15
Банком данных обычно называют совокупность баз данных. В свою
очередь банк данных представляет собой логическую и тематическую
совокупность баз данных.
Автоматизированная информационная система (Automated information
system, AIS) - это совокупность программных и аппаратных средств, которые
предназначены для хранения и (или) управления информацией и данными, а
также для производства вычислений.
Основная цель АИС - хранение, обеспечение эффективного поиска и
передачи информации по соответствующим запросам для наиболее полного
удовлетворения информационных запросов большого числа пользователей.
Главными принципами автоматизации информационных процессов
являются: окупаемость, гибкость, надежность, дружественность,
безопасность, соответствие стандартам.
Выделяют четыре типа АИС:
1) охватывающая один процесс (операцию) в одной организации;
2) обеспечивающая функционирование одного процесса в масштабе
нескольких взаимодействующих организаций;
3) объединяющая несколько процессов в одной организации;
4) реализующая работу нескольких процессов или систем в масштабе
нескольких организаций.
При этом наиболее распространенными и перспективными считаются:
фактографические, документальные, интеллектуальные (экспертные) и
гипертекстовые АИС.
Для работы с АИС создаются специальные рабочие места пользователей
(в том числе работников), называемые «автоматизированными рабочими
местами» (АРМ).
АРМ – это комплекс средств, различных устройств и мебели,
предназначенных для решения различных информационных задач.
Общими требованиями к АРМ являются: простота и удобство работы с
ними, в том числе настройка АРМ под конкретного пользователя и
16
эргономичность конструкции; оперативность ввода, обработки, размножения
и поиска документов; возможность оперативного обмена информацией
между персоналом организации, с различными лицами и организациями за ее
пределами; безопасность для здоровья пользователя. Выделяют АРМ для
подготовки текстовых и графических документов; создания и использования
БД, проектирования и программирования; обработки данных, в том числе в
табличной форме; руководителя, секретаря, специалиста, технического и
вспомогательного персонала и другие. В АРМ используются различные
операционные системы и прикладные программные средства, которые
зависят в основном от функциональных задач и видов работ
(административно-организационных, управленческих и технологических,
персонально-творческих и технических).
АИС можно определить как комплекс автоматизированных
информационных технологий, составляющих ИС, предназначенную для
информационного обслуживания потребителей. АИС могут быть как
достаточно простыми (элементарные справочные), так и сложными
системами (экспертные и др., предоставляющие прогностические решения).
Даже простые АИС имеют многозначные структурные отношения между
своими модулями, элементами и другими составляющими. Данное
обстоятельство позволяет отнести их к классу сложных систем, состоящих из
взаимосвязанных элементов (подсистем, частей), работающих в составе
целостной сложной структуры.
Основные компоненты и технологические процессы АИС изображены
на рисунке 2.
17
Рисунок 2 - Основные компоненты и технологические
процессы АИС
Автоматизация библиотечных процессов представляет собой
использование технических средств и систем автоматизации для
интенсификации процессов библиотечной работы, ускорения, повышения
точности и полноты удовлетворения запросов читателей. Вместе с
автоматизацией отдельных процессов, разрабатываются и внедряются
системы автоматизации многоцелевой обработки потоков информации при
наиболее экономическом использовании технических средств:
автоматическая каталогизация и комплектование для обмена
библиографическими описаниями и их машинного считывания, выпуск
сводных каталогов, указателей и других материалов при однократном вводе
исходной информации.
18
В настоящее время внедряются автоматические считыватели штрих
кодов, новейшие компьютерные программы и системы, сети интернет,
которые помогают усовершенствовать автоматизированные библиотечные
процессы.
1.4 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению
комплекса задач
Современные СУБД содержат довольно мощную функциональность:
транзакции, журнализация событий, буферизация передаваемых данных,
восстановление после сбоев, поддержка целостности базы данных,
манипулирование данными и т.д.
СУБД делятся на два класса: персональные - те, которые обеспечивают
локальный однопользовательский доступ к базе данных, и
многопользовательские - сетевые, возможность одновременного доступа
нескольких пользователей с различных станций. Последний класс также
часто отождествляют с SQL - базами данных. Логично делать ставку на
вторую группу систем, более подходящую к многопользовательской сетевой
среде.
Конструирование баз данных на основе реляционной модели имеет ряд
важных преимуществ перед другими моделями: независимость логической
структуры от физического и пользовательского представления; гибкость
структуры базы данных - конструктивные решения не ограничивают
возможности разработчика БД выполнять в будущем самые разнообразные
запросы. Перечень требований к СУБД, используемых при анализе той или
иной информационной системы, может изменяться в зависимости от
поставленных целей. Тем не менее можно выделить несколько групп
критериев:
1. Моделирование данных.
2. Особенности архитектуры и функциональные возможности.
3. Контроль работы системы.
19
4. Особенности разработки приложений.
5. Производительность.
6. Надежность.
7. Требования к рабочей среде.
8. Смешанные критерии.
Рассмотрим наиболее распространенные СУБД - Oracle, MySQL,
Microsoft SQL Server, Microsoft Access.
1.4.1 MySQL
MySQL является одной из наиболее популярных и широко
распространенных СУБД в сети интернет. СУБД идеально подходит для
работы с сайтами, как небольшими, так и достаточно крупными, хотя и не
предназначена для работы с большими объемами информации.
MySQL имеет высокую скорость работы, большую надежность,
гибкость. Работа с данной СУБД, как правило, не вызывает больших
трудностей. Поставка PHP автоматически включает поддержку сервера
MySQL. Важным преимуществом является бесплатность MySQL, она
распространяется на условиях общей лицензии GNU (GPL, GNU Public
License).
Для долговременного хранения информации ранее производилась работа
с файлами, в которые помещалось некоторое количество строчек, а затем
информация извлекалась для последующей работы. Задачу длительного
хранения информации необходимо решать при программировании Web-
приложений, например, подсчёт количества посетителей сайта, хранение
сообщений и комментариев в форуме, удалённое управление контентом сайта
и т.д.
Тем временем, профессиональные приёмы работы с файлами являются
достаточно трудоёмкими: необходимо обеспечить помещение в них
20
информации, о её сортировке, извлечении. Нельзя забывать, что все эти
действия будут происходить на сервере хост-провайдера, где часто стоит
один из вариантов операционной системы Linux – таким образом,
необходимо заботиться о правах доступа к файлам и их размещении. Объём
кода значительно увеличивается, следовательно, возникает большая
вероятность совершения ошибки в программе.
Решение этих проблем возможно с использованием базы данных. Базы
данных обеспечивают безопасность хранения информации, её сортировку,
позволяют извлекать и размещать информацию при помощи одной строки.
Программный код при использовании базы данных получается более
компактным, имеет более простую отладку. При этом нельзя забывать о
скорости выполнения запросов - выборка информации из базы данных
происходит намного быстрее, чем из файлов.
Приложение, написанное на языке РНР, которое использует для
хранения информации базу данных (в частности MySql) всегда работает
быстрее приложения, построенного на файлах. Это объясняется тем, что
базы данных написаны на языке C++, и написать на PHP программу, которая
работала бы с жёстким диском эффективнее базы данных является
неразрешимой задачей, так как программы, написанные на языке PHP
работают медленнее, чем программы на C++, так как РНР является
интерпретатором, а С++ - компилятором. Главным достоинством базы
данных является то, что она берёт на себя всю работу с жёстким диском и
производит ее очень эффективно.
Разработка и поддержка СУБД MySQL осуществляется корпорацией
Oracle, получившей права на торговую марку MySQL вместе с поглощённой
компанией Sun Microsystems, которая ранее приобрела шведскую компанию
MySQL AB. Продукт распространяется как под лицензией GNU General
Public License, так и под собственной коммерческой лицензией. Также,
разработчики создают функциональность по заказу лицензионных
21
пользователей. Именно благодаря такому заказу в самых ранних версиях
появился механизм репликации данных.
MySQL является решением для малых и средних приложений, входит в
состав серверов WAMP, AppServ,LAMP и в портативные сборки серверов
Денвер, XAMPP, VertrigoServ. Обычно СУБД MySQL используется в
качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые
клиенты. Но в дистрибутив также входит библиотека внутреннего сервера,
которая позволяет включать MySQL в автономные программы.
Гибкость СУБД MySQL обеспечивается за счет поддержки большого
количества типов таблиц: тип MyISAM поддерживает полнотекстовый поиск,
таблицы InnoDB поддерживают транзакции на уровне отдельных записей. В
СУБД существует специальный тип таблиц EXAMPLE, демонстрирующий
принципы создания новых типов таблиц. Благодаря открытой архитектуре и
GPL-лицензированию, в СУБД MySQL постоянно добавляютя новые типы
таблиц.
Сообществом разработчиков MySQL созданы различные ответвления
кода, такие как Drizzle, OurDelta, Percona Server и MariaDB. Все эти
ответвления уже существовали на момент поглощения компании Sun
корпорацией Oracle. MySQL 5.7 является лучшим выпуском из наиболее
популярных баз данных с открытым исходным кодом в мире и обеспечивает
новый, расширенный набор функций, предназначенный для тех, кто строит
новое поколение веб приложений и услуг. Версия MySQL 5.7 представляет
следующие улучшения по сравнению с более ранними версиями:
1) более высокая производительность;
2) новый оптимизатор;
3) встроенная поддержка JSON;
4) Multi-источник репликации;
5) ГИС пространственные расширения.
22
1.4.2 Oracle 12c
Oracle Database 12c - первая в мире база данных, созданная для облака.
Во всех версиях своей СУБД Oracle Database компания Oracle стремится
предоставить клиентам более простые способы стандартизации,
консолидации и автоматизации служб баз данных в облаке. Более десяти лет
назад были представлены такие инновационные технологии, как Oracle Real
Application Clusters и Oracle Automatic Storage Management, сейчас эта
линейка продолжается продуктом Oracle Multitenant, который позволяет ИТ-
подразделениям полностью использовать все преимущества облачных
вычислений, в том числе совместное использование ресурсов, гибкость
управления и снижение расходов.
Консолидация баз данных - важнейший шаг на пути перехода к
облачным вычислениям. Oracle Database 12c значительно ускоряет и
упрощает данный процесс, обеспечивая высокую плотность консолидации ну
уровне разных схем и не требуя при этом изменения имеющихся
приложений. Чтобы сделать это возможным, одна комплексная контейнерная
база данных теперь может обслуживать множество «подключаемых» баз.
Каждая консолидированная или «подключенная» в комплексный контейнер
база данных воспринимается приложениями точно так же, как и до
консолидации. Консолидация не только ускоряет переход к облачным
вычислениям, но и упрощает управление, что является огромным
преимуществом для организаций, которым приходится управлять сотнями и
даже тысячами баз данных.
Управляя жизненным циклом информации, работники
среднестатистической компании обычно вручную перемещают и сжимают
данные в разных уровнях систем хранения, исходя главным образом из
времени хранения данных.
Oracle Database 12c меняет эту ситуацию благодаря технологии
автоматической оптимизации данных (Automatic Data Optimization), которая
23
учитывает не только возраст данных, но и характер их использования или
«температуру», после чего автоматически перемещает данные на
соответствующие уровни системы хранения и сжимает их.
Oracle Database 12c, оснащенная более 500 новых возможностей,
предоставляет клиентам Oracle все необходимое для облачных вычислений,
работы с большими объемами данных, обеспечения безопасности и высокой
доступности.
1.4.3 MS SQL Server
Microsoft SQL Server - одна из самых мощных систем управления базами
данных "клиент-сервер". Эта СУБД позволяет удовлетворять такие
требования для распределенной системы обработки данных как, например,
репликация данных, параллельная обработка, поддержка больших баз
данных при относительно низкой стоимости оборудования и платформ, в
тоже время сохраняя обширные возможности администрирования.
MS SQL Server не предназначен непосредственно для разработки
пользовательских приложений, а выполняет функции управления базами
данных. Для пользовательского приложения SQL Server является мощным
источником для создания и управления самыми разными данными.
Сервер имеет средства удаленного управления и управления
операциями, организованные на основе объектно-ориентированной
распределенной среды управления. Microsoft SQL Server является частью
семейства Microsoft BackOffice и объединяет 5 серверных приложений,
предназначенных для совместной работы в качестве интегрированной
системы. Microsoft SQL Server был создан непосредственно для
обслуживания систем в среде клиентского сервера. Приложение
поддерживает множество средств разработки и максимально просто
интегрируется с приложениями, запущенными на ПК.
24
В новой версии Microsoft SQL Server реализовано много значительных
изменений, основанных на технологических решениях, которые были
включены в более раннюю версию продукта. По сравнению с предыдущей
версией SQL Server расширяет использование многопоточной параллельной
архитектуры операционной системы для повышения производительности и
масштабируемости при установке нескольких процессоров на одном
компьютере.
SQL Server имеет новую масштабируемую архитектуру блокировки под
названием динамическая блокировка, которая объединяет блокировки на
уровне страницы и записи для достижения максимальной
производительности и подключения максимального числа пользователей.
SQL Server может реплицировать данные в базы данных других
форматов, включая Oracle, BM, DB2, Sybase, Microsoft Access и другие
СУБД. Тем не менее требуется драйвер ODBC, который отвечает
определенным требованиям.
Хранимые процедуры, поддерживающие OLE-автоматизацию,
позволяют разработчику использовать практически любое средство,
поддерживаемое OLE, для создания хранимых процедур для SQL Server.
Visual Basic 4.0 поддерживается новой 32-Разрядной DB-Library (OCX).
Многие расширения Transact-SQL включают расширенную поддержку
курсоров, использование команд определения данных в транзакциях и т. д.
В инструментарии Microsoft SQL Server есть Ассистент
администратора. Это средство можно использовать для назначения основных
процедур обслуживания базы данных и задания расписания их выполнения.
Операции обслуживания базы данных включают проверку распределения
страниц, целостность указателя в таблицах (включая системные) и индексы,
обновление информации, необходимой оптимизатору, перестроение страниц
в таблицах и индексах, а также создание резервных копий таблиц и журналов
транзакций. Все перечисленные операции можно настроить на