Введение в MS SQL Server и T-SQL. Разработка объектов базы данных, демонстрирующих логику предметной области. Типы данных системы

Система управления базами данных (СУБД) - это общий набор различных программных компонентов баз данных и собственно баз данных, содержащий следующие составляющие:

прикладные программы баз данных;

клиентские компоненты;

серверы баз данных;

собственно базы данных.

Прикладная программа баз данных представляет собой программное обеспечение специального назначения, разработанное и реализованное пользователями или сторонними компаниями-разработчиками ПО. В противоположность, клиентские компоненты - это программное обеспечение баз данных общего назначения, разработанное и реализованное компанией-разработчиком базы данных. С помощью клиентских компонентов пользователи могут получить доступ к данным, хранящимся на локальном или удаленном компьютере.

Сервер баз данных выполняет задачу управления данными, хранящимися в базе данных. Клиенты взаимодействуют с сервером баз данных, отправляя ему запросы. Сервер обрабатывает каждый полученный запрос и отправляет результаты соответствующему клиенту.

Возможности СУБД

В общих чертах, базу данных можно рассматривать с двух точек зрения - пользователя и системы базы данных. Пользователи видят базу данных как набор логически связанных данных, а для системы баз данных это просто последовательность байтов, которые обычно хранятся на диске. Хотя это два полностью разных взгляда, между ними есть что-то общее: система баз данных должна предоставлять не только интерфейс, позволяющий пользователям создавать базы данных и извлекать или модифицировать данные, но также системные компоненты для управления хранимыми данными. Поэтому система баз данных должна предоставлять следующие возможности:

разнообразные пользовательские интерфейсы;

физическую независимость данных;

логическую независимость данных;

оптимизацию запросов;

целостность данных;

управление параллелизмом;

резервное копирование и восстановление;

безопасность баз данных.

Все эти возможности вкратце описываются в следующих далее разделах.

Разнообразные пользовательские интерфейсы

Большинство баз данных проектируются и реализовываются для работы с ними разных типов пользователей, имеющих разные уровни знаний. По этой причине система баз данных должна предоставлять несколько отдельных пользовательских интерфейсов. Пользовательский интерфейс может быть графическим или текстовым.

В графических интерфейсах ввод осуществляется посредством клавиатуры или мыши, а вывод реализуется в графическом виде на монитор. Разновидностью текстового интерфейса, часто используемого в системах баз данных, является интерфейс командной строки, с помощью которого пользователь осуществляет ввод посредством набора команд на клавиатуре, а система отображает вывод в текстовом формате на мониторе.

Физическая независимость данных

Физическая независимость данных означает, что прикладные программы базы данных не зависят от физической структуры данных, хранимых в базе данных. Эта важная особенность позволяет изменять хранимые данные без необходимости вносить какие-либо изменения в прикладные программы баз данных.

Например, если данные были сначала упорядочены по одному критерию, а потом этот порядок был изменен по другому критерию, изменение физических данных не должно влиять на существующие приложения баз данных или ее схему (описание базы данных, созданное языком определения данных системы базы данных).

Логическая независимость данных

При обработке файлов, используя традиционные языки программирования, файлы объявляются прикладными программами, поэтому любые изменения в структуре файла обычно требуют внесения соответствующих изменений во все использующие его программы.

Системы баз данных предоставляют логическую независимость файлов, т.е., иными словами, логическую структуру базы данных можно изменять без необходимости внесения каких-либо изменений в прикладные программы базы данных. Например, добавление атрибута к уже существующей в системе баз данных структуре объекта с именем Person (например, адрес) вызывает необходимость модифицировать только логическую структуру базы данных, а не существующие прикладные программы. (Однако приложения потребуют модифицирования для использования нового столбца.)

Оптимизация запросов

Большинство систем баз данных содержат подкомпонент, называющийся оптимизатором , который рассматривает несколько возможных стратегий исполнения запроса данных и выбирает из них наиболее эффективную. Выбранная стратегия называется планом исполнения запроса . Оптимизатор принимает решение, принимая во внимание такие факторы, как размер таблиц, к которым направлен запрос, существующие индексы и логические операторы (AND, OR или NOT), используемые в предложении WHERE.

Целостность данных

Одной из стоящих перед системой баз данных задач является идентифицировать логически противоречивые данные и не допустить их помещения в базу данных. (Примером таких данных будет дата "30 февраля" или время "5:77:00".) Кроме этого, для большинства реальных задач, которые реализовываются с помощью систем баз данных, существуют ограничения для обеспечения целостности (integrity constraints) , которые должны выполняться для данных. (В качестве примера ограничения для обеспечения целостности можно назвать требование, чтобы табельный номер сотрудника был пятизначным целым числом.)

Обеспечение целостности данных может осуществляться пользователем в прикладной программе или же системой управления базами данных. До максимально возможной степени эта задача должна осуществляться посредством СУБД.

Управление параллелизмом

Система баз данных представляет собой многопользовательскую систему программного обеспечения, что означает одновременное обращение к базе данных множественных пользовательских приложений. Поэтому каждая система баз данных должна обладать каким-либо типом механизма, обеспечивающим управление попытками модифицировать данные несколькими приложениями одновременно. Далее приводится пример проблемы, которая может возникнуть, если система баз данных не оснащена таким механизмом управления:

На общем банковском счете № 3811 в банке X имеется $1500.

Владельцы этого счета, госпожа А и господин Б, идут в разные отделения банка и одновременно снимают со счета по $750 каждый.

Сумма, оставшаяся на счету № 3811 после этих транзакций, должна быть $0, и ни в коем случае не $750.

Все системы баз данных должны иметь необходимые механизмы для обработки подобных ситуаций, обеспечивая управление параллелизмом.

Резервное копирование и восстановление

Система баз данных должна быть оснащена подсистемой для восстановления после ошибок в программном и аппаратном обеспечении. Например, если в процессе обновления 100 строк таблицы базы данных происходит сбой, то подсистема восстановления должна выполнить откат всех выполненных обновлений, чтобы обеспечить непротиворечивость данных.

Безопасность баз данных

Наиболее важными понятиями безопасности баз данных являются аутентификация и авторизация. Аутентификация - это процесс проверки подлинности учетных данных пользователя, чтобы не допустить использования системы несанкционированными пользователями. Аутентификация наиболее часто реализуется, требуя, чтобы пользователь вводил свое имя пользователя и пароль. Система проверяет достоверность этой информации, чтобы решить, имеет ли данный пользователь право входа в систему или нет. Этот процесс можно усилить применением шифрования.

Авторизация - это процесс, применяемый к пользователям, уже получившим доступ к системе, чтобы определить их права на использование определенных ресурсов. Например, доступ к информации о структуре базы данных и системному каталогу определенной сущности могут получить только администраторы.

Системы реляционных баз данных

Компонент Database Engine сервера Microsoft SQL Server является системой реляционных баз данных. Понятие систем реляционных баз данных было впервые введено в 1970 г. Эдгаром Ф. Коддом в статье "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks". В отличие от предшествующих систем баз данных (сетевых и иерархических), реляционные системы баз данных основаны на реляционной модели данных, обладающей мощной математической теорией.

Модель данных - это набор концепций, взаимосвязей между ними и их ограничений, которые используются для представления данных в реальной задаче. Центральным понятием реляционной модели данных является таблица. Поэтому, с точки зрения пользователя, реляционная база данных содержит только таблицы и ничего больше. Таблицы состоят из столбцов (одного или нескольких) и строк (ни одной или нескольких). Каждое пресечение строки и столбца таблицы всегда содержит ровно одно значение данных.

Работа с демонстрационной базой данных в последующих статьях

Используемая в наших статьях база данных SampleDb представляет некую компанию, состоящую из отделов (department) и сотрудников (employee). Каждый сотрудник принадлежит только одному отделу, а отдел может содержать одного или нескольких сотрудников. Сотрудники работают над проектами (project): в любое время каждый сотрудник занят одновременно в одном или нескольких проектах, а над каждым проектом может работать один или несколько сотрудников.

Эта информация представлена в базе данных SampleDb (находится в исходниках) посредством четырех таблиц:

Department Employee Project Works_on

Организация этих таблиц показана на рисунках ниже. Таблица Department представляет все отделы компании. Каждый отдел обладает следующими атрибутами (столбцами):

Department (Number, DepartmentName, Location)

Атрибут Number представляет однозначный номер каждого отдела, атрибут DepartmentName - его название, а атрибут Location - расположение. Таблица Employee представляет всех работающих в компании сотрудников. Каждый сотрудник обладает следующими атрибутами (столбцами):

Employee (Id, FirstName, LastName, DepartmentNumber)

Атрибут Id представляет однозначный табельный номер каждого сотрудника, атрибуты FirstName и LastName - имя и фамилию сотрудника соответственно, а атрибут DepartmentNumber - номер отдела, в котором работает сотрудник.

Все проекты компании представлены в таблице проектов Project, состоящей из следующих столбцов (атрибутов):

Project (ProjectNumber, ProjectName, Budget)

В столбце ProjectNumber указывается однозначный номер проекта, а в столбцах ProjectName и Budget - название и бюджет проекта соответственно.

В таблице Works_on указывается связь между сотрудниками и проектами:

Works_on (EmpId, ProjectNumber, Job, EnterDate)

В столбце EmpId указывается табельный номер сотрудника, а в столбце ProjectNumber - номер проекта, в котором он принимает участие. Комбинация значений этих двух столбцов всегда однозначна. В столбцах Job и EnterDate указывается должность и начало работы сотрудника в данном проекте соответственно.

На примере базы данных SampleDb можно описать некоторые основные свойства реляционных систем баз данных:

Строки таблицы не организованы в каком-либо определенном порядке.

Также не организованы в каком-либо определенном порядке столбцы таблицы.

Каждый столбец таблицы должен иметь однозначное имя в любой данной таблице. Но разные таблицы могут содержать столбцы с одним и тем же именем. Например, таблица Department содержит столбец Number и столбец с таким же именем имеется в таблице Project.

Каждый элемент данных таблицы должен содержать одно значение. Это означает, что любая ячейка на пересечении строк и столбцов таблицы никогда не содержит какого-либо набора значений.

Каждая таблица содержит, по крайней мере, один столбец, значения которого определяют такое свойство, что никакие две строки не содержат одинаковой комбинации значений для всех столбцов таблицы. В реляционной модели данных такой столбец называться потенциальным ключом (candidate key) . Если таблица содержит несколько потенциальных ключей, разработчик указывает один из них, как первичный ключ (primary key) данной таблицы. Например, первичным ключом таблицы Department будет столбец Number, а первичными ключами таблиц Employee будет Id. Наконец, первичным ключом таблицы Works_on будет комбинация столбцов EmpId и ProjectNumber.

Таблица никогда не содержит одинаковых строк. Но это свойство существует только в теории, т.к. компонент Database Engine и все другие реляционные системы баз данных допускают существование в таблице одинаковых строк.

SQL - язык реляционной базы данных

Язык реляционной базы данных в системе SQL Server называется Transact-SQL . Это разновидность самого значимого на сегодняшний день языка базы данных - языка SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов) . Происхождение языка SQL тесно связано с проектом, называемым System R, разработанным и реализованным компанией IBM еще в начале 80-х годов прошлого столетия. Посредством этого проекта было продемонстрировано, что, используя теоретические основы работы Эдгара Ф. Кодда, возможно создание системы реляционных баз данных.

В отличие от традиционных языков программирования, таких как C#, C++ и Java, язык SQL является множество-ориентированным (set-oriented) . Разработчики языка также называют его запись-ориентированным (record-oriented) . Это означает, что в языке SQL можно запрашивать данные из нескольких строк одной или нескольких таблиц, используя всего лишь одну инструкцию. Это одно из наиболее важных преимуществ языка SQL, позволяющее использовать этот язык на логически более высоком уровне, чем традиционные языки программирования.

Другим важным свойством языка SQL является его непроцедурность. Любая программа, написанная на процедурном языке (C#, C++, Java), пошагово описывает, как выполнять определенную задачу. В противоположность этому, язык SQL, как и любой другой непроцедурный язык, описывает, что хочет пользователь. Таким образом, ответственность за нахождение подходящего способа для удовлетворения запроса пользователя лежит на системе.

Язык SQL содержит два подъязыка: язык описания данных DDL (Data Definition Language) и язык обработки данных DML (Data Manipulation Language) . Инструкции языка DDL также применяются для описания схем таблиц баз данных. Язык DDL содержит три общие инструкции SQL: CREATE, ALTER и DROP. Эти инструкции используются для создания, изменения и удаления, соответственно, объектов баз данных, таких как базы данных, таблицы, столбцы и индексы.

В отличие от языка DDL, язык DML охватывает все операции по манипулированию данными. Для манипулирования базами данных всегда применяются четыре общие операции: извлечение, вставка, удаление и модифицирование данных (SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE).

Порой так хочется привести свои мысли в порядок, разложить их по полочкам. А еще лучше в алфавитной и тематической последовательности, чтобы, наконец, наступила ясность мышления. Теперь представьте, какой бы хаос творился в «электронных мозгах » любого компьютера без четкой структуризации всех данных и Microsoft SQL Server :

MS SQL Server

Данный программный продукт представляет собой систему управления базами данных (СУБД ) реляционного типа, разработанную корпорацией Microsoft . Для манипуляции данными используется специально разработанный язык Transact-SQL . Команды языка для выборки и модификации базы данных построены на основе структурированных запросов:

Реляционные базы данных построены на взаимосвязи всех структурных элементов, в том числе и за счет их вложенности. Реляционные базы данных имеют встроенную поддержку наиболее распространенных типов данных. Благодаря этому в SQL Server интегрирована поддержка программного структурирования данных с помощью триггеров и хранимых процедур.

Обзор возможностей MS SQL Server

СУБД является частью длинной цепочки специализированного программного обеспечения, которое корпорация Microsoft создала для разработчиков. А это значит, что все звенья этой цепи (приложения ) глубоко интегрированы между собой.

То есть их инструментарий легко взаимодействует между собой, что во многом упрощает процесс разработки и написания программного кода. Примером такой взаимосвязи является среда программирования MS Visual Studio . В ее инсталляционный пакет уже входит SQL Server Express Edition .

Конечно, это не единственная популярная СУБД на мировом рынке. Но именно она является более приемлемой для компьютеров, работающих под управлением Windows, за счет своей направленности именно на эту операционную систему. И не только из-за этого.

Преимущества MS SQL Server :

Обладает высокой степенью производительности и отказоустойчивости;
Является многопользовательской СУБД и работает по принципу «клиент-сервер »;
Клиентская часть системы поддерживает создание пользовательских запросов и их отправку для обработки на сервер.
Тесная интеграция с операционной системой Windows ;
Поддержка удаленных подключений;
Поддержка популярных типов данных, а также возможность создания триггеров и хранимых процедур;
Встроенная поддержка ролей пользователей;
Расширенная функция резервного копирования баз данных;
Высокая степень защищенности;
Каждый выпуск включает в себя несколько специализированных редакций.

Эволюция SQL Server

Особенности этой популярной СУБД легче всего прослеживаются при рассмотрении истории эволюции всех ее версий. Более подробно мы остановимся лишь на тех выпусках, в которые разработчики вносили весомые и кардинальные изменения:

Microsoft SQL Server 1.0 – вышел еще в 1990 году. Уже тогда эксперты отмечали высокую скорость обработки данных, демонстрируемую даже при максимальной нагрузке в многопользовательском режиме работы;
SQL Server 6.0 – вышел в 1995 году. В этой версии впервые в мире была реализована поддержка курсоров и репликации данных;
SQL Server 2000 – в этой версии сервер получил полностью новый движок. Большая часть изменений коснулась лишь пользовательской стороны приложения;
SQL Server 2005 – увеличилась масштабируемость СУБД , во многом упростился процесс управления и администрирования. Был внедрен новый API для поддержки программной платформы .NET ;
Последующие выпуски – были направлены на развитие взаимодействия СУБД на уровне облачных технологий и средств бизнес-аналитики.

В базовый комплект системы входит несколько утилит для настройки SQL Server . К ним относятся:

Диспетчер конфигурации. Позволяет управлять всеми сетевыми настройками и службами сервера базы данных. Используется для настройки SQL Server внутри сети.

SQL Server Error and Usage Reporting :

Утилита служит для настройки отправки отчетов об ошибках в службу поддержки Microsoft .

Используется для оптимизации работы сервера базы данных. То есть вы можете настроить функционирование SQL Server под свои нужды, включив или отключив определенные возможности и компоненты СУБД .

Набор утилит, входящих в Microsoft SQL Server , может отличаться в зависимости от версии и редакции программного пакета. Например, в версии 2008 года вы не найдете SQL Server Surface Area Configuration .

Запуск Microsoft SQL Server

Для примера будет использована версия сервера баз данных выпуска 2005 года. Запуск сервера можно произвести несколькими способами:

Через утилиту SQL Server Configuration Manager . В окне приложения слева выбираем «SQL Server 2005 Services », а справа — нужный нам экземпляр сервера БД . Отмечаем его и в подменю правой кнопки мыши выбираем «Start ».

С помощью среды SQL Server Management Studio Express . Она не входит в инсталляционный пакет редакции Express . Поэтому ее нужно скачивать отдельно с официального сайта Microsoft .

Для запуска сервера баз данных запускаем приложение. В диалоговом окне «Соединение с сервером » в поле «Имя сервера » выбираем нужный нам экземпляр. В поле «Проверка подлинности » оставляем значение «Проверка подлинности Windows ». И нажимаем на кнопку «Соединить »:

Основы администрирования SQL Server

Перед тем, как запустить MS SQL Server , нужно кратко ознакомиться с основными возможностями его настройки и администрирования. Начнем с более детального обзора нескольких утилит из состава СУБД :

SQL Server Surface Area Configuration – сюда следует обращаться, если нужно включить или отключить какую-либо возможность сервера баз данных. Внизу окна находятся два пункта: первый отвечает за сетевые параметры, а во втором можно активировать выключенную по умолчанию службу или функцию. Например, включить интеграцию с платформой .NET через запросы T-SQL :

SQL Server Management Studio – является основным средством администрирования. В этой среде реализована возможность настройки сервера и баз данных, как через интерфейс приложения, так и с помощью запросов на языке T-SQL .

Основные настройки можно осуществить через «Обозреватель объектов », отображающий слева в окне приложения все основные элементы сервера в виде древовидного списка. Самой важной является вкладка «Безопасность ». Через нее можно настроить права и роли пользователей и администраторов для основного сервера, или отдельно для каждой базы данных:

Основная часть настроек сервера баз данных доступна в окне «Свойства сервера ».

Как было отмечено выше, выбор конкретной архитектуры построения информационной системы включает два основных компонента: выбор серверной платформы (выбор серверной ОС и СУБД) и выбор платформ для клиентских рабочих мест. В данном разделе более подробно остановимся на особенностях выбора конкретной СУБД. При выборе базы данных очень важно выбрать базу данных, которая в наибольшей степени соответствуют предъявляемым к информационной системе требованиям, т.е. необходимо определиться какая модель автоматизации реализуется (автоматизация документооборота или бизнес - процессов). В первую очередь при выборе СУБД необходимо принимать во внимание следующие факторы:

максимальное число пользователей одновременно обращающихся к базе;
характеристики клиентского ПО;
аппаратные компоненты сервера;
серверную операционную систему;
уровень квалификации персонала.

На сегодня известно большое число различных серверов баз данных SQL. Остановимся более подробнее на следующих четырех ведущих серверных СУБД - Oracle8i, IBM DB2, Microsoft SQL Server и Informix - и сравним их в работе на каждом из основных этапов функционирования:

конфигурирование системы,
мониторинг,
настройка,
обработка запросов,
разработка серверных и клиентских модулей.

Данный анализ проведем с учетом того, что число клиентских мест составляет от 50 до 500, а управление СУБД должно быть максимально эффективно. Исследования проводились на серверной платформе на базе Pentium II с 128 Мбайт ОЗУ, укомплектованном 13-Гбайт диском с интерфейсом EIDE в конфигурации RAID уровня 0 (конечно лучше было бы использовать HDD с интерфейсом SCSI). Управление системами было возложено на ОС Windows NT Server 4.0. и Linux.

Oracle8i.

Пакет Oracle8i, наделенный самым развитым набором функций для работы с языком Java и доступа к данным через Интернет, системой оптимизации одновременного доступа. Единственным недостатком данной СУБД является сложность администрирования, однако все затраты на ее внедрение и освоение в последствии окупятся эффективной и надежной работой. В нашей стране на протяжении уже многих лет целым рядом специалистов культивируется негативное отношение к СУБД Oracle, как к дорогой и сложной СУБД. Оба эти тезиса являются спорными. Во-первых, уровень сложности понятие относительное. При использовании СУБД Oracle на платформе NT, она потребует практически тех же усилий, что и при использовании MS SQL. В случае же работы на UNIX-платформе, можно с уверенностью отметить, что для профессиональных юниксоидов среда Oracle является простой, понятной и доступной. Что касается дороговизны, то и тут наметились положительные сдвиги. Кроме того, что компания Oracle предлагает ряд различных масштабируемых решений в зависимости от числа обслуживаемых клиентов, она также следуя общемировым тенденциям разработала версию своей популярнейшей СУБД под LINUX и выложила ее на своем WEB сервере (www.oracle.com) для свободного использования. Среди основных свойств СУБД Oracle следует отметить такие, как:

Высочайшая надежность.
Возможность разбиения крупных баз данных на разделы (large-database partition), что дает возможность эффективно управлять гигантскими гигабайтными базами;
Наличие универсальных средств защиты информации;
Эффективные методы максимального повышения скорости обработки запросов;
Индексация по битовому отображению;
Свободные таблицы (в других СУБД все таблицы заполняются сразу при создании);
Распараллеливание операций в запросе.
Наличие широкого спектра средств разработки, мониторинга и администрирования.
Ориентация на интернет технологии.

Решения, не уступающие разработкам Oracle можно найти только в DB2 фирмы IBM. Ориентация на интернет технологии - основной девиз современных продуктов Oracle. В этой связи можно отметить пакеты interMedia, обеспечивающее обработку данных в мультимедийных форматах, и Jserver, встроенное средство для работы с языком Java, которое объединяет возможности языка Java с возможностями реляционных баз данных (возможность составлять на языке Java не только внутренние программы для баз данных (хранимые процедуры и триггеры), но и разрабатывать компоненты Enterprise JavaBeans и даже запустить их на сервере). Компоненты Enterprise JavaBeans представляют собой базовые модули из которых складываются Интернет-приложения на языке Java.

Фирма Oracle придерживается принципа, что всеми важными функциями необходимо управлять из единого центра, поэтому предлагаемый модуль interMedia предоставляет в распоряжение пользователей самые передовые возможности для работы с мультимедийными объектами:

Очень развитые средства для обработки аудио клипов;
Неподвижных изображений;
Видеофрагментов;
Географических данных (с целым набором функций связанных с определением местонахождения входящих в состав модуля Locator).

В Oracle8i реализуются лучшие на сегодняшний день средства для объектно-ориентированного конструирования баз данных, в том числе табличные структуры, допускающие наследование свойств и методов других табличных объектов БД, что позволят избежать ошибок при построении БД и облегчает их обслуживание.

Также необходимо отметить, что разработанная фирмой Oracle система оптимизации одновременного доступа (multiversioning concurrency) является одной из важнейших характеристик архитектуры Oracle (подобная функция есть лишь в СУБД InterBase компании InterBase компании Inprise). Данная функция позволяет исключить ситуацию, когда одному пользователю приходится ждать, пока другой завершит изменения в содержимое баз данных (т.е. в Oracle отсутствуют блокировки на чтение). Эта функция позволяет СУБД Oracle8i выполнять за секунду больше транзакций в расчете на одного пользователя, чем любая другая база данных. По уровню производительности при работе в WEB среде под LINUX Oracle занимает почетное второе место после СУБД MySQL, при этом значительно превосходя все другие СУБД по надежности и безопасности.

СУБД Microsoft SQL Server

Важнейшие характеристики данной СУБД - это:

простота администрирования,
возможность подключения к Web,
быстродействие и функциональные возможности механизма сервера СУБД,
наличие средств удаленного доступа,

В комплект средств административного управления данной СУБД входит целый набор специальных мастеров и средств автоматической настройки параметров конфигурации. Также данная БД оснащена замечательными средствами тиражирования, позволяющими синхронизировать данные ПК с информацией БД и наоборот. Входящий в комплект поставки сервер OLAP дает возможность сохранять и анализировать все имеющиеся у пользователя данные. В принципе данная СУБД представляет собой современную полнофункциональную база данных, которая идеально подходит для малых и средних организаций. Необходимо заметить, что SQL Server уступает другим рассматриваемым СУБД по двум важным показателям: программируемость и средства работы. При разработке клиентских БД приложений на основе языков Java, HTML часто возникает проблема недостаточности программных средств SQL Server и пользоваться этой СУБД будет труднее, чем системами DB2, Informix, Oracle или Sybase. Общемировой тенденцией в XXI веке стал практически повсеместный переход на платформу LINUX, а SQL Server функционирует только в среде Windows. Поэтому использование SQL Server целесообразно, по нашему мнению, только если для доступа к содержимому БД используется исключительно стандарт ODBC, в противном случае лучше использовать другие СУБД.

СУБД IBM DB2 - результат почти 30-х опытно-конструкторских и исследовательских работ фирмы IBM. Последнюю на сегодня версию данной СУБД (6.х) отличает один из наиболее продуманных наборов средств управления и оптимизации и механизм БД, допускающий наращивание от портативного ПК с Windows 95 до целого кластера больших ЭВМ S/390, работающих под управлением OS/390.

Пакет DB2 выпускается в двух редакциях: DB2 Workgroup и DB2 Enterprise Edition. В данной СУБД реализованы все известные по предшествующим версиям DB2 новаторские технологии механизма БД, такие, как распараллеливание обработки запроса, полный набор средств тиражирования, сводные таблицы запросов для повышения производительности БД, возможности объектно-ориентированного конструирования баз данных и средства языка Java. К этому надо добавить, что система DB2 оснащена полым набором мультимедиа-расширений, позволяющих сохранять текст, звук и видео- фрагменты, изображения и географические данные и манипулировать ими. Можно говорить, что по возможностям масштабирования разработанная специалистами IBM технология кластеризации баз данных не имеет аналогов. Эти расширения существенно облегчают процесс разработки приложений для Web, а так же программ, содержащих фотоизображения и объемные текстовые отчеты. Система DB2 вполне конкурентоспособна и в качестве платформы для разработки приложжений т.к существует средство Stored Procedure Builder - автоматически преобразовывающее оператор SQL в соответствующий класс Java и включающее его в структуру базы данных. В версии DB2 6.1 значительно улучшена функциональная совместимость с другими СУБД: пакет позволяет использовать разработанную Microsoft спецификацию OLE DB, новый стандарт доступа к базам данных. Средства административного управления СУБД DB2, которые в новой версии переписаны на Java и могут быть получены из Web, заслуживают самой высокой оценки.

Основными недостатками данной СУБД является относительная сложность администрирования и отсутствие (пока) реализаций под популярные серверные ОС, например LINUX.

В данной СУБД благодаря Index Smart-Guide возможно осуществлять настройку, формируя оптимальные индексы для заданного числа обращений, характеризующего типичную нагрузку на БД. DB2- единственный пакет позволяющий генерировать сводные таблицы, что значительно эффективность работы СУБД в качестве хранилищ данных. Сводная таблица - это временная рабочая область, используемая базой данных для хранения ответов на часто поступающие запросы. Ну что ж, можно сказать, что оснащенная новыми функциональными возможностями, а также средствами распараллеливания и возможностями выбора практически любого типа соединения и индексов (кроме разве что растровых индексов), модель DB2 6.1 превращается в самую недорогую из высокопроизводительных систем. Средства административного управления этой СУБД вполне соответствуют уровню решаемых задач, кроме того, она предоставляет исключительно широкие возможности для работы с мультимедиа-данными и для программирования (чего явно недостает системе Microsoft SQL Server).

СУБД от Informix.

В последнее время наметился переход от реляционных СУБД к объектно-ориентированным (что явно прослеживается на примере Oracle). Informix также следуя данной концепции анонсировала новое решение СУБД Centaur базирующуюся на реляционной БД Informix Dynamic Server 7.3 и объектно-реляционной БД Informix Universal Data Option и сочетающую в себе высокое быстродействие Dynamic Server при работе с данными с универсальностью и мультимедиа функциями Universal Data Option. Данная реализация предназначена для разработки интернет систем. Предположительно данная СУБД будет обладать гибкой средой разработки, обладающей наращиваемостью, соответствующей характерным для Интернета интенсивным нагрузкам, и средствами работы с новыми типами данных, которые с развитием Web стали использоваться повсеместно. Реализованные в новой системе средства Java позволят разработчикам создавать на этом языке хранимые процедуры, пользовательские программы и компоненты DataBlades, которые в Informix называют заказными расширениями базы данных.

С точки зрения клиентов Inforix, это станет большим шагом вперед, поскольку до настоящего времени при работе с DataBlades они могли пользоваться только языком Си и SPL, внутренним языком фирмы Informix для написания хранимых процедур. Кроме того, пакет Centaur будет оснащен встроенными средствами обработки объектов ActiveX. Это даст возможность, к примеру, создавать хранимые процедуры БД на языке Visual Basic; правда, для этого нужно, чтобы пакет Centaur выполнялся в среде Windows NT.

Centaur будет представлять собой надстройку Informix Dynamic Server и работать с традиционным для этого пакета форматом БД, так что в распоряжении пользователей останутся все прежние функции, а модернизация системы до уровня новой версии не будет сопряжена с большими сложностями. Кроме того, в пакете Centaur будут сохранены все возможности конструирования и программирования, благодаря которым система Informix Universal Server признана выдающимся техническим достижением. Новая система будет оснащена средствами объектно-ориентированного конструирования баз данных, создания специализированных таблиц и программ индексирования; в ее состав войдет позволит пользователям встраивать в запросы собственные функции и не полагаться исключительно на стандартные средства SQL.

Выводы.

Рассмотрев основные характеристики архитектур построения АИС, серверных операционных систем и СУБД в дальнейшем в качестве архитектуры АИС мы выберем архитектуру интернет/интранет, в качестве серверной ОС Linux, в качестве СУБД Oracle 8i. В сводной таблице представлены сравнительные характеристики двух наиболее распространенных на сегодня решений на базе Microsoft SQL Server 7.0 (на NT) и Oracle8i (на Unix, Linux).

	Microsoft SQL Server 7.0
Административное управление
Графические инструменты
Простота обслуживания
Механизм данных
Работа с несколькими ЦП	Приемлемо
Функция соединения и выбор индексов
Одновременный доступ нескольких пользователей
Обработка мультимедиа-даных
Подключение к Web
Обработка аудио, видео, изображений
Поиск по сему тексту
Функциональная совместимость		Приемлемо
Сопряжение с другими БД
Единая регистрация
Работа под управлением различных ОС	Приемлемо
Возможности программирования	Приемлемо
Хранимые процедуры и триггеры
Внутренний язык программирования
Построение баз данных
Язык SQL
Объектно-ориентированные системы
Работа с филиалами
Тиражирование
Распределенная обработка транзакций
Дистанционное администрирование
Организация хранилищ данных и подготовка отчетов
Средства загрузки
Средства анализа

Клиентские места при этом могут функционировать практически на любой платформе, средством доступа клиентов к СУБД является либо CGI (Perl) либо JAVA приложения. При этом к серверной части АИС предъявляются следующие требования:

2.3. Реляционная модель, как платформа для разработки современных информационных систем на примере интерактивной системы патентного обеспечения технологического проектирования.

И так мы расссмотрели различные подходы к внутренней организации баз данных. И в результате пришли к выводу о необходимости использования реляционной модели, так как она решает одну из основных проблем - внесения изменений в базу данных в процессе ее использования. Ведь в реляционной безе данных проблемы синхронизации данных не возникает вовсе, так как данные хранятся в одном экземпляре. Для большей ясности этого вопроса приведем отличия традиционных и реляционных баз данных.

Выполняемая операция	Традиционные базы данных	Реляционные базы данных
Разработка приложений	Необходимо определить, какая информация требуется различным приложениям и создать ряд общих файлов.	Необходимо определить виды хранимых данных и взаимосвязи между ними
Реализация приложений	Поступающие данные записываются в основные файлы; в каждую информационную ячейку каждого основного файла записывается один элемент данных.	Различные виды данных записываются в таблицы данных, соответствующие этим видам. В результате каждый элемент информации хранится в одном единственном месте
Модификация приложений	Требуется пересмотр структуры базы данных с последующей перезаписью основных файлов, которые затронуты вносимыми изменениями, и с переработкой всех приложений, использующих эти файлы	Достаточно найти и модифицировать таблицу, в которой должно содержаться определение нового вида данных Сами данные хранятся в других таблицах, не затрагиваемых при подобных изменениях.
Внесение частичных изменений в данные	Необходимо прочитать каждый основной файл с начала до конца, модифицируя изменяемые ячейки данных и оставляя все остальные прочитанные ячейки без изменений.	В соответствующих таблицах достаточно выделить множество строк, в которые необходимо внести изменения, и произвести эти изменения с помощью одного SQL- оператора.

Итак, основные черты реляционных баз данных:

Структура реляционной базы данных определяется хранящимися в них данными и не фиксируется в момент завершения разработки (т.е. является гибкой и масштабируемой).
Структурам данных можно давать весьма информативные названия.
Данные хранятся в единственном экземпляре; все опции чтения и модификации данных производятся только с этим экземпляром данных, что качественно облегчает синхронизацию данных между многими приложениями и пользователями.
Данные хранятся в соответствии с четко определенными и строго соблюдаемыми правилами.

База данных играет важную роль для каждого современного веб-приложения. Благодаря динамической природе веб-приложений сейчас, даже простейшие приложения требуют некоторых механизмов хранения, доступа и изменения данных (вот почему в Hostinger мы предлагаем для наших клиентов с премиум и бизнес аккаунтами). Естественно, поскольку важность баз данных стремительно растёт, реляционные системы управления базами данных или реляционные СУБД набирают свою популярность (Relational Database Management Systems – RDBMS)

Что такое SQL сервер?

SQL сервер также известен, как Microsoft SQL Сервер, появился значительно раньше, чем MySQL. Microsoft разработал SQL сервер в 80х, с обещанием разработать надёжную и расширяемую реляционную СУБД. Они остаются ядром качества SQL сервера по прошествии всех этих лет, и предоставляют незаменимое решение для крупномасштабного корпоративного программного обеспечения.

SQL сервер больше подходит для разработчиков, использующих.NET в качестве языка разработки, как конкурирующей связке PHP для MySQL. Это весьма логично, так как обе платформы принадлежать Microsoft.

Ключевые различия между MySQL и SQL сервером

Теперь, после краткого знакомства с системами, давайте посмотрим на несколько ключевых различий между MySQL и SQL сервером:

Среда
Как упоминалось ранее, SQL сервер лучше работает с.NET, в то время как MySQL может был использован с практически любыми другими языками, наиболее распространённая связка с PHP. Не лишним будет также сказать, что SQL сервер может быть запущен только лиш под ОС Windows, но за последние годы это условие изменилось, когда Microsoft анонсировала поддержку Linux для SQL сервера . Версия для Linux всё ещё зреет и имеет незавершённых вид, что значит мы рекомендуем вам использовать ОС Windows при работе с SQL сервером и переключатся на Linux, если работаете с СУБД MySQL.
Синтаксис
Для большинства людей это наиболее важное различие в этих двух системах. Знакомство с одним набором правил синтаксиса может значительно повлиять на ваше решение относительно того, какая система подходит вам больше. Хотя MySQL и SQL сервер базируются на SQL, различия синтаксиса всё же ощутимы и заслуживают внимания. Например, давайте посмотрим на этот фрагмент:

SELECT age FROM person ORDER BY age ASC LIMIT 1 OFFSET 2

Microsoft SQL Server

SELECT TOP 3 WITH TIES * FROM person ORDER BY age ASC

Обе цепочки кода достигают одного и того же результата – возвращают 3 записи со значением самого молодого возраста из таблицы имён людей. Но синтаксис сильно отличается. Конечно, синтаксис – это субъективный параметр оценки, поэтому мы не может тут давать рекомендацию; выбирайте то, что кажется вам более интуитивно понятным. Полный список описательных различий между MySQL и SQL сервером можно найти (англ.).

SQL сервер больше, чем реляционная СУБД
Главное преимущество платного ПО в сравнении с бесплатным – это особая поддержка, которую вы получаете. В данном случае, преимущество ещё более значимое, так как SQL сервер поддерживается одной из самых больших компаний в мире. Microsoft создало дополнительный инструменты для SQL сервера, которые привязываются к реляционной СУБД, включая инструменты для анализа данных. Система также имеет сервер отчётов – Служба отчётов SQL Сервера, равно как и инструмент ETL. Это делает SQL сервер швейцарским армейский ножом среди реляционных СУБД. Вы можете получить подобные функции и в MySQL, но вам придётся искать в интернете сторонние решения – что многим не подойдёт.
Система хранения данных
Другим большим различием между MySQL и SQL сервером, которое иногда упускают, это система хранения данных. SQL сервер использует единую систему, разработанную Microsoft, в сравнении с множеством движков, предлагаемых MySQL. Это даёт разработчикам, использующим MySQL больше гибкости, поскольку они могут выбирать разные системы для разных таблиц, основываясь на скорости, надёжности или каких-то других параметрах. Популярный движок MySQL – это InnoDB, который немного теряет в скорости, но обеспечивает усиленную надёжность. Другой известный – MyISAM.
Отмена запроса
Немногие это знают, но кардинальным различием между MySQL и SQL сервером является то, что MySQL не позволяет вам отменить запрос в середине его выполнения. Это значит, что, как только команда запущена на выполнение, вам лучше надеяться, что любой ущерб, который она может сделать, является обратимым. SQL сервер, с другой стороны, позволяет вам отменить запрос на пол пути его выполнения. Это различие может быть несущественным для администраторов, так как они обычно выполняют скрипты команд, и это редко требует отмены во время их выполнения, чего не всегда скажешь о разработчиках.
Безопасность
Очевидно не требуется тщательного рассмотрения вопроса, когда идёт речь о сравнении различий в безопасности в MySQL с SQL сервера. Обе системы совместимы с EC2, что означает вы в безопасности, выбирая любую из двух. Нужно отметить, что величие Microsoft сказалось и здесь наличием в SQL сервере собственной, ультрасовременной системы безопасности. Выделенный инструмент безопасности – анализатор Microsoft Baseline Security Analyzer (MBSA) – гарантирует надёжную защиту для SQL сервера. Поэтому, если безопасность имеет ключевое значение для вас, выбор очевиден.
Стоимость
Здесь SQL сервер становится гораздо менее привлекательным, и MySQL зарабатывает большие очки. Microsoft требует, чтобы вы покупали лицензии для запуска нескольких баз данных на SQL сервер, есть бесплатная версия, но она предназначена только для ознакомления с реляционной СУБД. Напротив, MySQL использует лицензию GNU, что делает её полностью свободной. Однако, если вам нужна поддержка или помощь для MySQL, вам нужно будет заплатить за нее.
Поддержка сообщества
Что переносит нас к следующей точке. За поддержка MySQL вам вряд ли придётся платить, за исключением, быть может, редких случаев, благодаря вкладу большого сообщества в его поддержку. Преимущество огромного сообщества в том, что большинству людей не нужно обращаться за специальной помощью – можно просто искать в Интернете и находить массу решений.
IDE
Важно отметить, что обе реляционные СУБД поддерживаются различными интегрированными средами разработки (IDE). Эти инструменты предлагают слаженную среду для разработки, и вы можете тщательно выбрать именно то, что лучше всего подходит для ваших потребностей. MySQL может похвастаться Oracle Enterprise Manager, в то время как SQL сервер использует Management Studio (SSMS). Оба имеют свои плюсы и минусы и могут сбить с толку, если у вас нет чётких критериев для обоснования своего решения.

Заключение

Выбор реляционной СУБД является важным для тех, кто только начинает разработку приложения. Люди, которые выбрали одну систему, редко позже переключаются на другую, а это означает, что важно сразу взвесить разные предложения и выбрать лучшее для вас.

В этом руководстве мы обсудили две наиболее распространенные реляционные СУБД – MySQL и Microsoft SQL сервер. Мы рассмотрели несколько ключевых различий между MySQL и SQL сервером, даже одного из которых может быть достаточно, чтобы сделать выбор.

В конечном счёте, выбор за вами. Как правило, если вы разрабатываете приложения среднего и малого размера и преимущественно используете PHP, переходите к MySQL. Принимая во внимание, что если вы заинтересованы в создании крупномасштабных, безопасных, устойчивых корпоративных приложений, SQL сервер может вам подойти куда больше.

Заключительно частью моделирования информационной системы является создание реальной базы данных, опираясь на проведенное выше проектирование. Сюда входит выбор подходящей базы данных, ее развертывание и настройка, создание объектов структуры базы данных при помощи соответствующих средств, наполнение БД тестовым набором данных.

Для реализации реляционной базы данных предложенной структуры в данной курсовой работе выбрана СУБД MS SQL Server - один из лидеров современного рынка реляционных СУБД, распространяемая свободно для разработки или тестирования приложений и лицензируемой для промышленного использования. Преимуществами MS SQL являются:

Высокая функциональность;

Полная поддержка стандарта SQL и его расширения T-SQL;

Широкая распространенность и доступность поддержки;

Надёжность;

Производительность.

Наличие встроенных средств для работы и администрирования БД.

MS SQL является лидером современного рынка реляционных СУБД. Актуальной стабильной версией MS SQL на момент написания работы была версия 2012. Установка данной СУБД не представляет трудностей. Процесс установки сопровождается мастером, который запрашивает у пользователя необходимые данные и дальше самостоятельно устанавливает сервер БД, настраивает его на оптимальное быстродействие.

Для создания базы данных в СУБД MS SQL использовались запросы на стандартизированном языке SQL (англ. Structured Query Language, «Структурированный язык запросов»). В процессе создания базы данных для всех атрибутов реляционной были указаны подходящие типы данных. Названия сущностей и атрибутов были переведены на английский язык, ключевые поля сформированы с префикса «ID_» и суффикса, состоящего из имени связанной с ним таблицы. В таблице 8 показано соответствие названия сущности физической таблице в БД.

Таблица 8

Соответствие названия сущности физической таблице

Сущность




Виды транспорта

Физическая модель информационной системы в БД показана на рис. 5.

Рис. 5. Физическая модель информационной системы

Исходный код создания всех отношений базы данных представлен в Приложении к данной работе.

После создания базы данных её было наполнено пробным набором данных. Исходный код запросов на заполнение базы тестовым набором данных представлен в Приложении к данной работе.

Созданные на сервере таблицы базы данных показаны на рис. 6.

Рис. 6. Диаграмма данных сервера MS SQL

5. Разработка объектов базы данных, демонстрирующих логику предметной области

Для демонстрации работоспособности логики работы базы данных создадим в ней и продемонстрируем работу на тестовом наборе данных следующих объектов:

Представления;
Хранимые процедуры;
Триггеры.

Запросы на базу данных.

Представляют собой базовое средство для получения информации из базы данных. Для написания запроса используется стандарт SQL. Для демонстрации напишем запрос, выводящий перечень туристов, отправившихся отдыхать в отель «San Simeon Apartments», фамилии туристов отсортируем по алфавиту. Запрос и результат его выполнения показан на рис. 7.

Рис. 7. Результат выполнения запроса

Представления - виртуальные объекты баз данных, отражающие данные в определенной форме из содержимого других объектов. Текст представления представляет собой SQL запрос на получения данных из одной или нескольких таблиц, других представлений, результатов выполнения процедур. Для демонстрации работы логики на тестовых данных, создадим представление, отображающую таблицу путевок и все расшифровывающую значения всех связанных, ключевых полей. Текст представления и результат его выполнения показан на рис. 8.

Рис. 8. Представление и результат его работы

Хранимые процедуры. Это объекты в базе данных, позволяющие хранить в ней наборы инструкций по обработке и изменению данных. Текст процедуры пишется на диалекте языка SQL для MS SQL Server, называемом Transacts SQL или сокращенно T-SQL. Для демонстрации напишем хранимую процедуру, позволяющую изменять на заданный процент стоимость проживания во всех отелях. Текст хранимой процедуры показан на рис. 9.

Рис. 9. Хранимая процедура

Триггеры. Это специальная хранимая процедура, которая вызывается не пользователем, а самим сервером БД в ответ на событие INSERT, DELETE, UPDATE на указанной таблице. Триггеры широко используются программистами для автоматизации контроля и изменений данных в БД. Как правило, триггер работает незаметно для пользователя БД и проявляет себя тогда, когда он вводит ошибочные с точки зрения программиста данные. Припустим, что туристическое агентство не работает с детьми младше 10 лет. Напишем триггер, который не позволит ввести возраст туриста меньше 10 лет. Текст триггера показан на рис. 10.

Рис. 10. Триггер, не позволяющий внести возраст туриста меньше 10 лет