Курс лекций по "Информационные системы"

      Таким образом, мы приходим к выводу, что необходимо ввести в рассмотрение еще два непересекающихся множества ЗАРУБЕЖНОЕ_ПРЕДПРИЯТИЕ (ВАЛЮТА, ЯЗЫК) и ОТЕЧЕСТВЕННОЕ_ПРЕДПРИЯТИЕ(ФОРМА_СОБСТВЕННОСТИ), объединение которых составляет полное множество ЗАКАЗЧИК. Ассоциацию между этими объектами называют отношением наследования или иерархической связью, так как сущности ЗАРУБЕЖНОЕ_ПРЕДПРИЯТИЕ и ОТЕЧЕСТВЕННОЕ_ПРЕДПРИЯТИЕ наследуют атрибуты сущности ЗАКАЗЧИК(ИМЯ_ЗАКАЗЧИКА, АДРЕС).

      Для того, чтобы определить к какому подмножеству относится конкретная сущность из набора ЗАКАЗЧИК (и, соответственно, какой набор атрибутов она имеет) необходимо ввести атрибут "национальная принадлежность", называемый дискриминантом. Этот тип связи предлагается отображать на диаграмме следующим образом:

      Обобщая все проведенные выше рассуждения, получим диаграмму "сущность-связь", показанную на следующем рисунке.  

       9. Языковые средства  СУБД. 

      Функциональные  возможности поддерживаемой средствами СУБД модели данных становятся доступными для конечных пользователей, разработчиков приложений, системного персонала администрирования данными благодаря воплощению ее в виде комплекса языковых средств, которые поддерживает данная СУБД.

      В существующих СУБД применяются различные  способы реализации таких языков. Для квалифицированных пользователей и для разработчиков сложных приложений языковые средства предоставляются, как правило, в их явной синтаксической форме. Синтаксические конструкции таких языков могут быть использованы в прикладных программах, взаимодействующих с СУБД с помощью интерфейсов прикладного программирования. Для конечных пользователей функции указанных языков чаще всего доступны в неявной форме благодаря их реализации по принципу так называемых языков четвертого поколения (4GL) - пользовательского интерфейса, включающего различного рода меню, диалоговые сценарии, заполняемые пользователем экранные формы и другие дружественные средства представления запросов. На основе данных, введенных пользователем с помощью такого интерфейса формируются соответствующие синтаксические конструкции языка интерфейса, и они передаются на исполнение обработчику запросов в СУБД.

      Языковые  средства СУБД используются для выполнения функций описания представления  базы данных (язык описания данных), для  выполнения операций манипулирования данными (язык манипулирования данными) и предоставления данных пользователям о их запросам (язык запросов).

      Первая  из этих функций обеспечивается языком описания данных (ЯОД). Его часто  называют также языком определения  данных. Описание базы данных средствами ЯОД называется схемой базы данных. Оно включает описание структуры базы данных и налагаемых на нее ограничений целостности данных. Помимо указанных функций, ЯОД некоторых СУБД обеспечивают также возможности задания в схеме ограничений доступа к данным или полномочий пользователей.

      Схема базы данных представляет интенсиональную  модель предметной области в среде  системы базы данных. Язык манипулирования  данными (ЯМД) позволяет выполнять  операции манипулирования данными  в базе данных. Характер этих операций зависит от конкретной модели данных. Но в любом случае в таких языках предусматриваются операции вставки новых данных в базу данных, удаление или обновление имеющихся данных. В некоторых моделях данных предусматриваются дополнительно навигационные операции, позволяющие перед выполнением операции позиционироваться на нужном экземпляре данных в базе данных. Этот экземпляр данных становится текущим. Возможны различные побочные эффекты распространение операции по структуре базы данных, автоматическое формирование новых свзей между экземплярами данных, вычисление производных данных и т.п. В так называемых графовых моделях данных (иерархической, сетевой) аргументом каждой операции манипулирования данными является единственный экземпляр данных. В то же время операции в реляционной модели имеют множественный характер.

      ЯОД и ЯМД не всегда синтаксически  оформляются в виде самостоятельных  языков. Они могут быть составными частями единого языка данных, сочетающего возможности определения  данных и манипулирования данными. Имеются многочисленные примеры языков СУБД, объединяющих возможности описания данных и манипулирования данными в единых синтаксических рамках. Наиболее распространенным среди языков такого рода является язык SQL. С 1987 г. был принят ряд версий международного стандарта этого языка как языка запросов для реляционных СУБД. Действующая версия этого стандарта SQL:2003 была принята в 2003 г.

      Во  многих СУБД используется еще один важный класс языков. С появлением интерфейсов конечных пользователей  СУБД возникла потребность в языках, с помощью которых можно было бы формулировать запросы к системе базы данных. Такие языки стали называть языками запросов. Первоначально их роль выполняли декларативные языки высокого уровня, которые обеспечивали выборку требуемых данных из базы данных. Однако впоследствии их функции значительно трансформировались. Языки запросов стали предоставлять полные функциональные возможности для операций над базой данных, в том числе вставку новых данных, обновление, удаление и выборку данных. 3.8.5. Автономные и включающие языки

      Некоторые СУБД располагают такими языками, которые  не только реализуют функции определения  данных и манипулирования данными, но и обладают управляющими структурами  и другими средствами, свойственными  традиционным языкам программирования. Благодаря этому они могут использоваться как функционально полное инструментальное средство для создания приложений систем баз данных. Такие языки называют автономными. В качестве примера приведем упоминавшийся ранее язык dBase, построенный в стиле языков структурного программирования, или язык PL/SQL Oracle.

      В случаях, когда СУБД не располагает  автономным языком, она обычно обладает интерфейсами прикладного программирования для создания и использования  приложений. Благодаря этому приложения могут разрабатываться с помощью расширения традиционных языков программирования операторами (командами, функциями, процедурами и т.п.), исполнение которых может запрашиваться через API. Таким образом будет восполняться функциональная неполнота языков СУБД. Язык программирования выступает при этом в роли включающего языка по отношению к языкам СУБД, и прикладные системы реализуются на таком расширенном языке. Интерфейсы прикладного программирования предусмотрены во многих СУБД.

      В процессе эволюции СУБД и языков программирования стало ясно, что использование включающих языков и ЯМД вынуждает разработчиков приложений иметь дело с комбинацией двух совершенно различных с концептуальной точки зрения инструментальных средств и имеет серьезные недостатки. Эти два разработанные независимо друг от друга языка базируются на разных системах понятий, поддерживают разные системы типов данных и обладают в связи с этим различными функциональными механизмами, а иногда и "разномасштабными" технологиями. Такая ситуация называется несоответствием импеданса.

      Для решения проблемы несоответствия импеданса  приходится дополнять реализуемую  модель данных неестественными для  нее объектами и операциями над  ними с тем, чтобы синхронизировать обработку данных в прикладной программе и механизмы управления данными в СУБД. Следствием ее часто бывает и недостаточно высокая производительность всего комплекса системы базы данных, не поддающегося оптимизации именно в силу его неоднородности.

      Попытки преодоления указанных трудностей привели к созданию еще в середине 70-х годов и активному развитию в 80-х годах направления в технологиях баз данных, посвященного разработкам новых языков, которые стали называться языками программирования баз данных. Стали разрабатываться базирующиеся на этих языках системы программирования. Указанные языки - это целостные языки программирования, основанные на единой модели данных, соединяющие на единой концептуальной основе как возможности новейших языков программирования, так и функции, свойственные языковым средствам традиционных СУБД. Ряд таких языков был создан и реализован в нашей стране и за рубежом. Они представляли собой расширения известных языков программирования Паскаль, Ада, Модула либо являлись оригинальными языками, например, Атлант, Тексис, Галилео и др.

      Хотя  языки программирования баз данных оказали большое влияние на развитие не только общеупотребительных языков программирования, но и моделей данных в базах данных, тем не менее, они  не нашли широкого практического  распространения.