1Введение
Исторически вычислительные машины появились как средство резкого ускорения вычислений при проведении сложных расчетов в научной и инженерной деятельности. Однако на сегодня эти задачи перестали быть господствующими при использовании компьютерной техники и составляют по разным оценкам от 3% до 5% общих затрат машинного времени.
На сегодня на передний план вышла способность компьютеров хранить и обеспечивать быстрый доступ и обработку больших объемов данных, что связано с использованием компьютера для моделирования и решения задач в различных предметных (проблемных) областях человеческой деятельности. Компьютерная техника стала центральным звеном систем обработки данных.
Решение задач хранения и обработки данных достигается применением определенных средств организации (представления) данных в памяти компьютера, а также созданием специальных средств доступа и обработки этих данных.
Для хранения больших объемов данных в современных компютерных системах используются определенным образом организованные базы данных (БД), а для управления и взаимодействия с БД – системы управления базами данных (СУБД). Следует подчеркнуть, что каждый тип СУБД ориентирован на свой тип БД.
Многие из современных СУБД обладают весьма гибкими и мощными средствами высокоуровневого программирования задач обработки БД. Во многих случаях этих средств достаточно для задач, решаемых конкретными организациями. Вместе с тем возможности таких СУБД резко сокращаются, если необходимо выполнять обработку данных из БД других типов.
С другой стороны современные высокоуровневые языки и среды программирования, ориентированные на обработку данных, обладают мощными средствами по обработке БД разных типов - локальных, централизованных и распределенных. К таким средам программирования относится и Delphi.
В настоящем пособии на примере БД PostgreSQL, подробно рассматриваются вопросы подключения к программе БД разных типов и средства Delphi по высокоуровневому программированию задач обработки данных.
Еще 2-мя важными свойствами сред программирования, ориентированных на обработку данных, являются:
Возможность создания в этих средах развитых отчетов на основе данных из БД;
Обеспечение переносимости программного обеспечения.
Этим вопросам посвящено отдельное учебно-методическое пособие "Проектирование баз данных в Delphi. Создание отчетов и распространение пприложений" [1].
2Введение в базы данных
Базами данных (Database, БД, DB) называют электронные хранилища данных, доступ к которым осуществляется с одного или нескольких компьютеров. Обычно БД создается для хранения и доступа к данным, содержащим сведения о некоторой предметной области (ПО), то есть некоторой области человеческой деятельности или области реального мира.
2.1Типы субд
Системы управления базами данных (СУБД) - это программные средства, предназначенные для создания, наполнения, обновления, поиска и удаления данных в БД.
По своей архитектуре программнные системы (ПС), использующие СУБД, делятся на одно-, двух- и трехзвенные (рисунок 1.1).
В однозвенной архитектуре ПС используется единственное звено (клиент), обеспечивающее необходимую логику управления данными и их визуализацию.
В двухзвенной архитектуре ПС значительную часть логики управления данными берет на себя сервер БД, в то время как клиент в основном занят обработкой и отображением данных в удобном для пользователя виде. При этом клиент должен знать, где расположен сервер.
В трехзвенной архитектуре ПС используется промежуточное звено - сервер приложений, являющееся посредником между клиентом и сервером БД. Сервер приложений призван полностью избавить клиента от каких бы то ни было забот по управлению данными и обеспечению связи с сервером БД.
а
б в
Рисунок 1.1 – Архитектура СУБД: а) - однозвенная, б) - двухзвенная, в) - трехзвенная
В зависимости от местоположения отдельных частей СУБД различают локальные и сетевые СУБД.
Все части локальной СУБД размещаются на компьютере пользователя БД.
К сетевым СУБД относятся файл-серверные, клиент-серверные и распределенные СУБД. Непременным атрибутом этих систем является сеть, обеспечивающая аппаратную связь компьютеров и делающая возможной корпоративную работу множества пользователей с одними и теми же данными.
В файл-серверных СУБД все данные обычно размещаются в виде отдельных файлов в одном или нескольких каталогах достаточно мощной машины, специально выделенной для этих целей и постоянно подключенной к сети. Такой компьютер называется файл-сервером.
Безусловным достоинством файл-серверных систем является относительная простота их создания и обслуживания - фактически все сводится лишь к развертыванию локальной сети и установке на подключенных к ней компьютерах сетевых операционных систем (ОС).
Недостатком файл-серверных систем является значительная нагрузка на сеть, так как между клиентом и сервером пересылается весь файл или файлы, а выборку требуемых данных он делает сам. Такие систем на сегодня уходят в прошлое.
Клиент-серверные (двухзвенные) системы значительно снижают нагрузку на сеть, так как клиент общается с данными через специализированного посредника - сервер БД, который размещается на машине с данными.
Сервер БД принимает запрос от клиента, отыскивает в данных нужные записи и передает их клиенту. Таким образом, по сети передаются относительно короткий запрос и нужные записи, даже если соответствующий файл с данными содержит сотни тысяч записей.
Клиент-серверные системы масштабируются до сотен и тысяч клиентских мест.
Запрос к серверу формируется на специальном языке структурированных запросов (Structured Query Language, SQL), поэтому часто серверы БД называются SQL-серверами.
Серверы БД представляют собой относительно сложные программы, разрабатываемые различными фирмами. К ним относятся, например, Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase SQL Server, DB2, Informix, MySQL, PostgreSQL, InterBase и т. д.
Распределенные СУБД могут содержать несколько десятков и сотен серверов БД. Количество клиентских мест в них может достигать десятков и сотен тысяч. СУБД ведущих производителей Oracle, Sybase, Informix, Microsoft, IBM на сегодня, в той или иной форме, предоставляют возможности по построению распределенных БД.