Содержание

Введение

      В настоящее время в связи с  усложнением процесса принятия решений в современном бизнесе успех предприятия напрямую зависит от того, как быстро и слаженно взаимодействуют его структуры. В наш век обмен информацией немыслим без современных средств связи. Одно из таких средств – современные глобальные компьютерные сети. Сети - важная часть группового взаимодействия, так как они позволяют быстро и эффективно обмениваться информацией. Но реальные сети имеют недостатки. Распределенная сеть представляет собой  крайне неоднородную среду передачи данных: одни участки могут быть построены по технологиям ATM или FDDI, другие - на базе медленных протоколов X.25. Реальная скорость передачи данных в такой среде будет напрямую зависеть от пропускной способности самого медленного участка сети. Таким образом, доступ удаленного пользователя к корпоративной базе данных иногда может быть существенно затруднен.

      С другой стороны: всегда ли необходим  удаленному пользователю полный доступ ко всей базе данных? В большинстве  случаев запрашивается только та информация, которая напрямую относится к его сфере деятельности. Лучшим решением может являться перенос части базы ближе к пользователям. При решении этой задачи подобным способом получается территориально распределенная база данных. Организация распределенной базы данных дает массу преимуществ: снижается время отклика системы, повышается надежность хранения данных, уменьшается стоимость аппаратной части за счет снижения объемов данных, хранящихся на одном сервере.

      Эффективность такой информационной системы напрямую зависит от интенсивности трафика: чем он ниже, тем быстрее окупаются средства, вложенные в её построение. Ключом к успешной реализации этих систем является правильная организация распределения и хранения информации. Идеальным способом снижения трафика в каналах связи является использование технологии «клиент-сервер», получившей в последние годы широкое распространение.

      В дипломном проекте рассмотрены  общие подходы к реализации распределенных систем обработки данных на базе технологии клиент-сервер, а также задача создания действующей информационной системы на примере системы автоматизации расчетов с абонентами АО «Связьинформ» РМ. Актуальность построения этой системы обусловлена резким ростом количества предоставляемых услуг связи, а также переходом некоторых районов на повременную систему тарификации разговоров.

      В процессе написания дипломной  работы  автором  велась разработка архитектуры  информационной системы, механизма  репликации данных, средств удаленного доступа и удаленного администрирования  системы, структуры БД, а также некоторых компонентов клиентской части системы (справочной службы и картотеки абонентов).

1. Основные  подходы к проектированию  распределенных баз  данных

1.1 Основные  понятия теории  реляционных баз  данных

      В узком смысле слова, база данных - это некоторый набор данных, необходимых для работы (актуальные данные). Данные - это отражение объектов реального мира. В традиционной терминологии объекты реального мира, сведения о которых хранятся в базе данных, называются сущностями - entities, а их актуальные признаки - атрибутами (attributes). Каждый признак конкретного объекта есть значение атрибута.

      В базе данных отражаются не только физические объекты. Она способна хранить сведения об абстракциях, процессах, явлениях - то есть обо всем, с чем сталкивается человек в своей деятельности. Так, например, в базе данных можно хранить информацию о заказах на поставку деталей на склад (хотя это не физический объект, а процесс). Атрибутами сущности "заказ" будут название поставляемой детали, количество деталей, название поставщика, срок поставки и т.д. Объекты реального мира связаны друг с другом множеством сложных зависимостей, которые необходимо учитывать в информационной деятельности. Отметим, что в базе данных нужно хранить только актуальные, значимые связи.

      Таким образом, в широком смысле слова  база данных - это совокупность описаний объектов реального мира и связей между ними, актуальных для конкретной прикладной области.

      Способ, с помощью которого сущности, атрибуты и связи отображаются на структуры определяется моделью данных.

      Традиционно все СУБД классифицируются в зависимости  от модели данных, которая лежит  в их основе. Принято выделять иерархическую, сетевую и реляционную модели данных. Иногда к ним добавляют  модель данных на основе инвертированных списков. Соответственно говорят об иерархических, сетевых, реляционных СУБД или о СУБД на базе инвертированных списков.

      Самыми  распространенными на сегодняшний  день являются реляционные СУБД. Они  стали фактическим промышленным стандартом. Кратко рассмотрим реляционную модель данных, не вникая в ее детали.

      Она была разработана Коддом еще в 1969-70 годах на основе математической теории отношений и опирается на систему  понятий, важнейшими из которых являются таблица, отношение, строка, столбец, первичный ключ, внешний ключ.

      Реляционной считается такая база данных, в  которой все данные представлены для пользователя в виде прямоугольных  таблиц значений данных, и все операции над базой данных сводятся к манипуляциям с таблицами. Таблица состоит  из строк и столбцов и имеет имя, уникальное внутри базы данных. Таблица отражает тип объекта реального мира (сущность), а каждая ее строка - конкретный объект.

      Значения  атрибутов выбираются из множества  допустимых значений, которое называется доменом (domain).

      Каждый  столбец имеет имя, которое обычно записывается в верхней части  таблицы. Оно должно быть уникальным в таблице, однако различные таблицы  могут иметь столбцы с одинаковыми  именами. Любая таблица должна иметь  по крайней мере один столбец; столбцы  расположены в таблице в соответствии с порядком следования их имен при ее создании. В отличие от столбцов, строки не имеют имен; порядок их следования в таблице не определен, а количество логически не ограничено.

      Так как строки в таблице не упорядочены, невозможно выбрать строку по ее позиции. Кроме того, привязка к номеру строки некорректна в многопользовательских СУБД. Любая таблица имеет один или несколько столбцов, значения в которых однозначно идентифицируют каждую ее строку. Такой столбец (или комбинация столбцов) называется первичным ключом (primary key). Если таблица удовлетворяет этому требованию, она называется отношением (relation).

      Взаимосвязь таблиц является важнейшим элементом  реляционной модели данных. Она поддерживается внешними ключами (foreign key).

      Таблицы невозможно хранить и обрабатывать, если в базе данных отсутствуют "данные о данных", например, описатели  таблиц, столбцов и т.д. Их называют обычно метаданными. Метаданные также  представлены в табличной форме  и хранятся в словаре данных (data dictionary).

      Помимо  таблиц, в базе данных могут храниться  и другие объекты, такие как экранные формы, отчеты (reports), представления (views) и даже прикладные программы, работающие с базой данных.

      Для пользователей информационной системы  недостаточно, чтобы база данных просто отражала объекты реального мира. Важно, чтобы такое отражение было однозначным и непротиворечивым. В этом случае говорят, что база данных удовлетворяет условию целостности (integrity).

      Для того, чтобы гарантировать корректность и взаимную непротиворечивость данных, на базу данных накладываются некоторые ограничения, которые называют ограничениями целостности (data integrity constraints).

      Существует  несколько типов ограничений  целостности. Требуется, например, чтобы  значения в столбце таблицы выбирались только из соответствующего домена. На практике учитывают и более сложные ограничения целостности, например, целостность по ссылкам (referential integrity). Ее суть заключается в том, что внешний ключ не может быть указателем на несуществующую строку в таблице. Ограничения целостности реализуются с помощью специальных средств, таких как привила (rules), триггеры (triggers) и домены (domains).

      Сами  по себе данные в компьютерной форме  не представляют интерес для пользователя, если отсутствуют средства доступа к ним. Доступ к данным осуществляется в виде запросов к базе данных, которые формулируются на стандартном языке запросов. Сегодня для большинства СУБД таким языком является SQL. 

      Появление и развития этого языка как  средства описания доступа к базе данных связано с созданием теории реляционных баз данных. Прообраз языка SQL возник в 1970 году в рамках научно-исследовательского проекта System/R, работа над которым велась в лаборатории Санта-Тереза фирмы IBM. Ныне SQL - это стандарт интерфейса с реляционными СУБД. Популярность его настолько велика, что разработчики нереляционных СУБД (например, Adabas или Betrieve), снабжают свои системы SQL-интерфейсом.

      Язык SQL имеет официальный стандарт - ANSI/ISO. Большинство разработчиков СУБД придерживаются этого стандарта, однако часто расширяют его для реализации новых возможностей обработки данных. Новые механизмы управления данными могут быть использованы только через специальные операторы SQL, в общем случае не включенные в стандарт языка.

      SQL не является языком программирования  в традиционном представлении.  На нем пишутся не программы,  а запросы к базе данных. Поэтому  SQL - декларативный язык. Это означает, что с его помощью можно  сформулировать, что необходимо  получить, но нельзя указать, как это следует сделать. В частности, в отличие от процедурных языков программирования (Си, Паскаль, Ада), в языке SQL отсутствуют такие операторы, как if...then...else, for, while, хотя следует указать, что в расширении SQL для хранимых процедур и триггеров (SQL/PTL - SQL/Procedure And Trigger Language) они присутствуют.

      Запрос  на языке SQL состоит из одного или  нескольких операторов, следующих один за другим и разделенных точкой с  запятой.

      Ниже  в таб. 2.1 перечислены наиболее важные операторы, которые входят в стандарт ANSI/ISO SQL.  

Таб. 2.1. Основные операторы языка SQL. 

      В запросах на языке SQL используются имена, которые однозначно идентифицируют объекты базы данных. Наряду с простыми, используются также сложные имена - например, квалификационное имя столбца (qualified column name) определяет имя столбца и имя таблицы, которой он принадлежит.

      Каждый  столбец в любой таблице хранит данные определенных типов. Различают базовые типы данных - строки символов фиксированной длины, целые и вещественные числа, и дополнительные типы данных - строки символов переменной длины, денежные единицы, дату и время, логические данные (два значения - "ИСТИНА" и "ЛОЖЬ"). В языке SQL можно использовать числовые, строковые, символьные константы и константы типа "дата" и "время".

  Одним из средств, обеспечивающих быстрый доступ к таблицам, являются индексы. Индекс - это структура базы данных, представляющая собой указатель на конкретную строку таблицы. Индекс содержит значения, взятые из одного или нескольких столбцов конкретной строки таблицы, и ссылку на эту строку. Значения в индексе упорядочены, что позволяет СУБД выполнять быстрый поиск в таблице.