1.6. Схема обмена данными при работе с БД
Пользователю любой категории (администратору БД, разработчику приложения, обычному пользователю) для грамотного решения задач полезно представлять вычислительный процесс, происходящий в ОС при работе с БД. Раскроем внутренние механизмы этого процесса на примере наиболее общего случая организации ИС, функционирующей на одном ПК, – когда пользователь работает с "полной" версией программы СУБД (Рис. 0 .3). Варианты, представленные на Рис. 0 .4 и Рис. 0 .5, можно считать частными случаями.
При работе пользователя с базой данных над ее содержимым выполняются следующие основные операции: выбор, добавление, модификация (замена) и удаление данных. Рассмотрим как происходит обмен данными между отдельным пользователем и персональной СУБД при выполнении наиболее часто используемой операции выбора данных. Обмен данными между пользователем и БД для других операций отличается несущественно.
Схематично обмен данными при работе пользователя с БД можно представить так, как показано на Рис. 0 .6, где обычными стрелками обозначены связи по управлению, утолщенными – связи по информации.
Рис. 0.6. Схема обмена данными при работе с БД
Цикл взаимодействия пользователя с БД с помощью приложения можно разделить на следующие основные этапы.
1. Пользователь терминала (1) в процессе диалога с приложением формулирует запрос (2) на некоторые данные из БД.
2. Приложение (3) на программном уровне средствами языка манипулирования данными формулирует запрос (4), с которым обращается к СУБД.
3. Используя свои системные управляющие блоки и таблицы, СУБД с помощью словаря данных определяет местоположение требуемых данных и обращается (5) за ними к ОС.
4. Программы методов доступа файловой системы ОС считывают (6) из внешней памяти искомые данные и помещают их в системные буферы СУБД.
5. Преобразуя полученные данные к требуемому формату, СУБД пересылает их (7) в соответствующую область программы и сигнализирует (8) о завершении операции каким-либо образом (например, кодом возврата).
6. Результаты выбора данных из базы приложение (3) отображает (9) на терминале пользователя (1).
В случае работы пользователя в диалоговом режиме с СУБД (без приложения) цикл взаимодействия пользователя с БД упрощается. Его можно представить следующими этапами.
1. Пользователь терминала (10) формулирует на языке запросов СУБД, например QBE, по связи (11) требование на выборку некоторых данных из базы.
2. СУБД определяет местоположение требуемых данных и обращается (5) за ними к ОС, которая считывает (6) из внешней памяти искомые данные и помещает их в системные буферы СУБД.
3. Информация из системных буферов преобразуется (12) к требуемому формату, после чего отображается (13) на терминале пользователя (10).
Напомним, что описанная схема поясняет как функционирует СУБД с одним пользователем на отдельной ПЭВМ.
Если компьютер и ОС поддерживают многопользовательский режим работы, то в такой вычислительной системе может функционировать многопользовательская СУБД. Последняя, в общем случае, позволяет одновременно обслуживать несколько пользователей, работающих непосредственно с СУБД или с приложениями (каждое из которых может поддерживать работу с одним или несколькими пользователями).
Иногда к вычислительной системе подключается так называемый “удаленный пользователь”, находящийся на некотором удалении от ЭВМ и соединенный с ней при помощи какой-либо передающей среды (интерфейс ЭВМ, телефонный канал связи, радиоканал, оптико-волоконная линия и т. д.). Чаще всего такой пользователь программным способом эмулируется под обычного локального пользователя. СУБД, как правило, этой подмены “не замечает” и работает по обслуживанию запросов обычным образом.
В многопользовательских СУБД при выполнении различных операций параллельно проистекают процессы, подобные описанным выше и показанным на Error: Reference source not found.
При обслуживании нескольких параллельных источников запросов (от пользователей и приложений) СУБД так планирует использование своих ресурсов и ресурсов ЭВМ, чтобы обеспечить независимое или почти независимое выполнение операций, порождаемых запросами..
Многопользовательские СУБД часто применяются на больших и средних ЭВМ, где основным режимом использования ресурсов является коллективный доступ.
На персональных ЭВМ пользователь обычно работает один, но с различными программами, в том числе и одновременно (точнее, попеременно). Иногда такими программами оказываются СУБД: различные программы или разные копии одной и той же СУБД. Последняя ситуация возникает, например, при работе с различными базами данных с помощью СУБД Access.
Технология одновременной работы пользователя с несколькими программами неплохо реализована в Windows. Здесь каждая выполняемая программа имеет свое окно взаимодействия с пользователем и имеются удобные средства переключения между программами. При работе в Windows СУБД избавлена от необходимости поддержания нескольких сеансов работы с пользователями.
Контрольные вопросы и задания
Дайте определение понятия информационной системы в широком и узком смысле.
Что представляет собой банк данных и какие компоненты входят в его состав?
Каково назначение СУБД?
Назовите основные модели данных.
Дайте определение приложения, укажите в каких случаях оно разрабатывается.
Укажите назначение словаря данных.
Перечислите функции администратора базы данных.
Что представляет собой вычислительная система?
Охарактеризуйте архитектуру клиент-сервер и назовите варианты ее реализации, укажите достоинства и недостатки.
Изобразите структуру информационной системы с файл-сервером.
Изобразите структуру информационной системы с сервером баз данных.
Охарактеризуйте основные виды программ, относящихся к СУБД.
Назовите основные способы работы пользователя с базой данных при решении прикладных задач.
Укажите технологии создания приложений работы с базами данных.
Охарактеризуйте способы выполнения приложений работы с базами данных.
Изобразите схему обмена данными пользователя с БД для следующих операций обработки данных:
выборки,
добавления,
модификации;
удаления.
Дайте характеристику многопользовательским СУБД.
Литература
Бородаев В.А., Кустов В.Н. Банки и базы данных: Учебное пособие. – Л.: ВИКИ, 1989. – 224 с.
Вычислительные системы и их программное обеспечение: модели, методы и средства исследования / Под ред. профессоров Ю. И. Рыжикова и А. Д. Хомоненко. Учебник для ввузов. – Министерство Обороны РФ, 1995. – 312 с.
Кузнецов С. Д. Введение в СУБД: часть 2 // Системы Управления Базами Данных, № 2, 1995. – С. 116-124.
Основы современных компьютерных технологий: Учебное пособие / Под ред проф. Хомоненко А.Д. Авторы: Артамонов Б.Н., Брякалов Г.А., Гофман В.Э., Кадигроб Е.Ф., Компаниец Р.И., Липецких А.Г., Мальцев М.Г., Рыжиков Ю.И., Хомоненко А.Д., Цыганков В.М. – СПб: КОРОНА принт, 1998. – 448 с.
Системы управления базами данных и знаний: Справ. изд. / Наумов А.Н., Вендров А.М., Иванов В.К. и др.; Под ред. Наумова А.Н. – М.: Финансы и статистика, 1991. – 352 с.
Четвериков В. Н. и др. Базы и банки данных: Учебник для вузов по спец. “АСУ” / Под ред. В. Н. Четверикова. – М.: Высш. шк., 1987. – 248 с.
|
