Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование СУБД



База данных (БД) - совместно используемый набор логически связанных данных (и их описание), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

СУБД (система управления базами данных) - программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также получать к ней контролируемый доступ.

1. Использование технологий BDE при работе с базами данных.

Процессор баз данных Borland Database Engine

Любое приложение баз данных имеет в своем составе или использует сторонний механизм доступа к данным, который берет на себя подавляющее большинство стандартных низкоуровневых операций работы с базами данных. Например, любое такое приложение при открытии таблицы БД должно выполнить примерно одинаковый набор операций.

Одним из традиционных способов взаимодействия приложения, созданного в среде разработки Delphi, и базы данных является использование процессора баз данных Borland Database Engine 5. Он представляет собой набор динамических библиотек, функции которых позволяют не только обращаться к данным, но и эффективно управлять ими на стороне приложения. база интерфейс программирование borland

Для работы с источниками данных при посредстве BDE в Delphi имеется специальный набор компонентов, расположенных на странице BDE Палитры компонентов. Эти компоненты для работы с базами данных используют возможности BDE, обращаясь к его функциям и процедурам. Механизм доступа к BDE инкапсулирован в базовом классе TBDEDataSet. (Подробно базовые классы компонентов доступа к данным рассмотрены далее в этой части.) Поэтому в процессе программирования у вас не будет необходимости использовать функции BDE напрямую. Почти все, что можно сделать путем прямого обращения, можно сделать и через компоненты -- это проще и надежнее.

BDE взаимодействует с базами данных при посредстве драйверов. Для особенно распространенных локальных СУБД разработан набор стандартных драйверов. Работа с наиболее распространенными серверами БД осуществляется при помощи драйверов системы SQL Links. Кроме этого, если для базы данных существует драйвер ODBC, то можно использовать и его. Достаточно зарегистрировать этот драйвер в BDE.

Архитектура и функции BDE

В составе BDE поставляются стандартные драйверы, обеспечивающие доступ к СУБД Paradox, dBASE, FoxPro и текстовым файлам. Локальные драйверы (рис. 16.1) устанавливаются автоматически совместно с ядром процессор. Один из них можно выбрать в качестве стандартного драйвера, который имеет дополнительные настройки, влияющие на функционирование процессора БД.

Рис. 16.1. Структура процессора баз данных BDE

Доступ к данным серверов SQL обеспечивает отдельная система драйверов -- SQL Links. С их помощью в Delphi можно без особых проблем разрабатывать приложения для серверов Oracle 8, Informix, Sybase, DB2 и, естественно, InterBase. Эти драйверы необходимо устанавливать дополнительно.

Помимо этого, в BDE имеется очень простой механизм подключения любых драйверов ODBC (к примеру, Microsoft Access) и создания на их основе сокетов ODBC.

Псевдонимы баз данных и настройка BDE

Для успешного доступа к данным приложение и BDE должны обладать информацией о местоположении файлов требуемой базы данных. Задание маршрута входит в обязанности разработчика.

Самый простой способ заключается в явном задании полного пути к каталогу, в котором хранятся файлы БД. Но в случае изменения пути, что случается не так уж редко, например, при переносе готового приложения на компьютер заказчика, разработчик должен перекомпилировать проект с учетом будущего местонахождения БД или предусмотреть специальные элементы управления, в которых можно задать путь к БД.

Помимо маршрута к файлам базы данных, псевдоним BDE обязательно содержит информацию о драйвере БД, который используется для доступа к данным. Наличие других параметров зависит от типа драйвера, а значит, от типа СУБД.

Для управления псевдонимами баз данных, настройки стандартных и дополнительных драйверов в составе BDE имеется специальная утилита -- BDE Administrator (исполняемый файл BDEADMIN.EXE).

Стандартная конфигурация BDE сохраняется в файле IDAPI.CFG. При необходимости текущую конфигурацию можно сохранить в новом файле с расширением cig или загрузить заново при помощи команд Save As Configuration и Open Configuration из меню Object.

Интерфейс прикладного программирования BDE

Как уже говорилось выше, любое приложение Delphi, работающее с базами данных и написанное с использованием стандартных компонентов доступа к данным, обращается к данным и получает результат при помощи BDE. При этом механизм доступа к данным использует вызовы функций из API BDE.

Достаточно сложно представить себе такую ситуацию, когда возникает необходимость создания приложения, использующего только функции BDE, без применения компонентов доступа к данным VCL. А вот отдельные функции вполне могут понадобиться в любой программе. Поэтому рассмотрим процесс работы приложения, использующего вызовы BDE, т. к. это дает хорошую возможность понять механизм доступа к данным, который реализован в Delphi.

Пример

procedure TestSQL_BDE;

var

aTable, S, i : OleVariant;

begin

// Create a table

aTable := BDE.CreateTable;

// Specify the database name

aTable.DatabaseName := 'MYSQL'; // <-- BDE alias

// Specify the table name

aTable.TableName := 'Products';

// Open the table

aTable.Open;

aTable.First;

// Retrieve field names

S := '';

for i := 0 to aTable.FieldCount - 1 do

S := S + aTable.Field(i).FieldName + Chr(9);

S := S + Chr(13) + Chr(10);

// Scan through dataset records

while not aqConvert.VarToBool(aTable.EOF) do

begin

for i := 0 to aTable.FieldCount - 1 do

S := S + aTable.Field(i).AsString + Chr(9);

S := S + Chr(13) + Chr(10);

aTable.Next;

end;

// Output results

Log.Message('Products', S);

// Close the table

aTable.Close;

end;

2. Использование языка SQL для управления базами данных в прикладных экономических приложениях.

http://citforum.ru/database/dblearn/index.shtml

Рост количества данных, необходимость их хранения и обработки привели к тому, что возникла потребность в создании стандартного языка баз данных, который мог бы функционировать в многочисленных компьютерных системах различных видов. Действительно, с его помощью пользователи могут манипулировать данными независимо от того, работают ли они на персональном компьютере, сетевой рабочей станции или универсальной ЭВМ.

Одним из языков, появившихся в результате разработки реляционной модели данных, является язык SQL (Structured Query Language), который в настоящее время получил очень широкое распространение и фактически превратился в стандартный язык реляционных баз данных. Стандарт на язык SQL был выпущен Американским национальным институтом стандартов (ANSI) в 1986 г., а в 1987 г. Международная организация стандартов (ISO) приняла его в качестве международного. Нынешний стандарт SQL известен под названием SQL/92.

С использованием любых стандартов связаны не только многочисленные и вполне очевидные преимущества, но и определенные недостатки. Прежде всего, стандарты направляют в определенное русло развитие соответствующей индустрии; в случае языка SQL наличие твердых основополагающих принципов приводит, в конечном счете, к совместимости его различных реализаций и способствует как повышению переносимости программного обеспечения и баз данных в целом, так и универсальности работы администраторов баз данных. С другой стороны, стандарты ограничивают гибкость и функциональные возможности конкретной реализации.

Под реализацией языка SQL понимается программный продукт SQL соответствующего производителя. Для расширения функциональных возможностей многие разработчики, придерживающиеся принятых стандартов, добавляют к стандартному языку SQL различные расширения. Следует отметить, что стандарты требуют от любой законченной реализации языка SQL наличия определенных характеристик и в общих чертах отражают основные тенденции, которые не только приводят к совместимости между всеми конкурирующими реализациями, но и способствуют повышению значимости программистов SQL и пользователей реляционных баз данных на современном рынке программного обеспечения.

Все конкретные реализации языка несколько отличаются друг от друга. В интересах самих же производителей гарантировать, чтобы их реализация соответствовала современным стандартам ANSI в части переносимости и удобства работы пользователей. Тем не менее каждая реализация SQL содержит усовершенствования, отвечающие требованиям того или иного сервера баз данных. Эти усовершенствования или расширения языка SQL представляют собой дополнительные команды и опции, являющиеся добавлениями к стандартному пакету и доступные в данной конкретной реализации.

В настоящее время язык SQL поддерживается многими десятками СУБД различных типов, разработанных для самых разнообразных вычислительных платформ, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мейнфреймами.

SQL ориентирован на операции с данными, представленными в виде логически взаимосвязанных совокупностей таблиц-отношений. Важнейшая особенность его структур - ориентация на конечный результат обработки данных, а не на процедуру этой обработки. Язык SQL сам определяет, где находятся данные, индексы и даже какие наиболее эффективные последовательности операций следует использовать для получения результата, а потому указывать эти детали в запросе к базе данных не требуется.

Изначально SQL основной способ работы пользователя с базой данных и позволял выполнять следующий набор операций:

· создание в базе данных новой таблицы;

· добавление в таблицу новых записей;

· изменение записей;

· удаление записей;

· выборка записей из одной или нескольких таблиц (в соответствии с заданным условием);

· изменение структур таблиц.

Со временем SQL усложнился -- обогатился новыми конструкциями, обеспечил возможность описания и управления новыми хранимыми объектами (например, индексы, представления, триггеры и хранимые процедуры) -- и стал приобретать черты, свойственные языкам программирования.

При всех своих изменениях SQL остаётся единственным механизмом связи между прикладным программным обеспечением и базой данных. В то же время современные СУБД, а также информационные системы, использующие СУБД, предоставляют пользователю развитые средства визуального построения запросов.

Каждое предложение SQL -- это либо запрос данных из базы, либо обращение к базе данных, которое приводит к изменению данных в базе. В соответствии с тем, какие изменения происходят в базе данных, различают следующие типы запросов:

· запросы на создание или изменение в базе данных новых или существующих объектов (при этом в запросе описывается тип и структура создаваемого или изменяемого объекта);

· запросы на получение данных;

· запросы на добавление новых данных (записей);

· запросы на удаление данных;

· обращения к СУБД.

Основным объектом хранения реляционной базы данных является таблица, поэтому все SQL-запросы -- это операции над таблицами. В соответствии с этим, запросы делятся на:

· запросы, оперирующие самими таблицами (создание и изменение таблиц);

· запросы, оперирующие с отдельными записями (или строками таблиц) или наборами записей.

Каждая таблица описывается в виде перечисления своих полей (столбцов таблицы) с указанием

· типа хранимых в каждом поле значений;

· связей между таблицами (задание первичных и вторичных ключей);

· информации, необходимой для построения индексов.

Запросы первого типа в свою очередь делятся на запросы, предназначенные для создания в базе данных новых таблиц, и на запросы, предназначенные для изменения уже существующих таблиц. Запросы второго типа оперируют со строками, и их можно разделить на запросы следующего вида:

· вставка новой строки;

· изменение значений полей строки или набора строк;

· удаление строки или набора строк.

Самый главный вид запроса -- это запрос, возвращающий (пользователю) некоторый набор строк, с которым можно осуществить одну из трёх операций:

· просмотреть полученный набор;

· изменить все записи набора;

· удалить все записи набора.

Таким образом использование SQL сводится, по сути, к формированию всевозможных выборок строк и совершению операций над всеми записями, входящими в набор.

Пример:

Пусть есть таблица users со следующими столбцами:

Id_users, name, email, passwors

Мы хотим посмотреть, какие данные в ней содержатся. Для этого в SQL существует оператор SELECT. Синтаксис его использования следующий: SELECT что_выбрать FROM откуда_выбрать;

Вместо "что_выбрать" мы должны указать либо имя столбца, значения которого хотим увидеть, либо имена нескольких столбцов через запятую, либо символ звездочки (*), означающий выбор всех столбцов таблицы. Вместо "откуда_выбрать" следует указать имя таблицы. Давайте сначала посмотрим все столбцы из таблицы users:

SELECT * FROM users;

Предположим, что мы хотим посмотреть только столбец id_user (например, в прошлом уроке, нам надо было для заполнения таблицы topics (темы) знать, какие id_user есть в таблице users). Для этого в запросе мы укажем имя этого столбца:

SELECT id_user FROM users;

3. Архитектура доступа к данным на платформе .NET.

ADO.NET

n Microsoft разрабатывает ADO.NET на базе уже зарекомендовавшей себя объектной технологии ADO. Но ADO.NET ориентируется на три важные возможности, которые не поддерживаются ADO:

1. поддержка модели доступа к несвязанным данным, что является ключевым элементом для работы в Web;

2. поддержка тесной интеграции с XML;

3. интеграция с .NET Framework (например, совместимость с базовой библиотекой классов типичной системы).

n Архитектура ADO.NET. На Рисунке представлена архитектура ADO.NET. Объект Recordset, который выполняет так много функций в ADO, здесь отсутствует. Вместо него в ADO.NET предусмотрено несколько особых объектов, выполняющих специфические задачи.

n Поставщик данных .NET состоит из следующих основных компонентов:

1. Connection - объект для связи с источником данных;

2. Command - объект выполняет команды над источником данных;

3. DataReader - читает данные из источника данных в однонаправленном режиме «только чтение». Объект обеспечивает эффективный поиск данных на стороне сервера. Этот объект полезен для Web-приложений, которые используют DataReader для отображения данных на Web-страницах.

4. DataAdapter - читает данные из источника данных и использует их для заполнения объекта DataSet. Основное преимущество DataAdapter состоит в том, что он может работать с любыми источниками данных. Источник данных может быть как базой данных, так и XML-документом.

5. DataSet - поддерживает копии записей из базы данных без соединения. Он сохраняет записи из таблицы (или множества таблиц) в памяти, не поддерживая постоянного соединения с сервером. В памяти DataSet представляет собой двоичный объект. Когда его перемещают или преобразуют, он представляется как DiffGram (формат XML). Поскольку XML - это текстовый формат, записи могут передаваться по Web - в обход ограничений брандмауэров. DataSet также содержит различные объекты, такие, как ограничения, зависимости и представления, которые позволяют работать с таблицами на клиентской стороне, а не только с RecordSet.

n Visual Studio .NET содержит два поставщика данных:

1. Поставщик данных SQL Server .NET обеспечивает связь с SQL Server 7.0 и более поздними версиями. Этот метод доступа наиболее эффективен для SQL Server 7.0 и выше, потому что поставщик данных SQL Server .NET связывается напрямую с SQL Server через протокол Tabular Data Stream (TDS).

2. Поставщик данных OLE DB .NET необходим для соединения с отличными от SQL Server базами данных, такими, как Oracle или IBM DB2. Этот поставщик данных использует OLE DB для соответствующих баз данных.

n На рисунке ниже показаны различные пути, по которым приложение может связываться с базой данных через ADO.NET. При выборе пути сначала определяется, какой поставщик данных .NET будет использоваться. Если это SQL Server 7.0 или более поздняя версия, то подключается поставщик данных SQL Server.NET. Если база данных SQL Server 6.5 или отличная от SQL Server (например, Oracle), понадобится поставщик данных OLE DB .NET.

n Далее необходимо определить, какую задачу требуется выполнить. Если надо просто прочитать и отобразить данные из источника данных, объекта Data Reader вполне достаточно.

n Но если предстоит манипулировать данными (например, редактировать или удалять), нужно использовать объект Data Set. Хотя задействовать этот объект следует только в случае необходимости, потому что он работает медленнее, чем Data Reader (Data Set использует Data Reader для заполнения таблиц).

ORM

Реляционным СУБД удалось в 1980-х годах освободить программистов от знания ненужных деталей организации физического хранения данных, отгородившись от них структурами логического уровня и стандартизованным языком SQL для доступа к информации. Также оказалось, что большинство форматов данных, которыми оперируют программы, хорошо ложатся на модель двумерных таблиц и связей между ними. Эти два фактора предопределили успех реляционных СУБД, а в качестве поощрительной премии сообщество получило строгую математическую теорию в основании технологии.

В отличие от реляционного мира, ООП развивалось инженерами-практиками достаточно стихийно, исходя из потребностей программистского сообщества, и потому никакой строгой теории под собой не имело. Имевшие место попытки подвести таковую под ООП задним числом терпели неудачу. Максимального результата добились авторы объявленного стандартом UML, который, однако, до сих пор в основном используется в качестве иллюстрирующих код картинок. Но лучше плохой стандарт, чем никакой.

И реляционная и объектная модели относятся к логическому уровню проектирования программной системы. Они ортогональны и по сути представляют собой два взгляда на одну и ту же сущность. Это значит, что вы можете реализовать ту же систему оставаясь в рамках только одного реляционно-процедурного подхода или же следуя исключительно ООП.

На практике сложилась ситуация, когда программы пишутся в основном с использованием ООП, тогда как данные хранятся в реляционных БД. Отсюда следует необходимость отображения (проецирования) объектов на реляционные структуры и обратно.

Ввиду упомянутого отсутствия под ООП формальной теоретической базы эта задача нерешаемая в общем случае, но выполнима в частных. Компонент программной системы, реализующий отображение, называется ORM (Object-Relational Mapping) или объектно-реляционный проектор -- ОРП. Полноценный ORM может быть весьма нетривиальным компонентом, превышающим сложность остальной системы. Поэтому хотя многие разработчики с успехом пользуются своими собственными частными реализациями, в отрасли за последние 10 лет появилось несколько широко используемых фреймворков, выполняющих в том числе и задачу проекции.

Благодаря ей, мы можем отображать объекты шарпа на реляционную базу данных. Т.е., например, описать класс Person и отобразить его на таблицу Person в MySQL и ORM сама разберется, какие запросы надо отправлять для выборки, сохранения, обновления и удаления. А ты себе спокойно занимайся проектированием класса, тестированием модулей и т.д.

LINQ

LINQ -- это новая возможность, появившаяся в Visual Studio 2008 и .NET Framework версии 3.5, которая соединяет мир объектов с миром данных.

Традиционно запросы к данным выражаются в виде простых строк без проверки типов при компиляции или поддержки IntelliSense. Кроме того, разработчику приходится изучать различные языки запросов для каждого из типов источников данных: баз данных SQL, XML-документов, различных веб-служб и т. д. LINQ делает запросы очень удобной конструкцией языков C# и Visual Basic. Разработчики создают запросы к строго типизированным коллекциям объектов с помощью зарезервированных слов языка и знакомых операторов. На следующем рисунке показан частично выполненный запрос LINQ к базе данных SQL Server в C# с полной проверкой типов и поддержкой IntelliSense.



В Visual Studio можно писать запросы LINQ на языках Visual Basic и C# для обращения к базам данных SQL Server, XML-документам, наборам данных ADO.NET и к любым коллекциям объектов, поддерживающим интерфейс IEnumerable или универсальный интерфейс IEnumerable<T>. Также планируется поддержка LINQ для ADO.NET Entity Framework, а сторонние разработчики пишут поставщики LINQ для многих веб-служб и других реализаций баз данных.

Запросы LINQ можно использовать в новых проектах или параллельно с запросами, не относящимися к LINQ, в существующих проектах. Единственное требование: проект должен разрабатываться для платформы .NET Framework версии 3.5 или более поздней.

Методы расширения

http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/bb383977.aspx

Методы расширения позволяют "добавлять" методы в существующие типы без создания нового производного типа, перекомпиляции или иного изменения исходного типа. Методы расширения являются особым видом статического метода, но они вызываются, как если бы они были методами экземпляра в расширенном типе. Для клиентского кода, написанного на языках C# и Visual Basic, нет видимого различия между вызовом метода расширения и вызовом методов, фактически определенных в типе.

Наиболее стандартные методы расширения -- стандартные операторы запросов LINQ, которые добавляют функции запросов в существующие типыSystem.Collections.IEnumerable и System.Collections.Generic.IEnumerable<T>. Для использования стандартных операторов запросов необходимо перевести их в область применения с помощью директивы using System.Linq. Затем каждый тип, который реализует тип IEnumerable<T>, будет иметь методы экземпляра, такие как GroupBy,OrderBy, Average и т.д. Эти дополнительные методы можно видеть в завершении операторов IntelliSense, когда вводится точка после экземпляра типа IEnumerable<T>, например List<T> или Array.

В следующем примере показано, как вызывать метод стандартного оператора запроса OrderBy для массива целых чисел. Выражение в скобках называется лямбда-выражением. Многие стандартные операторы запроса принимают лямбда-выражения в качестве параметров, но это не является обязательным для методов расширения. Для получения дополнительной информации см. Лямбда-выражения (Руководство по программированию в C#).

C#

class ExtensionMethods2

{

static void Main()

{

int[] ints = { 10, 45, 15, 39, 21, 26 };

var result = ints.OrderBy(g => g);

foreach (var i in result)

{

System.Console.Write(i + " ");

}

}

}

//Output: 10 15 21 26 39 45

Размещено на Allbest.ru

...