Сложившийся в прошлом подход к проектированию систем сбора и накопления информации и ее эффективного использования для всевозможных целей состоял в автоматизации отдельных процессов в рамках фрагментов предметной области, или как говорят, в создании множества локальных приложений. В силу значительной независимости приложений одни и те же данные многократно представлялись в памяти ЭВМ, а их соответствие действительным значениям обеспечивалось периодическим применением процедур обновления. При изменении каких-либо сведений приходилось корректировать от нескольких до сотен и даже тысяч записей.
При переходе от автоматизации отдельных процессов предметной области к созданию автоматизированных информационных систем требуется не только взаимоувязка приложений, но и качественно новый подход к организации данных. Этот подход состоит в использовании единого хранилища – базы данных. БД - это объективная форма представления и организации совокупности данных, систематизированных таким образом, что эти данные могли быть найдены и обработаны с помощью ЭВМ.
Отдельные пользователи перестают быть владельцами тех или иных данных. Все данные накапливаются и хранятся централизованно. В памяти ЭВМ создается динамически обновляемая модель предметной области.
Слова “динамически обновляемая” означают, что соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически (раз в месяц, неделю, день), а в режиме реального времени.
При выборках для разных приложений эти записи могут быть упорядочены по-разному, т.е. пользователи информационной системы имеют возможность обращаться к интересующим их данным, а одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями пользователей. При этом всякое обращение к данным осуществляется через некий программный фильтр, обеспечивающий, если это необходимо, предварительные преобразования запрошенных пользователем данных.
Современный подход требует, чтобы в программе были лишь перечислены необходимые для обработки данные и заданы требуемые форматы их представления. При этом описание баз данных становится независимым от программ пользователей и составляет самостоятельный объект хранения. Эти описания обычно называют метаданными.
Для управления различного вида информацией требуется большое количество баз и банков данных. По этой причине появилось множество различных компьютерных систем, систем управления базами данных, предназначенных для этих целей. Пользователю таких систем предоставляется возможность осуществлять множество различных операций над определёнными наборами данных. Например:
1. Добавлять новые данные в существующие файлы.
2. Вести поиск информации в БД.
3. Изменять информацию в БД.
4. Удалять информацию из существующей БД.
1.2.2 Виды баз данных
Выбор модели базы данных зависит прежде всего от анализа поставленной задачи. Существуют четыре модели баз данных:
· Автономные.
· Файл-серверные.
· Клиент/сервер.
· Многоярусные.
Автономные локальные базы хранят свои данные в локальной файловой системе на том компьютере, на котором установлены. Сеть при этом не используется. Они полезны для тех приложений, в которых каждый пользователь такого приложения манипулирует своими собственными данными на своём компьютере.
Файл - серверные базы данных могут быть доступны многим клиентам через сеть. Сама база данных хранится на сетевом файл-сервере в единственном экземпляре. Во время работы для каждого клиента создаётся локальная копия, которой он манипулирует. При каждом запросе клиента данные в его локальной копии полностью обновляются из базы данных на сервере. Даже если запрос относится к одной записи обновляются все записи данных. Недостаток данной модели состоит в том, что забота о целостности данных при такой организации работы возлагается на программы клиентов. Если они недостаточно тщательно продуманы, в базу данных легко занести ошибки, которые могут отразиться на всех пользователях.
Для баз данных с множеством пользователей часто используются базы данных на платформе клиент-сервер. Доступ к базе данных для группы клиентов выполняется специальным компьютером - сервером. Клиент даёт задание серверу выполнить те или иные операции, а сервер выполняет их и сообщает клиенту результаты своей работы.
Многоярусные базы данных - это новый путь обработки данных в сети. По другому этот способ организации данных называется multi-tier - многонитевые. Под нитью понимается один из множества потоков данных, обменивающихся одновременно с базой данных.
Наиболее распространён трехъярусный вариант:
· на нижнем уровне на компьютерах пользователя располагаются приложения клиентов, которые обеспечивают пользовательский интерфейс;
· на втором уровне расположен сервер приложений, который обеспечивает обмен данными между пользователями и распределёнными базами данных. Сервер приложений располагается в узле сети, доступном всем клиентам;
· на третьем уровне расположен удалённый сервер баз данных, принимающий информацию от серверов приложений и управляющий ими.
Это наиболее сложная и гибкая организация баз данных. Delphi обеспечивает в основном создание приложений для первых двух уровней этой системы.
1.2.3 Основные концепции реляционных баз данных
Реляционная база данных представляет собой совокупность отношений, содержащих всю необходимую информацию и объединённых различными связями.
В реляционной теории одним из главных является понятие отношения. С точки зрения обработки данных отношение представляет собой таблицу с характеристиками (атрибутами). Поскольку в локальных базах данных каждая таблица размещается в отдельном файле, то сточки зрения размещения данных для локальных баз данных отношение можно отождествлять с файлом. Таблица имеет имя - идентификатор, по которому на неё можно сослаться.
Столбцы в таблице соответствуют тем или иным характеристикам объектов - полям. Каждое поле имеет своё имя и тип хранящихся данных.
Тип поля определяет тип хранящихся в поле данных (числа, тексты и так далее).
Имя поля - это идентификатор, который используется для манипуляции данными.
Строка таблицы называется записью. Причём она соответствует одному из объектов и содержит значения всех полей, которые характеризуют данный объект.
Во избежание противоречивости информации используются ключевые поля, назначение которых заключается в организации уникальности каждой записи.
Для упорядочивания данных используется индекс, который показывает, в какой последовательности желательно просматривать таблицу. При этом пользователь может поменять индекс и последовательность записей изменится.
Это объясняется изменением последовательности ссылок на записи, а не перестройкой самой таблицы. Существуют первичные и вторичные индексы. Первичным индексом может быть поле, которое было отмечено при создании базы данных как ключевое. Вторичные индексы могут быть созданы из других полей в процессе работы с базой данных или в процессе её создания.