Организация интерфейса для работы с базами данных

       РЕФЕРАТ

       Пояснительная записка на 47 страниц, 9 рисунков, 5 приложений. 

       БАЗА  ДАННЫХ, INTERBASE, ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС, BORLAND C++ BUILDER. 

       В ходе проделанной работы были рассмотрены  реляционные базы данных InterBase. Была изучена история их возникновения и кратко рассмотрены основы создания баз данных в программе IBAdmin.

         Также была рассмотрена история возникновения объектно-ориентированного языка С++. На основе платформы Borland C++ Builder 6.0 был разработан графический интерфейс, который позволяет сцепляться с базами данных Inter Base, просматривать их содержимое, выполнять запросы, представлять данные в виде дерева (только для баз данных, содержащих таблицу с административным делением территориальных типов).

       Данную  работу можно использовать в качестве учебно-методического пособия для изучения реляционных баз данных IBAdmin и написания интерфейса для доступа к ним. Написанную программу можно использовать в качестве наглядного примера. 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

       ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ     5 

       ВВЕДЕНИЕ         6 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ      8 
1. Историческая справка по базам данных    8
2. Реляционная база данных      11
3. Базы данных в IBAdmin      12

   1.3.1. InterBase и область его применения    13

      1.3.2. СУБД InterBase       14

      1.3.3. Несколько слов о языке SQL     15

      1.3.4. Типы данных, поддерживаемые Interbase   16

     1.3.5. Домены        17

    1.3.6. Генераторы, триггеры      17

    1.3.7. Исключения        18

     1.3.8. Управление доступом к данным в InterBase  19

4. Историческая справка по С++     20
5. Основы визуального программирования интерфейса 22

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ      27 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ         39 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ   41

ПРИЛОЖЕНИЕ  А        42 
 
 
 
 
 
 
 
 

       ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

       СУБД  – система управления базами данных;

       ОС – операционная система;

       ООП – объектно-ориентированное программирование;

       БД  – базы данных;

       САПР  – система автоматизированного  проектирования;

       та  – транзакция.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       ВВЕДЕНИЕ

       В     инфраструктуре       современного       информационно-индустриального общества информационные системы занимают одно из ключевых мест. Это вызвано возрастающей ролью информации в наукоемком промышленном производстве.

       Информация  в современных условиях выступает, как ресурс, позволяющий минимизировать расходы других ресурсов (сырьевых, материальных, энергетических, трудовых, финансовых и т.д.).

       Требования  к качеству информации в современных  условиях настолько возросли, что, вообще говоря, трудно представить нормальное функционирование общества без соответствующего информационного обеспечения.

       Так что же такое информационная система?

       Информационная  система – это совокупность программно-аппаратных средств, способов и людей, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку и выдачу информации для решения поставленных задач. На ранних стадиях использования информационных систем применялась файловая модель обработки. В дальнейшем в информационных системах стали применяться базы данных. Базы данных являются современной формой организации, хранения и доступа к информации.

       Эффективность автоматизированных информационных управляющих  систем в значительной мере зависит  от того, насколько обеспечивается скорость доступа к данным, их полнота, достоверность, непротиворечивость. И  практически везде информационная система представляет собой интегрированную систему, ядро которой составляет база данных.

       Основным  направлением в разработке автоматизированных информационных систем в настоящее  время является ориентация на использование  СУБД, базирующихся на SQL-серверах. Примером такой СУБД может служить InterBase, примером программы,  работающей с данной СУБД – IBAdmin.

       Но  не всегда такие продукты могут удовлетворять  требованиям пользователя. В связи  с этим, передо мной была поставлена цель – разработать графический интерфейс (интерфейс пользователя) для работы с базами данных.

       Для достижения намеченной цели, мне необходимо было решить следующие задачи:

• познакомиться с базами данных, их типами, моделями;
• научиться создавать базы данных в программе IBAdmin;
• познакомиться с визуальным программированием;
• разобраться с представлением иерархических данных в виде дерева.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Историческая справка по базам данных

       В обычной жизни под базой данных можно понимать что угодно. Простейшим примером может служить любое упорядоченное книгохранилище. Поэтому обсудим только этап истории человечества, связанный с появлением компьютеров.

       Предшественником  современных баз данных являлась файловая система. Первые файловые системы  появились в составе операционных систем (ОС) в 60-х годах. Со временем большинство файловых систем стало самостоятельной единицей (с собственным названием). Многие современные файловые системы имеют иерархическую организацию, и все они могут быть смело рассмотрены как предшественники баз данных. Действительно, файловая система предоставляет возможность пользователю создавать последовательное хранилище для информации. Таким образом, мы имеем частичную реализацию первой из функций СУБД. Тем не менее, даже при рассмотрении задачи поиска информации становится ясно, что в серьезных ситуациях файловая система не может быть хорошим решением для создания хранилища данных.

       История развития баз данных начинается в 60-х годах прошлого века. Первая промышленная СУБД была разработана фирмой IBM в 1968 году и носила название IMS. Первые СУБД во многом унаследовали особенности файловых систем и в своей основе содержали сетевую или иерархическую модель представления данных. 70-е годы прошлого века стали временем бурного развития теоретических аспектов баз данных. В 1975 году был сформулирован стандарт сетевых баз данных, получивший название CODASYL в честь образованного в 1959 году одноименного консорциума. Стандарт включал в себя спецификации двух основных языков: языка описания данных (DDL) и языка манипуляции данными (DML). На основе данной спецификации было разработано большое количество сетевых СУБД, например, IDS/2, IDMS, DBMS32, db_Vista и другие.

       Все СУБД, базирующиеся на сетевых и  иерархических моделях данных, имели  большие недостатки в плане удобства построения запросов к ним. По этой причине в начале 80-х годов прошлого века в мире баз данных власть захватили реляционные системы. Их историю можно начать с опубликованной в 1970 году статьи Э.Ф. Кодда, предлагающей описывать данные при помощи таблиц, называемых отношениями (relations).

       В 1979 году в свет вышла первая версия знаменитой СУБД Oracle (правда, уже носившая номер 2). Она еще не поддерживала транзакций и многих других механизмов современных баз данных, но зато стала первой коммерческой реляционной СУБД. Производитель Oracle компания RSI (раньше называющаяся SDL) смогла опередить в этом вопросе даже фирму IBM, в которой зародилась теория реляционных баз данных и у которой уже был разработан прототип реляционной СУБД System R. Зато в своей СУБД фирма IBM заложила основы будущего общепринятого языка запросов к реляционным базам данных — SQL (Structured Query Language). Правда, изначально он назывался SEQUEL (Structured English QUEry Language), но позднее был переименован по юридическим соображениям.

       В 1986 году институтом ANSI был принят первый стандарт языка SQL. В 1987 году он был одобрен ISO. В 1989 году доработанный вариант SQL/86 был принят как полноценный первый международный стандарт языка запросов к реляционным базам данных SQL. Он получил название SQL/89. К сожалению, у него был ряд недостатков, важнейшими из которых были следующие два: во-первых, многие аспекты были описаны в языке как зависящие от реализации и, во-вторых, многие практически важные вещи просто отсутствовали. Поэтому в конце 1992 года был принят новый международный стандарт языка SQL — SQL/92. В 1999 году стандарт языка SQL/92 был дополнен поддержкой регулярных выражений, рекурсивных запросов, триггеров, базовых процедурных расширений, нескалярных типов данных и некоторыми другими объектно-ориентированными возможностями. Тем самым был получен стандарт SQL:1999. Позднее были приняты еще три стандарта: SQL:2003, SQL:2006, SQL:2008, расширяющие язык новыми возможностями.

       В 1987 году была показана первая демоверсия СУБД PostgreSQL (тогда еще просто POSTGRES), разработанная в департаменте Беркли, Калифорнийского университета, а в 1989 году вышла ее первая официальная версия.

       Параллельно с реляционными СУБД в середине 80-х  годов начали развиваться объектные (объектно-ориентированные) СУБД. Их появление связано с развитием объектно-ориентированного программирования (ООП) и соответствующих языков. Как известно, первым объектно-ориентированным языком программирования был разработанный в 1967 году язык Симула. Первоначально объектные СУБД разрабатывались только как поддержка различных систем САПР. В 90-х годах разработчики объектных баз данных стали обращать внимание и на другие области применения. В 1989 году был опубликован манифест систем объектно-ориентированных баз данных, в котором была предпринята попытка дать определение системы объектно-ориентированных баз данных. В 1993 году в сотрудничестве с OMG, ANSI, ISO и другими организациями был создан стандарт ODMG-93. Этот стандарт включает в себя средства для построения законченного приложения, которое будет работать (после перекомпиляции) в любой совместимой с этой спецификацией объектной СУБД. В стандарт ODMG-93 вошли следующие разделы:

• язык определения объектов (ODL);
• язык объектных запросов (OQL);
• связывание с языком C++;
• связывание с языком Smalltalk.

         Тем не менее, смелые предсказания  о вытеснении реляционных СУБД  объектными не осуществились.  Реляционные СУБД очень быстро  были дополнены различными элементами  ООП, что позволило им занять  многие ниши, изначально рассматриваемые как вотчина объектных СУБД. На сегодняшний день большое распространение получили объектно-реляционные технологии, основная идея которых заключается в автоматическом переходе от реляционной СУБД к объектам и наоборот. 

2. Реляционная база данных

       В 1970-1971 годах Е.Ф. Кодд опубликовал две статьи, в которых ввел реляционную модель данных и реляционные языки обработки данных - реляционную алгебру и реляционное исчисление:

       • реляционная алгебра - процедурный язык обработки реляционных таблиц;

       • реляционное исчисление - непроцедурный язык создания запросов.

       Все существующие к тому времени подходы  к связыванию записей из разных файлов использовали физические указатели или адреса на диске. В своей работе Кодд продемонстрировал, что такие базы данных существенно ограничивают число типов манипуляций данными. Более того, они очень чувствительны к изменениям в физическом окружении. Когда в компьютерной системе устанавливался новый накопитель или изменялись адреса хранения данных, требовалось дополнительное преобразование файлов. Если к формату записи в файле добавлялись новые поля, то физические адреса всех записей файла изменялись. То есть такие базы данных не позволяли манипулировать данными так, как это позволяла бы логическая структура. Все эти проблемы преодолела реляционная модель, основанная на логических отношениях данных.

       Существует  два подхода к проектированию реляционной базы данных.

1. Первый подход заключается в том, что на этапе концептуального проектирования создается не концептуальная модель данных, а непосредственно реляционная схема базы данных, состоящая из определений реляционных таблиц, подвергающихся нормализации.
2. Второй подход основан на механическом преобразовании функциональной модели, созданной ранее, в нормализованную реляционную модель. Этот подход чаще всего используется при проектировании больших сложных схем баз данных, необходимых для корпоративных информационных систем.