Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ Государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(НИУ «БелГУ»)

Курсовая работа

Организация сервера баз данных

Студента

очной формы обучения

3 курса группы 83001204

Зайцевой Е.А.

Научный руководитель:

к.т.н., доцент Маматов Е.М.

БЕЛГОРОД 2014

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня информацию рассматривают как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы и технологии как средство повышения производительности и эффективности работы людей.

Неотъемлемой частью современной повседневной жизни стали базы данных, для поддержки которых требуется некоторый организационный метод, или механизм. Такой механизм называется системой управления базами данных.

В основе всего лежит «клиент-серверная» технология, которая интересна и актуальна главным образом потому, что обеспечивает простое и относительно дешевое решение проблемы коллективного доступа к базам данных.

Одним из важнейших компонентов этой технологии является сервер базы данных. Его грамотная организация обеспечит быстроту и лёгкость взаимодействия пользователя и информации, хранящейся в виде базы данных. сервер протокол приложение

Целью данной работы является изучение понятия и составных компонентов сервера баз данных для его организации, а также общих принципов работы.

Данная курсовая работа стоит из содержания, введения, 2 основных разделов, заключения и списка использованных источников.

В первом основном разделе содержится информация о понятии сервера базы данных, его компонентах и общие сведения о способах взаимодействия в сети.

Второй раздел полностью посвящён конфигурированию сервера баз данных.

Работа написана на 24 листах и содержит 38 рисунков.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КОМПОНЕНТЫ СЕРВЕРА БАЗ ДАННЫХ

Как правило, компьютеры и программы, входящие в состав информационной системы, не являются равноправными. Некоторые из них владеют ресурсами (файловая система, база данных и т.д.), другие имеют возможность обращаться к этим ресурсам. Компьютер, управляющий ресурсом, называют сервером этого ресурса (файл-сервер, сервер базы данных, вычислительный сервер...). Клиент и сервер какого-либо ресурса могут находиться как на одном компьютере, так и на различных компьютерах, связанных сетью.

Сервер БД выполняет обслуживание и управление базой данных и отвечает за целостность и сохранность данных, а также обеспечивает операции ввода-вывода при доступе клиента к информации.

Серверное приложение (сервер) запускается на компьютере, так же называемом "сервер", при этом при рассмотрении топологии сети, такой узел называют "сервером". В общем случае может быть так, что серверное приложение запущено на обычной рабочей станции, или серверное приложение, запущенное на серверном компьютере в рамках рассматриваемой топологии выступает в роли клиента (т.е. не является сервером с точки зрения сетевой топологии).

Для взаимодействия с клиентом (или клиентами, если поддерживается одновременная работа с несколькими клиентами) сервер выделяет необходимые ресурсы межпроцессного взаимодействия (разделяемая память, пайп, сокет, и т.п.) и ожидает запросы на открытие соединения (или, собственно, запросы на предоставляемый сервис). В зависимости от типа такого ресурса, сервер может обслуживать процессы в пределах одной компьютерной системы или процессы на других машинах через каналы передачи данных или сетевые соединения. Формат запросов клиента и ответов сервера определяется протоколом. Спецификации открытых протоколов описываются открытыми стандартами, например, протоколы Интернета определяются в документах RFC.

В рамках многоуровневого представления вычислительных систем можно выделить три группы функций, ориентированных на решение различных подзадач:

1. функции ввода и отображения данных (обеспечивают взаимодействие с пользователем);

2. прикладные функции, характерные для данной предметной области;

3. функции управления ресурсами (файловой системой, базой данных и т.д.)

Выполнение этих функций в основном обеспечивается программными средствами, которые можно представить в виде взаимосвязанных компонентов:

· компонент представления отвечает за пользовательский интерфейс;

· прикладной компонент реализует алгоритм решения конкретной задачи;

· компонент управления ресурсом обеспечивает доступ к необходимым ресурсам.

Автономная система (компьютер, не подключенный к сети) представляет все эти компоненты как на различных уровнях (ОС, служебное ПО и утилиты, прикладное ПО), так и на уровне приложений (не характерно для современных программ). Так же и сеть -- она представляет все эти компоненты, но, в общем случае, распределенные между узлами. Задача сводится к обеспечению сетевого взаимодействия между этими компонентами.

Архитектура «клиент-сервер» определяет общие принципы организации взаимодействия в сети, где имеются серверы, узлы-поставщики некоторых специфичных функций (сервисов) и клиенты, потребители этих функций.

Практические реализации такой архитектуры называются клиент-серверными технологиями. Каждая технология определяет собственные или использует имеющиеся правила взаимодействия между клиентом и сервером, которые называются протоколом обмена (протоколом взаимодействия).

В любой сети (даже одноранговой), построенной на современных сетевых технологиях, присутствуют элементы клиент-серверного взаимодействия, чаще всего на основе двухзвенной архитектуры. Двухзвенной (two-tier, 2-tier) она называется из-за необходимости распределения трех базовых компонентов между двумя узлами (клиентом и сервером).

Двухзвенная архитектура используется в клиент-серверных системах, где сервер отвечает на клиентские запросы напрямую и в полном объеме, при этом используя только собственные ресурсы. Т.е. сервер не вызывает сторонние сетевые приложения и не обращается к сторонним ресурсам для выполнения какой-либо части запроса.

Такая модель показала свою неэффективность ввиду того, что при активной работе с таблицами БД возникает большая нагрузка на сеть. Частичным решением является поддержка тиражирования (репликации) таблиц и запросов. В этом случае, например при изменении данных, обновляется не вся таблица, а только модифицированная ее часть.

С появлением специализированных СУБД появилась возможность реализации другой модели доступа к удаленной базе данных -- модели сервера баз данных. В этом случае ядро СУБД функционирует на сервере, прикладная программа на клиенте, а протокол обмена обеспечивается с помощью языка SQL. Такой подход ведет к уменьшению загрузки сети и унификации интерфейса «клиент-сервер». Однако сетевой трафик остается достаточно высоким, кроме того, по-прежнему невозможно удовлетворительное администрирование приложений, поскольку в одной программе совмещаются различные функции.

С разработкой и внедрением на уровне серверов баз данных механизма хранимых процедур появилась концепция активного сервера БД. В этом случае часть функций прикладного компонента реализована в виде хранимых процедур, выполняемых на стороне сервера. Остальная прикладная логика выполняется на клиентской стороне. Протокол взаимодействия -- соответствующий диалект языка SQL.

Преимущества такого подхода очевидны:

· возможно централизованное администрирование прикладных функций;

· снижение стоимости владения системой (TOC, total cost of ownership) за счет аренды сервера, а не его покупки;

· значительное снижение сетевого трафика (т.к. передаются не SQL-запросы, а вызовы хранимых процедур).

Основной недостаток -- ограниченность средств разработки хранимых процедур по сравнению с языками высокого уровня.

Реализация прикладного компонента на стороне сервера представляет следующую модель -- сервер приложений. Перенос функций прикладного компонента на сервер снижает требования к конфигурации клиентов и упрощает администрирование, но представляет повышенные требования к производительности, безопасности и надежности сервера.

Еще одна тенденция в клиент-серверных технологиях связана с все большим использованием распределенных вычислений. Они реализуются на основе модели сервера приложений, где сетевое приложение разделено на две и более частей, каждая из которых может выполняться на отдельном компьютере. Выделенные части приложения взаимодействуют друг с другом, обмениваясь сообщениями в заранее согласованном формате. В этом случае двухзвенная клиент-серверная архитектура становится трехзвенной (three-tier, 3-tier).

Как правило, третьим звеном в трехзвенной архитектуре становится сервер приложений, т.е. компоненты распределяются следующим образом :

1. Представление данных -- на стороне клиента.

2. Прикладной компонент -- на выделенном сервере приложений (как вариант, выполняющем функции промежуточного ПО).

3. Управление ресурсами -- на сервере БД, который и представляет запрашиваемые данные.

Трехзвенная архитектура может быть расширена до многозвенной (N-tier, Multi-tier) путем выделения дополнительных серверов, каждый из которых будет представлять собственные сервисы и пользоваться услугами прочих серверов разного уровня.

Двухзвенная архитектура проще, так как все запросы обслуживаются одним сервером, но именно из-за этого она менее надежна и предъявляет повышенные требования к производительности сервера.

Трехзвенная архитектура сложнее, но благодаря тому, что функции распределены между серверами второго и третьего уровня, эта архитектура представляет:

1. Высокую степень гибкости и масштабируемости.

2. Высокую безопасность (т.к. защиту можно определить для каждого сервиса или уровня).

3. Высокую производительность (т.к. задачи распределены между серверами).

2. КОНФИГУРИРОВАНИЕ СЕРВЕРА БАЗ ДАННЫХ

Рассмотрев все основные среды для организации сервера баз данных, был выбран SQL Server 2008 Express, который является бесплатным выпуском SQL Server и представляет собой идеальную платформу данных для обучения и создания небольших серверных приложений.

Microsoft SQL Server 2008 Express - это мощная и надежная система управления данными, обеспечивающая множество функций, защиту данных и высокую производительность для внедренных приложений-клиентов, «легких» веб-приложений и локальных хранилищ данных. SQL Server 2008 Express предназначен для упрощенного развертывания и быстрого создания прототипов; его можно получить бесплатно и свободно распространять вместе с приложениями. Он разработан таким образом, чтобы полностью интегрироваться с другими продуктами, входящими в серверную инфраструктуру.

Microsoft SQL Server 2008 Express имеет некоторые требования к поддерживаемой операционной системе: процессор с тактовой частотой 1,4 ГГц или выше (рекомендуется 2 ГГц или более быстрый, поддерживается только один процессор), минимум 256 МБ ОЗУ (рекомендуется 1 ГБ или выше), 1 ГБ свободного места на диске. В результате была выбрана операционная система Windows Server 2008, которая удовлетворяет всем необходимым требованиям.

Есть также требования к программному обеспечению, а именно необходимо наличие установленных пакетов: Windows Installer 4.5, Windows PowerShell 1.0, которые уже входят в состав Windows Server 2008, и Microsoft .NET Framework 3.5 SP1. Последний компонент необходимо включить в списке компонентов выбранной операционной системы.

Таким образом, создадим в Sun VirtualBox виртуальную машину с именем «Зайцева сервер БД», установим на ней операционную систему Window Server 2008 и войдём в систему под именем администратора.

Далее устанавливаем компонент Microsoft .NET Framework 3.5. Для этого заходим в «Диспетчер сервера» («Пуск» - «Администрирование» - «Диспетчер сервера»), открываем вкладку «Роли» и жмем «Добавить роли». Появиться окно «Мастер добавления ролей». Жмем «Далее». Появиться список выбора ролей. Выбираем «Сервер приложений» и жмем «Далее».

Затем, оставляем галочку напротив «Платформа NET Framework 3.5», жмем «Далее» и «Установить».

При успешной установке появляется соответствующее сообщение.

Теперь можно начать установку Microsoft SQL Server 2008 Express. Для этого запускаем бесплатный скачанный с официального сайта компонента Microsoft установочный файл с русским интерфейсом.

Откроется «Центр установки SQL Server», переходим на вкладку «Установка» и нажимаем «Новая установка и добавление компонентов к существующей установке».

Запустится процедура проверки установки. Если тестирование выявит какие-либо ошибки, необходимо устранить их и повторить операцию.

Следующим шагом принимаем условия лицензионного соглашения и нажимаем «Далее».

Далее нажимаем «Установить» для установки файлов поддержки программы установки.

Выбираем компоненты для установки и нажимаем кнопку «Далее».

Далее указываем имя и идентификатор экземпляра SQL Server, для возможности использования нескольких копий SQL Server на одном физическом компьютере.

Следующий этап - конфигурация сервера, в которой мы оставляем без изменений учётные записи служб и параметры сортировки.

Далее необходимо выбрать режим проверки подлинности для компоненты Database Engine (администрирование баз данных). Выбираем «Смешанный режим», придумываем сложный пароль для встроенной учетной записи «sa». Затем определим пользователей, которые смогут работать с Database, а вкладки «Каталоги данных» и «Filestream» не изменяем.

Для служб Reporting Services выбираем «Установить конфигурацию по умолчанию для работы в собственном режиме» и нажимаем «Далее».

Здесь есть возможность получить отчёт об ошибках, а следующие этапы проходят автоматически без дополнительных настроек. После хода выполнения установки получаем сообщение об успешной установке SQL Server 2008 R2.

После установки необходимо запустить некоторые службы SQL Server. Для запуска созданного экземпляра ULTRA запускаем утилиту «Диспетчер конфигурации SQL Server» (Пуск - Все программы - Microsoft SQL Server 2008 R2 - Средства настройки - Диспетчер конфигурации SQL Server). В разделе «Службы SQL Server» запускаем SQL Server (ULTRA).

Далее необходимо добавить нового пользователя. Для этого запускаем «SQL Server Management Studio» («Пуск» - «Microsoft SQL Server 2008 R2» - «Среда SQL Server Management Studio») и в открывшемся окне указываем данные, и нажимаем «Соединить».

В окне «Обозреватель объектов» появилась вкладка с именем нашего SQL-сервера. В нем раскрываем вкладку «Безопасность» - «Имена входа» и в контекстном меню выбираем «Создать имя входа». Откроется окно «Создание имени входа». На вкладке «Общие» и «Роли сервера» заполняем информацию и нажимаем «Ок».

Теперь в именах входа появился UserSQL.

Далее необходимо создать базу данных. Для добавления новой БД, в «Среде Microsoft SQL Server Management Studio» кликаем правой кнопкой мышки на вкладке «Базы данных», выбираем «Создать базу данных» и указываем имя «Zaitseva» и владельцем указываем созданного пользователя.

После чего в списке можно увидеть только что созданную базу данных.

Далее необходимо создать 4 таблицы базы данных «Strana», «Ispolniteli», «Albom» и «Proizvedenie» и заполнить их данными.

Все остальные таблицы были созданы таким же способом. Каждая таблица имеет первичный ключ и связана с другой таблицей с помощью внешнего ключа.

Заполнение данными таблицы «Albom»

Заполнение данными таблицы «Ispolniteli»

Заполнение данными таблицы «Proizvedenie»

Связывание таблиц «Albom» и «Proizvedenie»

Для проверки работоспособности сервера необходимо создать несколько запросов к таблицам созданной базы данных. То есть вызывает редактор SQL - кода, создаём там запрос и выполняем компиляцию.

Например, для таблиц необходимо вывести название произведения, фамилию автора и название альбома для всех существующих произведений.

Создание запроса и вывод результата

Или, например, для исполнителя «Аллегрова» вывести количество произведений. Для этого используем агрегатную функцию сount().

Создание и выполнение запроса с агрегатной функцией

После проверки необходимо отсоединиться от созданной базы данных.

Созданная база данных храниться в 2 файлах, расположение которых можно просмотреть в свойствах базы данных.

Полный путь к созданной базе данных

Пройдём указанный путь и проверим наличие файлов базы данных.

Созданные файлы базы данных

Таким образом, сервер успешно выполняет все возложенные на него задачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы были изучены основные понятия и компоненты сервера баз данных и способы взаимодействия в сети, а именно клиент-серверная технология и её виды.

Практически удалось сконфигурировать сервер баз данных Microsoft SQL Server 2008 Express на базе наиболее подходящей для работы операционной системы Windows Server 2008.

Кроме того, был создан экземпляр сервера ULTRA и добавлен новый пользователь UserSQL, ставший владельцем базы данных Zaitseva, которая была создана для проверки работоспособности экземпляра сервера.

Создание и успешное выполнение нескольких запросов к таблицам базы данных, помогло с полной уверенностью сказать, что созданный сервер баз данных полностью удовлетворяет всем требованиям и возложенным на него задачам.

Следовательно, курсовая работа выполнена успешно и отвечает всем поставленным целям.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Михелёв, В.М. Базы данных и СУБД - Белгород: Издательство БелГУ, 2007. - 200 с.

2. Microsoft Corporation Проектирование и реализация баз данных Microsoft SQL Server 2000. Учебный курс MCAD/MCSE/MCDBA - Москва: Издательство Русская Редакция, 2003. - 458 с.

3. Волоха, А.А. Microsoft SQL Server 2005. Новые возможности - Санкт-Петербург: Издательство Питер, 2006. - 385 с.

4. Виейра, Р. Программирование баз данных Microsoft SQL Server 2005. Базовый курс - Москва: Издательство Вильямс, 2007. - 428 с.

5. Моримото, Р. Microsoft Windows Server 2008 R2. Полное руководство - Москва: Издательство Вильямс, 2011. - 1457 с.

6. Загрузка бесплатного Microsoft SQL Server 2008 R2 с пакетом обновления 2 (SP2) Ї выпуск Express Edition.

Размещено на Allbest.ru