы:
• межгосудстарственные;
• общегосударственные;
• отраслевые;
• локальные.
Для разработки АИС обработки входящих документов в ООО «Меркато»
будут применяться локальные классификаторы, то есть классификаторы на
уровне приложения. Ими будут являться идентификаторы записей в таблицах
базы данных.
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному обеспечению
Для разработки приложения обработки входящих документов требуется
выбрать язык программирования, среду разработки, а также систему управления
базой данных.
Вначале осуществим выбор языка программирования и среды разработки.
Рассмотрим популярные языки программирования.
Язык Swift
Swift – это относительно новый язык программирования, выпущенный
Apple в 2014 году. Это язык для разработки нативных приложений для iOS или
macOS. Он считается улучшением с точки зрения удобства использования и
производительности по сравнению с Objective-C – языком, используемым для
операционных систем Apple iOS и MacOS.
Язык Python
Python – это язык общего назначения, который можно найти сегодня
практически везде. Его можно найти в веб-приложениях, настольных
41
приложениях, сетевых серверах, машинном обучении, медиа-инструментах и
многом другом.
Python широко признан лучшим языком программирования для изучения в
первую очередь. Python – это быстрый, простой в использовании и простой в
развертывании язык программирования, который широко используется для
разработки масштабируемых веб-приложений. YouTube, Instagram, Pinterest,
SurveyMonkey все построены на Python. Python предоставляет отличную
поддержку библиотек и имеет большое сообщество разработчиков. Язык
программирования обеспечивает отличную отправную точку для начинающих.
Python используется крупными компаниями, такими как NASA или Google.
Основанные на Python фреймворки для веб-разработки, такие как Django и
Flask, приобретают все большую популярность. Кроме того, язык в значительной
степени оснащен качественными библиотеками машинного обучения и анализа
данных, такими как Scikit-learn и Pandas.
Язык Java
Java, пожалуй, самый популярный язык программирования, так как 90%
компаний из списка Fortune 500 интенсивно его используют. Его знаменитый
слоган «пиши один раз, устанавливай где угодно» фиксирует одну из
особенностей, делающих Java столь ценным языком программирования, – его
мощную виртуальную машину Java (JVM), которая делает его кросс-
платформенным языком.
Язык C ++
C ++ – высокоэффективный и гибкий язык, впервые созданный еще в 1985
году. Он по-прежнему пользуется высоким спросом благодаря своей
производительности, надежности и разнообразию контекстов, в которых вы
можете использовать его.
Многие большие системы были созданы и успешно поддерживаются с
использованием C ++, в том числе Microsoft, Oracle, PayPal и Adobe.
Язык Ruby
Ruby – один из популярных языков программирования. Он разработан,
чтобы быть дружелюбным и простым в использовании разработчиками.
42
Ruby – это язык высокого уровня, цель которого – добиться всего лишь
нескольких строк чистого, читабельного кода. Иногда это требует значительных
усилий «движка», что делает Ruby относительно медленнее с точки зрения
эффективности по сравнению с другими популярными языками, но, безусловно,
повышает производительность.
Хорошо написанный код на Ruby выглядит почти как предложения,
написанные простым английским языком.
Язык Rust
Rust спонсируется Mozilla. Это относительно новый язык, впервые
появившийся в 2010 году, который уже приобрел замечательную популярность.
Rust – это скомпилированный язык, который часто сравнивают с C как с
точки зрения использования, так и с точки зрения производительности. Основное
отличие заключается в том, что Rust безопасен для памяти. Одной из наиболее
распространенных ошибок, которые можно найти в коде C, являются висячие
указатели, переполнения буфера или любые другие виды ошибок памяти. Rust
создан с целью избежать этого – язык буквально исключает возможность делать
такие ошибки, как они были обнаружены во время компиляции (до того, как код
был запущен).
Язык Scala
Scala расшифровывается как Scalable Language и является одной из многих
попыток «переписать Java» при одновременном улучшении его недостатков.
Scala-код компилируется для запуска на виртуальной машине Java (JVM).
Scala уже имеет успех, учитывая тот факт, что крупные компании, такие как
LinkedIn, Twitter и The Guardian, используют его в своих кодовых базах.
Язык C#
C # – это язык программирования общего назначения, разработанный
Microsoft. C # широко используется для бэкэнд-программирования, создания игр
(с использованием Unity), создания приложений для мобильных телефонов
Window и множества других вариантов использования.
43
В качестве языка программирования выбран C++. Это мощный, гибкий,
функциональный язык программирования. Достаточно простой для изучения и
понимания. Быстрый в работе.
Сегодня наиболее популярной средой разработки приложений на С++
является MS Visual Studio.
Теперь следует рассмотреть популярные СУБД. На предприятии уже
установлена СУБД MySQL и MS SQL Server, поэтому проведем выбор СУБД
исходя из этих систем. Также в сравнение можно добавить мощную и бесплатную
систему, как PostgreSQL [11].
СУБД MSSQL
Microsoft SQL Server – это система управления реляционными базами
данных, предназначенная для приложений с архитектурой клиент-сервер.
Microsoft SQL Server имеет возможность создавать зеркальное отображение и
кластеризацию базы данных.
Microsoft SQL Server также поддерживает SQL как язык для обработки
запроса в базу данных.
Преимущества Microsoft SQL Server:
• Microsoft SQL Server включает профессиональное программное
обеспечение для управления базами данных уровня предприятия.
Несколько конкурентов, таких как MySQL, разработали подобное
программное обеспечение в последние годы, но Microsoft SQL Server
проще в использовании и имеет больше функций. Например, полная
поддержка триггеров поддерживается в продукте Microsoft. MySQL
недавно представил триггеры, но они не полностью поддерживаются.
Программное обеспечение, предлагаемое Microsoft, также предлагает
тесную интеграцию с платформой.NET, чего нельзя сказать о
конкурирующих продуктах.
• Благодаря своей способности обрабатывать малые и большие объемы
данных, СУБД очень подходит как для микропредприятий, так и
средних и крупных компаний.
44
• Типы СУБД имеют преимущества в управлении пользовательскими
данными, и каждый пользователь может устанавливать права доступа
для доступа к базе данных администратором базы данных.
• Имеет хороший уровень безопасности данных.
• С легкостью можно выполнять резервное копирование, восстановление
и откатданных. Microsoft SQL Server имеет ряд функций, которые
способствуют восстановлению данных. Хотя отдельные таблицы не
могут быть зарезервированы или восстановлены, доступны полные
варианты восстановления базы данных. Благодаря использованию
файлов журнала, кэширования и резервного копирования продукт
Microsoft позволяет чувствовать себя уверенно в том, что вариантов
аварийного восстановления достаточно много.
• Имеет преимущество для создания базы данных при зеркалировании и
кластеризации.
Недостатки Microsoft SQL Server:
• Ограниченная совместимость. Microsoft SQL Server предназначен
только для работы на серверах под управлением Windows.
Конкурирующие продукты часто могут работать на других платформах.
В отличие от Microsoft SQL Server, MySQL поддерживается на всех
основных платформах, включая Windows, Linux, Mac OSX и другие
варианты Unix. Помимо невозможности работы на платформах,
отличных от Windows, могут также быть проблемы совместимости,
связанные с взаимодействием с приложениями, работающими на других
платформах.
• Это программное обеспечение имеет лицензию от Microsoft, поэтому
его использование требует значительных финансовых затрат. Однако
если на предприятии не предъявляются серьезных требований к объему
и защите данных, то может использоваться бесплатная версия MS SQL
Server Express.
Когда рекомендуется использовать:
• Предприятие может себе позволить приобрести продукт компании
Microsft.
45
• На предприятии уже используются ОС и другие продукты Microsoft.
• Предъявляются серьезные требования к безопасности данных.
• Требуются мощные инструменты репликации.
• Требуется обработка больших объемов данных.
• Функционала бесплатной версии СУБД достаточно для решения задач.
Когда не рекомендуется использовать:
• Имеются системы, работающие на различных ОС;
• Недостаточный бюджет для покупки платной версии, а функционала
бесплатной версии недостаточно.
СУБД MySQL
MySQL является очень популярной СУБД с открытым исходным кодом.
Это многофункциональный продукт, поддерживающий многие крупнейшие в
мире веб-сайты и приложения, включая Twitter, Facebook, Netflix и Spotify. Начать
работу с MySQL относительно просто, во многом благодаря его исчерпывающей
документации и большому сообществу разработчиков, а также изобилию
ресурсов, связанных с MySQL, в Интернете.
Для MySQL существует множество сторонних приложений, инструментов
и интегрированных библиотек, которые расширяют его функциональные
возможности и облегчают работу с ними. Некоторыми из наиболее широко
используемых этих сторонних инструментов являются phpMyAdmin, DBeaver и
HeidiSQL.
Преимущества MySQL:
• Популярность и простота использования: как одна из самых популярных
систем баз данных в мире, нет недостатка в администраторах баз
данных, имеющих опыт работы с MySQL. Кроме того, в печатной и
онлайновой документации имеется множество документов по установке
и управлению базой данных MySQL, а также ряд сторонних
инструментов, таких как phpMyAdmin, которые призваны упростить
процесс начала работы с базой данных.
• Безопасность: MySQL поставляется с установленным сценарием,
который помогает повысить безопасность базы данных, определяя
пароль для пользователя root, удаляя анонимные учетные записи и
46
тестовые базы данных, которые по умолчанию доступны для всех
пользователей. Кроме того, MySQL поддерживает управление
пользователями и позволяет предоставлять права доступа для каждого
пользователя.
• Скорость. Решив не реализовывать определенные функции SQL,
разработчики MySQL смогли расставить приоритеты по скорости. Хотя
более поздние тесты производительности показали, что другие СУБД,
такие как PostgreSQL, могут соответствовать или, по крайней мере,
приближаться к MySQL по скорости, MySQL по-прежнему сохраняет
репутацию чрезвычайно быстрого решения для баз данных.
• Репликация. MySQL поддерживает ряд различных типов репликации,
что позволяет обмениваться информацией между двумя или более
хостами, чтобы повысить надежность, доступность и
отказоустойчивость. Это полезно для настройки резервного
копирования базы данных или горизонтального масштабирования базы
данных.
Недостатки MySQL:
• Поскольку MySQL был разработан для обеспечения скорости и
простоты использования, а не для полного соответствия стандарту SQL,
он имеет определенные функциональные ограничения. Например, в нем
отсутствует поддержка предложений FULL JOIN.
• Лицензирование и проприетарные функции: MySQL – это программное
обеспечение с двойной лицензией, бесплатное сообщество с открытым
исходным кодом, лицензированное по GPLv2, и несколько платных
коммерческих выпусков, выпущенных по проприетарным лицензиям.
Из-за этого некоторые функции и плагины доступны только для
соответствующих выпусков.
• Замедленная разработка. С тех пор, как проект MySQL был приобретен
Sun Microsystems в 2008 году, а затем Oracle Corporation в 2009 году,
пользователи жаловались на то, что процесс разработки СУБД
значительно замедлился, поскольку у сообщества больше нет агентства
для быстро реагирования на проблемы и внесения изменений.