В последние годы все большее признание и развитие получают объектные базы данных (ОБД), толчок к появлению которых дали объектно-ориентированное программирование и использование компьютера для обработки и представления практически всех форм информации, воспринимаемых человеком.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) в отличие от структурного делает акцент не на программные структуры (циклы, условия и т.д.), а на объекты. Объектом называют почти все, что представляет интерес для решения поставленной задачи на компьютере. Это могут быть экранное окно, кнопка в окне, поле для ввода данных, пользователь программы, сама программа и т.д. Тогда любые действия можно привязать к такому объекту, а также описать, что произойдет с объектом при выполнении определенныхдействий (например, при "нажатии" кнопки). Многократно используемый объект можно сохранить и применять его в различных программах.

Таким образом, при объектно-ориентированном программировании создают необходимые объекты и описывают действия с ними и их реакцию на действия пользователя. Если создан и определен достаточно большой набор объектов, то написание программы будет состоять в том, чтобы включить в нее и связать с ней те или иные объекты, обеспечивающие выполнение необходимых пользователю функций.

Объект - достаточно крупный блок функционально взаимосвязанных данных, при извлечении которого из ОБД включаются процедуры преобразования и отображения данных по программам, входящим в состав объекта. Типы и структуры данных, из которых состоит объект, могут быть различными у разных объектов и создаваться самим программистом на основе стандартных типов данных используемого языка программирования. Создаваемые и описываемые программистом типы данных получили название абстрактных типов данных.

Таким образом, объектом называется программно-связанный набор методов (функций) и свойств, выполняющих одну функциональную задачу. Например, кнопка управления на экране - это объект, с которым происходят события, который обладает свойствами, описывающими его внешний вид и назначение, и набором методов для управления его поведением на экране.

Свойство - это характеристика, с помощью которой описываются внешний вид и работа объекта.

Событие - это действие, которое связано с объектом. Событие может быть вызвано пользователем (щелчок мышью), инициировано прикладной программой или операционной системой.

Метод - это функция или процедура, управляющая работой объекта при его реакции на событие.

Объекты могут быть как визуальными, т.е. их можно увидеть на экране дисплея (окно, пиктограмма, текст и т.д.), так и невизуальными (например, программа решения какой-либо функциональной задачи).

Если набор объектов имеет описание (концептуальная модель), указаны свойства и логические связи между объектами (логическая модель) и известно их местонахождение в памяти ЭВМ (физическая модель), то это позволяет извлекать объекты и применять их в соответствии с назначением многими пользователями. Следовательно, организуется объектная база данных.

Создание объектов - весьма трудоемкая программистская работа. Поэтому для облегчения труда прикладных программистов системными программистами созданы программы и развиваются системы программирования, поддерживающие ООП. В этих системах упорядочены и унифицированы многие процедуры создания объектов, разработаны шаблоны (классы) для описания методов и свойств объектов и т.д.

В настоящее время многие известные фирмы, занимающиеся разработкой программных продуктов, предлагают системы ООП. Например, широко известны такие продукты фирмы Microsoft, как Visual Basic, Visual FoxPro, Access, SQL Server. Такие системы не только упрощают создание объектов, но и позволяют организовать ОБД, и предоставляют средства работы с ней. Помимо поддержки ООП и ОБД перечисленные системы дают возможность создавать реляционную БД и манипулировать ею, что, впрочем, является их основным назначением.

Объектные модели данных еще не имеют строгой теоретической основы (как, например, реляционные), что затрудняет их создание и использование. Однако развитие средств мультимедиа, вычислительных сетей и передачи по ним аудио- и видеообъектов заставляет интенсифицировать поиски в направлениях как создания теории, как и практической реализации надежных систем объектных баз данных.

5.3. ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ УРОВЕНЬ ПРОЦЕССА НАКОПЛЕНИЯ ДАННЫХ

Логический (модельный) уровень процесса накопления данных связан с физическим через программы, осуществляющие создание канонической структуры БД, схемы ее хранения и работу с данными (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Состав моделей и программ процесса накопления Каноническая структура БД создается с помощью модели выбора хранимых данных. Формализованное описание БД производится с помощью трех моделей: модели хранения данных (структура БД), модели актуализации данных и модели извлечения данных. На основе этих моделей разрабатываются соответствующие программы: создания канонической структуры БД (ПКС), создания структуры хранения БД (ПС), актуализации (ПА) и извлечения данных (ПИ) [10], [32].

Таким образом, переход к физической модели базы данных, реализуемой и используемой на компьютере, производится с помощью системы программ, позволяющих создавать в памяти ЭВМ (на магнитных и оптических дисках) базу хранимых данных и работать с этими данными, т.е. извлекать, изменять, дополнять, уничтожать их - системы управления базами данных (СУБД). На рис. 5.9 программы, входящие в СУБД, заключены в пунктирный прямоугольник.

Современная СУБД содержит в своем составе программные средства создания баз данных, средства работы с данными и дополнительные, сервисные средства (рис. 5.10) [48]. С помощью средств создания БД проектировщик, используя язык описания

Ч яод ~)

Ч ямд )

К Визуальные^ средства У

-Отладчик Рис. 5.10. Состав системы управления базой данных данных (ЯОД), переводит логическую модель БД в физическую структуру, а применяя язык манипуляции данными (ЯМД), разрабатывает программы, реализующие основные операции с данными (в реляционных БД - это реляционные операции). При проектировании привлекаются визуальные средства, т.е. объекты, и программа-отладчик, с помощью которой соединяются и тестируются отдельные блоки разработанной программы управления конкретной БД.

Средства работы с данными предназначены для пользователя БД. Они позволяют установить удобный (как правило, графический многооконный) интерфейс с пользователем, создать необходимую функциональную конфигурацию экранного представления выводимой и вводимой информации (цвет, размер и количество окон, пиктограммы пользователя и т.д.), производить операции с данными БД, манипулируя текстовыми и графическими экранными объектами.

Дополнительные (сервисные) средства позволяют при проектировании и использовании БД привлечь к работе с БД другие системы. Например, воспользоваться текстом из системы редак тирования Word или таблицей из табличной системы Excel или обратиться к сетевому серверу.

СУБД принципиально различаются по моделям БД, с которыми они работают. Если модель БД реляционная, то нужно использовать реляционную СУБД, если сетевая - сетевую СУБД и т.д.

В технологическом информационном процессе накопления данных наибольший вес имеют базы данных как независимые от прикладных программ хранилища данных. Однако это не единственный способ накопления данных. Напомним, что любой вид представления информации, будь то числа, текст, программа, изображение, графический объект или звук, в ЭВМ превращается в двоичные коды - данные. Одной из форм хранения данных на дисках компьютеров является файловая форма. Она по-прежнему широко распространена и поддерживается всеми современными операционными системами. Файл - это теоретически неограниченный, статистический набор данных, физически расположенный на магнитном или оптическом диске, имеющий уникальное имя и метки начала и конца. Файлы не связаны между собой функционально, но для облегчения их поиска и проведения необходимых операций, таких, как запись, копирование, переименование, удаление и т.п., они имеют иерархическую логическую организацию, создаваемую операционной системой компьютера. Современные операционные системы предоставляют пользователю разнообразный набор графических экранных средств манипуляции файлами.

Данные, полученные в процессе накопления данных, используются в информационной технологии для процессов обработки и обмена.

Вопросы для самопроверки

7. Чем отличаются матрицы достижимости и смежности?

8. В чем состоит отличие входных, промежуточных и выходных наборов данных? Какие из них подлежат хранению?

9. Что такое каноническая структура информационной базы?

10. Определите понятие база данных.

11. Расскажите об основных моделях баз данных.

12. В каком виде воспринимается пользователем реляционная база данных?

13. Приведите примеры структуры реляционной БД.

14. Что такое отношение, атрибут, кортеж:, степень отношения, кардинальное число?

15. Определите понятие ключа. Каковы требования к ключам отношений?

16. Каковы правила целостности реляционной БД?

17. Перечислите и объясните традиционные теоретико-множественные операции.

18. Перечислите и объясните специальные реляционные операции.

19. Объясните суть объектно-ориентированного программирования и объектной модели базы данных.

20. Нарисуйте схему состава и взаимосвязей моделей и программ процесса накопления данных.

21. Объясните назначение средств реализации системы управления базами данных.

22. Расскажите о файловой системе хранения данных.

⇐Манипулирование реляционными данными | Информационные системы и технологии в зкономике | Информационный процесс обмена данными⇒