Обоснование выбора программно-аппаратных средств

Основной задачей проекта было создание максимально простой, дешевой и удобной системы управления базой данных учебных материалов, поэтому в качестве основных средств программной разработки были выбраны среды не требующие затрат на свою покупку, распространяющиеся по лицензиям OpenSource, GPL (General Public License). По аналогичным соображениям была выбрана операционная система для установки SQL сервера и СУБД.

 

Технология SQL – выбор СУБД

SQL Structured Query Language — язык структурированных запросов — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. Вопреки существующим заблуждениям, SQL является информационно-логическим языком, а не языком программирования.

Несмотря на наличие диалектов и различий в синтаксисе, в большинстве своём тексты SQL-запросов, содержащие DDL и DML, могут быть достаточно легко перенесены из одной СУБД в другую.

Наличие стандартов и набора тестов для выявления совместимости и соответствия конкретной реализации SQL общепринятому стандарту только способствует «стабилизации» языка.

С помощью SQL программист описывает только то, какие данные нужно извлечь или модифицировать. То, каким образом это сделать решает СУБД непосредственно при обработке SQL запроса.

SQL - язык, который дает возможность создавать и работать в реляционных базах данных, являющихся наборами связанной информации, сохраняемой в таблицах.

Информационное пространство становится более унифицированным. Это привело к необходимости создания стандартного языка, который мог бы использоваться в большом количестве различных видов компьютерных сред. Стандартный язык позволит пользователям, знающим один набор команд, использовать их для создания, нахождения, изменения и передачи информации - независимо от того, работают ли они на персональном компьютере, сетевой рабочей станции, или на универсальной ЭВМ.

Стандарт SQL определяется ANSI (Американским Национальным Институтом Стандартов) и в данное время также принимается ISO (Международной Организацией по Стандартизации). Однако, большинство коммерческих программ баз данных расширяют SQL без уведомления ANSI, добавляя различные особенности в этот язык, которые, как они считают, будут весьма полезны. Иногда они несколько нарушают стандарт языка, хотя хорошие идеи имеют тенденцию развиваться и вскоре становиться стандартами "рынка" сами по себе в силу полезности своих качеств.

SQL работает согласно реляционной информационной модели.

В реляционной модели данных таблица обладает следующими основными свойствами:

· идентифицируется уникальным именем;

· имеет конечное (как правило, постоянное) ненулевое количество столбцов;

· имеет конечное (возможно, нулевое) число строк;

· столбцы таблицы идентифицируются своими уникальными именами и номерами;

· содержимое всех ячеек столбца принадлежит одному типу данных (т.е. столбцы однородны), содержимым ячейки столбца не может быть таблица;

· строки таблицы не имеют какой-либо упорядоченности и идентифицируются только своим содержимым (т.е. понятие номер строки не определено);

· в общем случае ячейки таблицы могут оставаться пустыми (т.е. не содержать какого-либо значения), такое их состояние обозначается как NULL.

На содержимое таблиц допустимо накладывать ограничения в виде:

· требования уникальности содержимого каждой ячейки какого-либо столбца и/или совокупности ячеек в строке, относящихся к нескольким столбцам;

· запрета для какого-либо столбца (столбцов) иметь пустые (NULL) ячейки.

Ограничение в виде требования уникальности тесно связано с понятием ключа таблицы. Ключом таблицы называется столбец или комбинация столбцов, содержимое ячеек которого используется для прямого доступа (быстрого определения местоположения) к строкам таблицы. Различают ключи первичный (он может быть только единственным для каждой таблицы) и вторичные. Первичный ключ уникален и однозначно идентифицирует строку таблицы. Столбец строки, определенный в качестве первичного ключа, не может содержать пустое (NULL) значение в какой-либо своей ячейке. Вторичный ключ определяет местоположение, в общем случае, не одной строки таблицы, а нескольких подобных.

Ключи используются внутренними механизмами СУБД для оптимизации доступа к строкам таблиц (путем, например, их физического упорядочения по значениям ключей или построения двоичного дерева поиска).

Основными операциями над таблицами являются следующие:

Проекция - построение новой таблицы из исходной путем включения в нее избранных столбцов исходной таблицы.

Ограничение - построение новой таблицы из исходной путем включения в нее тех строк исходной таблицы, которые отвечают некоторому критерию в виде логического условия (ограничения).

Объединение - построение новой таблицы из 2-ух или более исходных путем включения в нее всех строк исходных таблиц (при условии, конечно, что они подобны).

Декартово произведение - построение новой таблицы из 2-ух или более исходных путем включения в нее строк, образованных всеми возможными вариантами конкатенации (слияния) строк исходных таблиц.

Перечисленные выше 4 операции создают базис, на основе которого может быть построено большинство (но не все) практически полезных запросов на извлечение информации из реляционной БД.

Кроме перечисленных выше в языке SQL реализованы операции модификации содержимого строк таблицы и пополнения таблицы новыми строками (что может рассматриваться как операция объединения), а также операции управления таблицами.

В настоящее время наибольшее распространение получили реляционные SQL СУБД двух групп:

мощные крупные коммерческие СУБД, ориентированные на хранение огромных объемов информации (от гигабайт);

мобильные компактные свободно распространяемые (в том числе и в исходных кодах) СУБД, использование которых оправдано и для БД объемом всего лишь в десятки килобайт, т.к. они распространяются совершенно бесплатно.

Наиболее известными СУБД первой группы являются:

· Sybase SQLserver фирмы Sybase, Inc.;

· Oracle фирмы Oracle Corporation;

· Ingres фирмы Computer Associates International;

· Informix фирмы Informix Corporation.

 

 

К наиболее популярным СУБД второй группы относятся:

· PostgreSQL организации PostgreSQL;

· microSQL фирмы Hughes Technologies Pty. Ltd.;

· mySQL фирмы T.C.X DataKonsult AB.

Особняком стоит система SQLite, которая явялется по-сути, встраиваемым движком баз данных. Слово «встраиваемый» означает, что SQLite не использует парадигму клиент-сервер, то есть движок SQLite не является отдельно работающим процессом, с которым взаимодействует программа, а предоставляет библиотеку, с которой программа компонуется и движок становится составной частью программы. Таким образом, в качестве протокола обмена используются вызовы функций (API) библиотеки SQLite. Такой подход уменьшает накладные расходы, время отклика и упрощает программу. SQLite хранит всю базу данных (включая определения, таблицы, индексы и данные) в единственном стандартном файле на том компьютере, на котором исполняется программа.

В данном проекте, управление сервером баз данных, реализуются средствами СУБД MySQL.

Преимуществами MySQL по сравнению с остальными СУБД являются:

· производительность (использует Yahoo и Google);

· масштабируемость (в компании Omniture в реальном масштабе времени используется 7000 серверов MySQL);

· надежность (в коде проприетарных продуктов содержится в десять с лишним раз больше уязвимостей);

· простота использования, простота внедрения (за 15 минут можно скачать и запустить систему);

· открытая и модульная разработка;

· низкие совокупные затраты (платить нужно только при потребности в поддержке).

SQL-сервер реализует собственно хранение данных и манипулирование ими. Он принимает запросы на языке SQL от своих клиентов, выполняет их и возвращает результаты (чаще всего в виде вновь построенных таблиц) клиентам. Для общения с клиентами используется специальный протокол (как правило, реализованный в виде протокола прикладного уровня стека сетевых протоколов TCP/IP).

Программа на языке SQL представляет собой простую линейную последовательность операторов языка SQL. Язык SQL в своем чистом виде операторов управления порядком выполнения запросов к БД (типа циклов, ветвлений, переходов) не имеет.

Клиентскую часть СУБД составляют клиенты трех основных типов.

Интерактивные клиенты, обеспечивающие пользователю-человеку возможность общения с SQL-сервером непосредственно с помощью языка SQL.

ИПП-клиенты, обеспечивающие интерфейс прикладного программирования (ИПП) прикладным программам, использующим средства SQL-сервера. Такой ИПП может быть средством общения прикладной программы с SQL-сервером на языке SQL или набором стандартных функций доступа к реляционной SQL БД без формирования символьных строк запросов (например, стандартный интерфейс ODBC).

WWW-клиенты, встраиваемые в World Wide Web-сервера и обеспечивающие доступ к информационным возможностям SQL-сервера пользователям сети Internet по протоколу HTTP (протоколу передачи гипертекстовых документов).

Именно с последним типом клиентов и работает программа, разработанная для работы с БД учебных материалов, которая в свою очередь написана на простом и широко распространенном языке PHP.