Рисунок 12 − Виды архитектур СУБД
Клиентское же приложение обращается, прежде всего к SQL-серверу,
то есть, к СУБД, которое в свою очередь, обрабатывает базу данных. Таким
образом, достигается централизация в управлении безопасностью доступа к
данным. Например, триггеры и хранимые процедуры, написанные на языке
SQL и хранящиеся в базе данных (управляемые при этом SQL-сервером),
будут действовать для всех клиентов.
Количество клиентов при использовании технологии клиент-сервера
практически не ограничено. Примером может служить любой крупный
интернет-ресурс. Доступ, например к порталу ok.ru может достигать
множество тысяч пользователей одновременно, работающих в системе. Их
31
количество может быть ограничено только физической производительностью
сервера, на котором расположена СУБД.
Локальную базу данных, например, Access, то же можно расположить
на отдельном сетевом компьютере, а клиенты будут расположены на разных
машинах сети, но это не сделает данную систему клиент-серверной. Она по-
прежнему будет являться системой с файл-серверной архитектурой сети.
Клиент-серверной систему делает лишь промышленная СУБД.
Помимо практически неограниченного числа пользователей
информации в системе клиент-сервера, у нее есть ряд других преимуществ по
сравнению с файл-серверной технологией:
− Достаточно сильная централизация управления данными, что
жестко сказывается на безопасности и целостности данных.
− Центральное хранилище файлов.
− Сервера совместно используют имеющееся программное и
техническое обеспечение.
− Гибкая управляемость при очень большом количестве
пользователей.
Но у данной системы есть и свои недостатки:
− Дорогое техническое обеспечение. Прежде всего это дорогостоящие
сервера, которые должны обрабатывать огромное количество
информации.
− Дорогостоящие лицензии на серверные операционные системы.
− Требуется администратор для выполнения массовых операций над
данными.
Клиент-серверные системы, в общем своем случае делятся на
двухуровневые и многоуровневые системы.
Двухуровневая система представляет из себя условно простую
архитектуру клиент-сервер, состоящую и сервера, являющегося одним
уровнем и компьютеров пользователей, представляющих из себя второй
32
уровень (рисунок 13)
. При двухуровневой архитектуре и СУБД и база
данных ранятся на одном компьютере сети ‒ сервере.
Рисунок 13 − Двухуровневая система клиент-сервер
При многоуровневой организации архитектуры клиент-сервер между
уровнем клиентов и уровнем сервером добавляется промежуточный уровень
‒ уровень сервера приложений (рисунок 14).
Рисунок 14 − Многоуровневая система клиент-сервер
При такой архитектуре на уровне приложений хранится СУБД, а база
данных хранится отдельно, на сервере ‒ первом уровне.
Такая архитектура позволяет более гибко распределять функции
системы и нагрузку между компонентами программно-аппаратного
комплекса, а также может снизить требования к ресурсам рабочих мест
33
пользователей. В двухуровневой архитектуре 3 логические компоненты
распределяют между 2мя физ.модулями. Обычно данные располагаются на
сервере (например, сервере БД), интерфейс с пользователем на стороне
клиента, а бизнес-логику распределяют между клиентской и серверной
компонентой. В этом и заключается основной недостаток двухуровневой
архитектуры, значительно усложняющий разработку программных решений
под клиент ‒ сервер. Чтобы избежать несогласованности различных
элементов архитектуры, пытаются выполнять обработку данных на одной из
двух физических частей ‒ либо на стороне клиента – так называемый
"толстый клиент", либо на стороне сервера – "тонкий клиент".
Для решения перечисленных проблем используются многоуровневые
(3 и более) архитектуры клиент ‒ сервер.
Для реализации выбранного проекта используется двух уровневая
архитектура "Клиент ‒ сервер" ‒ Толстый клиент.
34
1.3.2. Определение средств автоматизации для решения задачи
исследования
Для выполнения проекта потребуется выбрать одну из предложенных
рынком информационных технологий СУБД, а также язык программирова-
ния высокого уровня.
В настоящее время существует огромное количество разнообразных
средств разработки, многие из которых очень похожи друг на друга.
Для решения каждой конкретной задачи предназначен тот или иной
язык программирования или среда разработки. Хотя, сейчас, не будет ошиб-
кой сказать, что выбор среды уже зависит больше не от задачи, которую
предстоит программировать, все более от предпочтения программистом того
или иного языка. Это связано со все большей универсальностью и развитием
систем разработки.
Закрытый документооборот удобно осуществлять, создав информаци-
онную систему, применяя для этого СУБД (Система управления базами дан-
ных) и прикладной язык программирования.
СУБД представляет собой систему, которая предназначена для управ-
ления имеющейся базой данных. Как правило, СУБД содержит в себе также
и определенный язык программирования. Например, в Visual FoxPro - это
собственно язык FoxPro, в СУБД Access - таким языком будет являться VBA.
Среди СУБД существует множество решений. Следует упомянуть, что
прежде всего, СУБД делятся на настольные и промышленные.
Настольные СУБД предназначены для организации работы с базами
данных в рамках мелких, средних и крупных предприятий.
Промышленные же, СУБД используются для организации работы с ба-
зами данных, к которым обращаются миллионы пользователь. Например, тот,
же сайт государственной статистики, который ежедневно посещают тысячи
пользователей всей страны. Данные этого, как и любого другого сайта хра-
нятся в базе данных, по формату относящихся к промышленным СУБД.
35
Недостатком настольных СУБД является то, что с увеличением числа
записей и роста пользователей, система начинает медленно работать.
И, если с ростом числа записей (данных) в базе данных таких СУБД
можно решить вопрос, путем архивирования старых, первых записей и чист-
ки базы данных то с ростом числа пользователей и нагрузки на СУБД вопрос
остается актуальным. Именно вопрос, касающийся нагрузки и призвана ре-
шить промышленная СУБД.
Среди настольных СУБД следует выделить такие как dBase и Visual
dBase , Microsoft Access , Microsoft FoxPro и Visual FoxPro , Paradox.
Среди промышленных СУБД можно выделить Oracle, Microsoft SQL
Server, MySQL, PostgreSQL, Interbase, Firebird и другие.
В настоящее время существует несколько промышленных СУБД, на
основе которых строятся клиент-серверные системы. Все они имеют свои
достоинства и недостатки. Развитие информационных технологий привело к
тому, что недостатков в тех или иных СУБД становится все меньше. Выбор
той или иной СУБД зависит от предпочтений разработчика и от поддержки
уже имеющихся разработок. Так же выбор СУБД или среды разработки
зависит от коллективного использования средств проектирования.
Среди современных промышленных СУБД следует выделить
несколько, наиболее мощных и востребованных на рынке разработки баз
данных:
− MS SQL Server. СУБД разработанная фирмой Microsoft. Является на
сегодняшний день одной из мощнейших систем управления базами
данных, включающих в себя визуальные методы разработки. В
настоящее время имеется официальная бесплатная версия данной
СУБД, которая называется (Express) Community. Данная платформа
предназначена для разработки критичных и отказоустойчивых
приложений уровня предприятий. Средство дает возможность
создавать как облачные, так и локальные решения, а так же
переносить локальные системы на облачные.
36
− Oracle. СУБД фирмы Oracle является объектно-реляционной. СУБД
является прямым конкурентом MS SQL Server. Так же, как и
конкурент, позволяет создавать облачные решения. Система
ориентирована на решение довольно крупных задач уровня больших
предприятий и корпораций, либо построения баз данных
государственного уровня с большим объемом данных. Oracle дает
возможность легко переносить уже существующие локальные
решения в облачные.
− MySQL. Еще одна очень популярная промышленная система
управления базами данных, принадлежащая так же компании Oracle.
Система в основном получила широкое распространение при
проектировании баз данных, работающих в крупных интернет-
проектах, поскольку основным из ее преимуществ является очень
высокая скорость обработки данных, сочетающаяся с отличной
надежностью. Так же на выбор этой системы в качестве основы для
разработки базы данных повлияло то, что MySQL изначально имела
свободную лицензию. В настоящее время СУБД существует в двух
вариантах: коммерческой версии и свободно-распространяемой.
− PostgreSQL. PostgreSQL является одним из нескольких бесплатных
популярных вариантов СУБД, часто используется для ведения баз
данных веб-сайтов. Это была одна из первых разработанных систем
управления базами данных, поэтому в настоящее время она хорошо
развита, и позволяет пользователям управлять как
структурированными, так и неструктурированными данными.
Может быть использован на большинстве основных платформ,
включая Linux. Прекрасно справляется с задачами импорта
информации из других типов баз данных с помощью собственного
инструментария.
Движок БД может быть размещен в ряде сред, в
том числе виртуальных, физических и облачных. Самая свежая
версия, PostgreSQL 9.5, предлагает обработку больших объемов
37
данных и увеличение числа одновременно работающих
пользователей. Безопасность была улучшена благодаря поддержке
DBMS_SESSION.
− Interbase — СУБД от компании Borland. СУБД InterBase отличается
чрезвычайно низкими системными требованиями и при этом
высокой производительностью и легкостью администрирования.
− InterBase является кросплатформенным продуктом,
поддерживающим большое количество различных операционных
систем, включая Microsoft Windows NT/2000/XP/98/ME, LINUX,
SCO UNIX, HP UNIX. Вы можете работать с InterBase, используя
несколько сетевых протоколов: TCP/IP, NetNEUI, IPX/SPX.
− Одной из основных особенностей InterBase можно считать
версионную архитектуру, которая обеспечивает уникальные
возможности при многопользовательской работе - пишущие
пользователи никогда не блокируют читающих! Помимо этого,
версионная архитектура позволяет отказаться от использования
протокола транзакций (transction log), который в других СУБД
служит для восстановления базы данных после сбоев, поэтому
InterBase обладает очень высокой надежностью и устойчивостью.
Также в InterBase реализован механизм оптимистической
блокировки на уровне записи. Это означает, что сервер блокирует
только те записи, которые реально были изменены пользователем, и
не блокирует всю страницу данных целиком. Эта особенность еще
больше снижает вероятность конфликтов при
многопользовательском режиме.
− Firebird. СУБД FireBird является одной из самых популярных в мире
бесплатных, кроссплатформенных систем управления базами
данных с открытым исходным кодом. Она была разработана на
основе исходного кода СУБД Interbase и развивается сегодня
независимым международным сообществом. По надёжности,
38
производительности и функциональным возможностям эта система
мало в чём уступает признанным лидерам своего класса - Oracle и
Microsoft SQL Server. Firebird полностью бесплатна, она не требует
ни регистрации, ни оплаты за поддержку. Исходный код этой
системы открыт и любой желающий может разрабатывать на его
базе собственные некоммерческие проекты, при условии
соблюдения требований лицензии IDPL, по которой
распространяется Firebird. В качестве преимуществ Firebird можно
отметить многоверсионную архитектуру, обеспечивающую
параллельную обработку оперативных и аналитических запросов
(это возможно потому, что читающие пользователи не блокируют
пишущих), компактность (дистрибутив 5Mb), высокую
эффективность и мощную языковую поддержку для хранимых
процедур и триггеров. Firebird используется в различных
промышленных системах (складские и хозяйственные, финансовый
и государственный сектора) с 2001 г. Это коммерчески независимый
проект C и C++ программистов, технических советников и
разработчиков мультиплатформенных систем управления базами
данных, основанный на исходном коде, выпущенном корпорацией
Borland 25 июля 2000 года в виде свободной версии Interbase 6.0.
Firebird является сервером баз данных. Один сервер Firebird может
обрабатывать несколько сотен независимых баз данных, каждую с
множеством пользовательских соединений. Он является полностью
свободным от лицензионных отчислений даже для коммерческого
использования. Среди недостатков: отсутствие кэша результатов
запросов, полнотекстовых индексов.
Для реализации данного проекта была выбрана СУБД MySQL 5.2.
MySQL представляет из себя реляционную систему управления базами
данных. Может устанавливаться в операционную систему в качестве службы,
что является очень удобным.
39
Классическим подходом к управлению базой данных MySQL, включая
создание самой базы данных, создание таблиц и связей между ними, а также
наполнение таблиц и другие операции осуществляется посредством клиент-
ского приложение в виде командного окна, похожего на обычное командное
окно Windows.
В настоящее время существует достаточно много клиентских про-
грамм, выполняющих администрирование баз данных MySQL в графическом
режиме, так, как это делается в Access. Конечно, механизм визуального фор-
мирования здесь весьма отличается.
Основными программами, позволяющими осуществлять графическое
проектирование базы данных MySQL являются PHPMyAdmin, MySQL
Workbench, dbForge Studio for MySQL и многие другие программы.
Основой для работы СУБД MySQL является стандартизированный
язык управления данными SQL. В операционную систему устанавливается
сервер, представляющий из себя программное обеспечение. Данный сервер и
есть непосредственно СУБД, который через посылаемые администратором
команды SQL управляет базами данных MySQL через клиентское приложе-
ние.
Система управления базами данных MySQL характеризуется высокой
скоростью работы и высокой отказоустойчивостью.
В настоящее время поддержку и развитие MySQL осуществляет ком-
пания ORACLE. Она же сопровождает и клиентское приложения для адми-
нистрирования MySQL Workbench.
Отличительной особенностью MySQL от MS SQL Server является то,
что последний в настоящее время наиболее ориентирован на работу с Net-
языками, в то время, как MySQL работает со многими другими языками про-
граммирования.
Основным отличием для большинства разработчиков является все же
различие в синтаксисах самого языка SQL.
40