Система управления базой данных объектов гражданской обороны для принятия решений в чрезвычайной ситуации (Диплом)

требования. Тогда восстановление БД состоит в том, что исходя из архивной

копии по журналу воспроизводится работа всех транзакций, которые

закончились к моменту сбоя. В принципе, можно даже воспроизвести работу

незавершенных транзакций и продолжить их работу после завершения

восстановления. Однако в реальных системах это обычно не делается,

поскольку процесс восстановления после жесткого сбоя является достаточно

длительным.

3.2.5. Поддержка языков БД

Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом

называемые языками баз данных. В ранних СУБД поддерживалось несколько

специализированных по своим функциям языков. Чаще всего выделялись два

языка - язык определения схемы БД (SDL - Schema Definition Language) и язык

манипулирования данными (DML - Data Manipulation Language). SDL служил

главным образом для определения логической структуры БД, т.е. той структуры

БД, какой она представляется пользователям. DML содержал набор операторов

манипулирования данными, т.е. операторов, позволяющих заносить данные в БД,

удалять, модифицировать или выбирать существующие данные.

В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык,

содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее

создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами

данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время

реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language).

Прежде всего, язык SQL сочетает средства SDL и DML, т.е. позволяет

определять схему реляционной БД и манипулировать данными. При этом

именование объектов БД (для реляционной БД - именование таблиц и их

столбцов) поддерживается на языковом уровне в том смысле, что компилятор

языка SQL производит преобразование имен объектов в их внутренние

идентификаторы на основании специально поддерживаемых служебных таблиц-

каталогов. Внутренняя часть СУБД (ядро) вообще не работает с именами таблиц

и их столбцов.

Язык SQL содержит специальные средства определения ограничений

целостности БД. Опять же, ограничения целостности хранятся в специальных

таблицах-каталогах, и обеспечение контроля целостности БД производится на

языковом уровне, т.е. при компиляции операторов модификации БД компилятор

SQL на основании имеющихся в БД ограничений целостности генерирует

соответствующий программный код.

Специальные операторы языка SQL позволяют определять так называемые

представления БД, фактически являющиеся хранимыми в БД запросами

(результатом любого запроса к реляционной БД является таблица) с

именованными столбцами. Для пользователя представление является такой же

таблицей, как любая базовая таблица, хранимая в БД, но с помощью

представлений можно ограничить или наоборот расширить видимость БД для

конкретного пользователя. Поддержание представлений производится также на

языковом уровне.

Наконец, авторизация доступа к объектам БД производится также на

основе специального набора операторов SQL. Идея состоит в том, что для

выполнения операторов SQL разного вида пользователь должен обладать

различными полномочиями. Пользователь, создавший таблицу БД, обладает

полным набором полномочий для работы с этой таблицей. В число этих

полномочий входит полномочие на передачу всех или части полномочий другим

пользователям, включая полномочие на передачу полномочий. Полномочия

пользователей описываются в специальных таблицах-каталогах, контроль

полномочий поддерживается на языковом уровне.

3.3. Варианты построения информационных приложений с использованием СУБД

Групповые и корпоративные информационные системы и соответствующие

приложения могут строиться различными способами:

. многотерминальные централизованные вычислительные системы;

. системы на основе локальной сети ПК (файл-серверные приложения);

. системы с архитектурой клиент-сервер;

Для лучшего понимания ограничений различных архитектур информационных

систем, разделим приложения на типовые.

Типовые компоненты информационных приложений

Выделим в информационном приложении типовые функциональные компоненты,

достаточные для формирования любого приложения на основе БД.

PS (Presentation Services) - средства представления. Обеспечиваются

устройствами, принимающими ввод от пользователя и отображающим то, что

сообщает ему компонент логики представления PL, плюс соответствующая

программная поддержка. Может быть текстовым терминалом или Х-терминалом, а

также ПК или рабочей станцией в режиме программной эмуляции терминала или Х-

терминала.

PL (Presentation Logic) - логика представления. Управляет

взаимодействием между пользователем и ЭВМ. Обрабатывает действия

пользователя по выбору альтернативы меню, по нажатию кнопки или при выборе

элемента из списка.

BL (Business or Application Logic) - прикладная логика. Набор правил

для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить

приложение.

DL (Data Logic) - логика управления данными. Операции с базой данных

(SQL-операторы SELECT, UPDATE и INSERT), которые нужно выполнить для

реализации прикладной логики управления данными.

DS (Data Services) - операции с базой данных. Действия СУБД,

вызываемые для выполнения логики управления данными, такие как

манипулирование данными, определения данных, фиксация или откат транзакций

и т. п. СУБД обычно компилирует SQL - предложения.

FS (File Services) - файловые операции. Дисковые операции чтения и

записи данных для СУБД и других компонент. Обычно являются функциями ОС.

Можно привести несколько схем построения информационных систем (таблица

3.1.) в зависимости от размещения типовых компонентов приложения по узлам

сети.

Таблица 3.1. Схем построения информационных систем

| |с использованием |DL |FS |клиент-сервер, доступ|

3.3.1. Централизованные многотерминальные системы

В централизованной системе, характерной для Unix, терминал реализует

лишь функции представления данных PS, тогда как остальные функции

обеспечивает центральный узел. Центр должен реагировать на каждый запрос

пользователя (PL), выполнять логику приложения (BL, DL) и извлекать данные

из БД (DS, FS). Имеются две серьезные проблемы для централизованной схемы:

трудно обеспечить графический интерфейс; каждый дополнительный пользователь

и приложение вносят существенную нагрузку на сервер, теряется

масштабируемость.

3.3.2. Файл-серверные приложения

В отличии от централизованной системы архитектура "файл-сервер"

(таблица 3.1 и рисунок 3.1) не имеет сетевого разделения компонентов

диалога PS и PL, использует ПК для функций отображения, что облегчает

построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из

файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь

незначительную нагрузку на ЦП. Каждый новый клиент добавляет вычислительную

мощность к сети.

[pic]

Рисунок 3.1.

Варианты построения файл-серверных приложений.

Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты

приложения, определяющие логику диалога PL, а также логику обработки BL и

управления данными DL. Разработанное приложение реализуется либо в виде

законченного загрузочного модуля или в виде специального кода для

интерпретации.

Однако такая архитектура имеет два основных недостатка: некоторые

запросы к БД могут перекачивать всю БД клиенту, загружая сеть и имея

непредсказуемое время реакции, тем самым, создавая значительный сетевой

график, а также возникающая проблема "толстого клиента" - Windows-

интерфейс, коды приложения и СУБД могут перегрузить даже мощный ПК.

Первый недостаток особенно сказывается при организации удаленного

доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи.

В этом случае система с удаленными рабочими станциями оказывается

практически неработоспособной. В данным случае единственное решение -

удаленное управление файл-серверным приложением в сети (таблица 3.1 и

рисунок 3.1). В локальной сети ставится сервер приложений, совмещенный с

телекоммуникационным сервером (сервер доступа). В многозадачной среде этого

сервера выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит

в том, что диалоговый ввод-вывод поступает через телекоммуникации от

удаленных клиентов. Приложения не должны быть слишком сложными, иначе шансы

перегрузки сервера увеличиваются, или же нужна очень мощная платформа для

сервера приложений. На клиентских узлах работают программы удаленного

управления или эмуляции терминалов, которые передают сигналы от клавиатуры

и мыши серверу приложений, а в ответ получают копии экранов и отображают их

на видеомониторе. Помимо перечисленных недостатков нужно отметить, что

многие "настольные СУБД", как традиционные инструменты файл-серверных

приложений, не отвечают требованиям сохранности данных, в частности не

поддерживают транзакции. Однако СУБД для ПК привлекают простотой

использования и доступностью, поэтому файл-серверные приложения еще будут

использоваться для рабочих групп.

3.3.3.Приложения клиент-сервер

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-

серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещение

их там, где они будут функционировать более эффективно. Особенностью

архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз

данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL и

выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации на месте без

излишней перекачки данных на рабочие станции.

Другая отличительная черта серверов БД - наличие словарьа данных, в

котором записаны структура БД, ограничения целостности данных, форматы и

даже серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в

программе. Объектами разработки в таких приложениях помимо диалога и логики

обработки являются прежде всего реляционная модель данных и связанный с ней

набор SQL-операторов для типовых запросов для этой БД.

Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухзвенную модель,

состоящую из клиента, который обращается к услугам сервера (сх. 3-5 в

таблице 3.1, рисунок 3.2). Для эффективной реализации такой схемы часто

применяют неоднородную сеть. Как минимум, предполагается, что диалоговые

компоненты PS и PL размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить

графический интерфейс. Далее возможно разместить компоненты управления

данными DS и FS на сервере, а диалог (PS, PL), логику BL и DL на клиенте -

сх. 3 в таблице 3.1). Типовое определение архитектуры клиент-сервер -

приложение на клиенте, СУБД - на сервере - использует эту схему.

[pic]

Рисунок 3.2.

Варианты построения приложений клиент-сервер.

Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу, она

обладает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие

большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и

сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, потому

что там находится логика принятия решения. Такая схема возлагает

дополнительное бремя администрирования приложений, разбросанных по

различным клиентским узлам.

Можно сократить нагрузку на клиента и сеть, переместив целиком

компонент BL на сервер, при этом вся логика принятия решений оформлена в

виде хранимых процедур и выполняется на сервере БД. Хранимая процедура -

процедура с операторами SQL для доступа к БД, вызываемая по имени с

передачей требуемых параметров и выполняемая на сервере БД. Компиляция

повышает скорость исполнения хранимых процедур и сокращает нагрузку на

сервер. Но, перегрузив хранимые процедуры прикладной логикой, можно

потерять преимущества по производительности. Хранимые процедуры улучшают

целостность приложений и БД, гарантируют актуальность коллективно

используемых операций и вычислений. Улучшается сопровождение таких

процедур, а также безопасность (нет прямого доступа к данным).

Переместив с клиента часть логики приложения на сервер, получим

систему клиент-сервер с разделенной логикой. Часть прикладной логики может

быть реализована на клиенте, а другая часть логики - в виде обработчиков

событий (триггеров) и хранимых процедур на сервере БД. Такая схема при

удачном разделении логики приводит к сбалансированной загрузке клиентов и

сервера, но при этом затрудняется сопровождение приложений.

[pic]

Рисунок 3.3.

Приложения клиент-сервер на основе многотерминальной системы.

На основе многотерминальной системы в качестве сервера приложений

также возможно создание архитектуры клиент-сервер (рисунок 3.3.). В этом

случае в многозадачной среде сервера приложений выполняются программы

пользователей, а клиентские узлы вырождены и представлены терминалами.

4. ВЫБОР ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Классификация средств разработки информационных приложений

Среди средств разработки информационных приложений можно выделить

следующие основные группы:

. традиционные системы программирования;

. инструменты для создания файл-серверных приложений;

. средства разработки приложений клиент-сервер;

Рассмотрим кратко отличительные черты и область применения каждой

группы инструментальных средств создания информационных приложений.

4.1.Традиционные системы программирования

Традиционные системы программирования представлены средствами создания

приложений на языках третьего поколения 3GL: C, Pascal, Basic и др. Среди

них по способам подготовки и выполнения программных модулей различают

системы компилирующего и интерпретирующего типа. Инструментальные средства

программирования могут быть представлены набором отдельных утилит (редактор

текстов, компилятор, компоновщик и отладчик) или интегрированной средой

программирования.

Процедурные языки программирования являются традиционными, они лишь

претерпели изменения от неструктурных до структурных языков

программирования. Объектно-ориентированное программирование - сравнительно

новое направление, однако оно в концептуальном плане более привлекательно,

позволяет рассматривать и реализовывать информационные и функциональные

свойства объектов в неразрывной связи.

Свойствами объектно-ориентированных языков, обуславливающими их

преимущества, являются сокрытие деталей реализации объекта (инкапсуляция),

наследование процедурных и информационных частей от объектов-родителей,

полиморфизм как возможность настройки на различные типы данных и др.

Примерами объектно-ориентированных систем программирования являются C++ и

Object Pascal.

Системы программирования 3GL нужны для организации специальных модулей

в информационных приложениях, для создания эффективных по быстродействию

программ обработки данных. Для создания с помощью систем программирования

полноценных информационных приложений необходимо расширить их за счет

использования библиотек диалога и доступа к базам данных, а также

макросредств встроенного языка структурированных запросов Embeded SQL.

Систему программирования Visual Basic можно использовать для создания

простых автономных приложений и компонентов VBX и OCX, для расширения и

интеграции функциональных пакетов (Word, Excel, Access), а также как

средство программирования для расширения систем документооборота и для

создания утилит администрирования.

С момента выхода продано существенно больше копий Delphi, чем Visual

Basic. Применение продукта возможно для создания расчетно-аналитических

программ, для разработки DLL, для сопровождения и развития разработок,

выполненных на Turbo и Borland Pascal, а также для быстрого

прототипирования будущих приложений. В ряде случаев решающим для выбора

будут умеренные требования Delphi-приложения к системно-техническому

обеспечению.

С++ применяется для расширения системного программного обеспечения,

для разработки крупных проектов, специальных приложений, создания библиотек

и классов для предметной области, разработки динамических библиотек DLL,

создания программного обеспечения для серверов приложений, разработки ОСХ,

использования совместно с CASE-системами, обеспечения многоплатформенности

и переносимости (по стандарту ANSI).

4.2. Инструменты для создания файл-серверных приложений

Основой разработки файл-серверных приложений для локальных сетей ПК

является инструментальное окружение различных "персональных" СУБД: FoxPro,

Clipper, Paradox, Clarion, Paradox, dBase и т.п. Такие средства, как

правило, реализованы в виде диалоговой интегрированной среды,

предоставляющих три уровня доступа:

. программирование и создание приложений на языке, сочетающем возможности

языка 3GL с некоторыми возможностями языков четвертого поколения 4GL;

. создание и ведение структуры БД и индексов, а также интерактивная

генерация макетного приложения и его компонентов (меню, форм или окон,

отчетов, запросов и программных модулей);

. использование диалоговой среды и генераторов конечными пользователями для

создания, ведения и просмотра БД, а также формирования несложных запросов

и отчетов.

Диалоговые среды поддерживают как текстовой для DOS, так и графический

интерфейс пользователя для Windows. Внедрение графического интерфейса

привело к развитию объектных свойств инструментов, средств визуальной

генерации программ и событийного механизма приложений.

База данных для этих СУБД представляет собой совокупность файлов БД и

индексов, а не единое информационное пространство, что усложняет ее

сопровождение. Ни одна из традиционных СУБД для ПК не имеет средств

ограничения целостности. Среди инструментальных средств СУБД для ПК

преобладают интерпретирующие системы, хотя многие предоставляют и

альтернативную возможность создания загрузочных модулей приложений.

СУБД для ПК MS Access может использоваться для создания масштабируемых

одиночных и групповых информационных приложений и для разработки клиентской

части приложений клиент-сервер, а также как средство автоматизации

делопроизводства в составе MS-Office.

Традиционные инструментальные средства класса xBase (такие как FoxPro,

Clipper, dBase и др.) теряют рынок (число их продаж значительно

сокращается) из-за несоответствия современным требованиям. По мере того,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

МЕНЮ

Система управления базой данных объектов гражданской обороны для принятия решений в чрезвычайной ситуации (Диплом)

ИНТЕРЕСНОЕ