Теоретические основы организации локальных сетей и использование баз данных
Основные объекты СУБД Microsoft Access. Формирование запросов на выборку. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях. Использование и применение архитектуры клиент-сервер или файл-сервер. Основы реляционных БД. Наиболее известные модели данных.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 13.01.2014 |
Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции, согласно которой данные должны быть организованы в базы данных с целью адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей. Эти базы данных создаются и функционируют под управлением специальных программных комплексов, называемых системами управления базами данных (СУБД).
Наиболее распространенной, и в то же время удобной в простоте использования СУБД в настоящее время является Microsoft Access. В ходе совершенствования MS Access корпорация Microsoft внимательно анализирует мировые тенденции развития инфориационных технологий, включая в среду только те элементы, которые могут стать ключевыми, например Microsoft Access 2003. Возможности Microsoft Access подходят для создания баз данных любой сложности.
В данное время происходит внедрение информационных технологий во все сферы жизнедеятельности человека. В связи с этим во многих организациях возникает необходимость перехода из бумажного хранения данных в компьютерное. Такой подход достаточно прост в использовани. Понятно, что и любой предприниматель стремится использовать новые возможности информационных технологий, которые появляются каждый день с целью автоматизации своего бизнеса. Базы данных созданые в Microsoft Access могут работать не только на одном компьютере но и в сети в данной работе мы рассмотрим работу базы данных в локальной сети.
Актуальность моей курсовой работы заключается в том, что в данное время базы используются в основном в сети. Тоесть это когда сама база находится на одном компьютере сервере, а остальные работают с ней с помощью клиентских программ .
Целью моей курсовой работы является раскрытие понятий базы данных, локальной сети, клиент-сервера и совмещение того и другого.
В связи с данной целью поставлены следующие задачи:
1. Изучение и подбор литературы по изучаемой теме.
2. Изучение возможностей MS Access в создании, организации баз данных.
3. Изучение структуры локальной сети, и использование базы данных в сети.
1 глава работы поясняет основные понятия и методы организации баз данных в MS Access и пояснение архитектуры клиент - сервер.
2 глава посвящена характеристике основных способов построения сетей (топология сетей). Знакомству с методами защиты от несанкционированного доступа к ресурсам сети. И краткой характеристике основных протоколов сети, которые обеспечивают согласованное взаимодействие пользователей в сети.
1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПОСТРОЕНИЯ БАЗ ДАННЫХ MS ACCESS
1.1 Основные положения
Microsoft Access - это система управления базами данных (СУБД), предназначенная для создания и обслуживания баз данных, обеспечения доступа к данным и их обработки.
База данных (БД) представляет собой организованную структуру, используемую для хранения данных, т.е. любых сведений о явлениях, процессах, действиях и т.д. Данные несут в себе информацию о событиях, происходящих в материальном мире, и, по сути, являются зарегистрированными сигналами, возникшими в результате этих событий. Данные становятся информацией, если пользователь обработает их и осмыслит, применив при этом адекватные этим данным методы. Сегодня большинство СУБД размещают в своих структурах не только данные, но и методы (программные коды), поэтому можно утверждать, что Microsoft Access - это СУБД, предлагающая широкий диапазон средств для хранения информации и эффективного управления этой информацией.
Базы данных содержат различные объекты, основными из которых являются таблицы. Структура простейшей базы данных соответствует структуре её двухмерной таблицы, содержащей столбцы и строки. Их аналогами в структуре простейшей базы данных являются поля и записи.
Основными свойствами полей являются имя поля, тип поля, его размер, определяющий предельную длину данных, размещаемых в этом поле, и др.
При работе с Microsoft Access 2000 и Microsoft Access 2002 используются следующие типы данных:
· текстовый - тип данных, используемый для хранения простого неформатированного текста, число символов в котором не должно превышать 255;
· поле MEMO - специальный тип данных, применяемый для хранения больших объёмов текста (до 65 535 символов);
· числовой - тип данных для хранения чисел;
· дата/время - тип данных для хранения значений даты и времени;
· денежный - тип данных для хранения денежных значений (длина поля 8 байт);
· счётчик - специальный тип данных, используемый для автоматической нумерации записей;
· логический - для хранения логических данных, которые могут иметь одно из двух возможных значений Да или Нет;
· поле объекта OLE - специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов OLE (электронных таблиц Microsoft Excel, документов Microsoft Word, звукозаписей и др.);
· гиперссылка - специальное поле для хранения адресов URL Web-объектов;
· мастер подстановок - тип данных, запускающий мастер подстановок, что позволяет выбирать данные из раскрывающегося списка, а не вводить их в поле вручную.
Числовые поля могут иметь следующие размеры:
· байт (Byte) - целые числа от 0 до 255 (1 байт);
· целое (Integer) - целые числа от минус 32768 до +32767 (2 байта);
· длинное целое (Long Integer) - целые числа от минус 2147483648 до +2147483647 (4 байта);
· одинарное с плавающей точкой (Single) - числа от минус 3,41038 до +3,41038 с точностью до 7 знаков (4 байта);
· двойное с плавающей точкой (Double) - числа от минус 1,79710308 до +1,79710308 с точностью до 15 знаков (8 байт).
База данных может состоять из нескольких таблиц, содержащих различную информацию. Эти таблицы связаны между собой каким-либо определённым полем, называемым ключевым полем.
Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись таблицы, т.е. каждое значение этого поля отличает одну запись от другой. Связи между таблицами дают возможность совместно использовать данные из различных таблиц. Например, одна таблица содержит информацию о профессиональной деятельности сотрудников предприятия (таблица Сотрудник), другая таблица - информацию об их месте жительства (таблица Адрес). Допустим, на основании этих двух таблиц необходимо получить результирующую таблицу, содержащую поля Фамилия и инициалы, Должность и Адрес проживания. Причём поле Фамилия и инициалы может быть в обеих таблицах, поле Должность - в таблице Сотрудник, а поле Адрес проживания - в таблице Адрес. Ни одно из перечисленных полей не может являться ключевым, т. к. оно однозначно не определяет каждую запись. В качестве ключевого поля в этих таблицах можно использовать поле Код типа Счётчик, автоматически формируемое Access при создании структуры таблицы, или в каждой таблице задать поле Табельный номер, по которому затем связать таблицы. Таблицы при этом будут связаны так называемым реляционным отношением. Последовательность действий пользователя при создании таблиц Сотрудник и Адрес рассмотрена в пп. 9.1.2 и 9.1.3.
Взаимосвязанные двухмерные таблицы, являющиеся объектами СУБД, называются реляционными таблицами, а сами СУБД - реляционными базами данных.[2]
1.2 Основные объекты СУБД Microsoft Access
СУБД Microsoft Access 2000 и Microsoft Access 2002 ориентированы на работу с объектами семи различных типов: таблицами, запросами, формами, отчётами, страницами, макросами, модулями.
Таблицы - это основной объект базы данных, в котором хранятся все данные, имеющиеся в базе, а также структура базы (поля, их типы, свойства).
Запросы позволяют выбирать данные из одной или нескольких связанных таблиц. Результатом выполнения запроса является результирующая таблица, которая наряду с другими таблицами может быть использована при обработке данных. С помощью запросов можно также обновлять, удалять или добавлять данные в таблицы.
Формы служат для ввода и просмотра данных в удобном для пользователя виде, который соответствует привычному для него документу. При выводе данных с помощью форм можно применять специальные средства оформления.
Отчёты предназначены для формирования выходных документов и вывода их на печать. По своим свойствам и структуре отчёты во многом подобны формам. Основное их отличие заключается в том, что в отчёте отображаются все данные и в них предусмотрена возможность группировать данные по различным критериям. Отчёты в отличие от форм могут содержать специальные элементы оформления, характерные для печати документов: колонтитулы, номера страниц и т.д.
Страницы - это специальные объекты баз данных, реализованные в версиях Access 2000 и Access 2002. В более ранних версиях Access такие страницы доступа к данным отсутствуют. Эти страницы являются диалоговыми Web-страницами, т.е. осуществляют интерфейс между клиентом, сервером и базой данных, размещённой на сервере.
Макросы предназначены для автоматизации повторяющихся операций при работе с СУБД. Макрос является программой, которая содержит описание последовательности конкретных действий пользователя. Каждому действию соответствует определённая макрокоманда. Формируются макросы в диалоговом режиме путём выбора нужных макрокоманд.
Модули создаются пользователем путём применения интегрированной среды объектно-ориентированного программирования Visual Basic for Applications (VBA). Основной идеей объектно-ориентированного программирования является объединение данных и оперирующих ими функций в один объект. Данные в VBA рассматриваются как совокупность объектов (таблиц, форм, отчётов и т. д.), имеющих свойства и методы, реализующие заранее определённые действия над объектами.[2]
1.3 Формирование запросов на выборку
Основным назначением запросов является отбор данных по критериям поиска. Принципы формирования запросов можно рассмотреть на примере создания запроса, позволяющего выбрать из таблицы Сотрудник только работников определенной должности, например мастеров. В этом случае критерием поиска является наименование должности мастер поля Должность. Результатом поиска будут записи, у которых содержимое поля Должность соответствует критерию поиска. Причем по желанию пользователя в эти записи могут входить не все поля, содержащиеся в записях таблицы Сотрудник. Допустим, в них будут отсутствовать поля Табельный номер и Зарплата.
Как и при создании таблиц, пользователям, имеющим малый опыт работы с Access, рекомендуется форматировать запросы с помощью Конструктора. Для этого в окне базы данных необходимо выбрать объект Запросы и дважды щелкнуть на значке Создание запроса в режиме конструктора (или щелкнуть на кнопке Создать, а затем выбрать команду Конструктор). Эти действия вызовут открытие окна Запрос на выборку; чаще всего это окно называется бланком запроса по образцу.
Одновременно с бланком запроса по образцу открывается диалоговое окно Добавление таблицы, в котором в качестве источника данных для запроса выбирается таблица, например Сотрудник, а затем выполняется щелчок на кнопке Добавить. Имя таблицы с перечнем содержащихся в ней полей появится в верхней части бланка запроса. Выбрав источник данных, нужно щелкнуть на кнопке Закрыть, и окно Добавление таблицы закроется.
В тех случаях, когда запрос формируется на основании не одной, а нескольких таблиц, необходимо последовательно выбирать таблицы из списка и щелкать на кнопке Добавить, а по окончании процесса выбора таблиц из списка щелкнуть на кнопке Закрыть. Следует помнить, что формировать запросы с использованием нескольких таблиц можно только при наличии связей между выбранными таблицами. Эти связи отображаются в верхней части бланка запроса на выборку.
Нижняя часть бланка запроса разбита на столбцы, причем каждому столбцу соответствует определенное поле будущей результирующей таблицы. Для создания результирующей таблицы необходимо «перенести» имена полей таблицы (или таблиц) из верхней части бланка запроса в его нижнюю часть (в строку Поле), тем самым осуществив выбор полей, включаемых в результирующую таблицу. Это можно проделать несколькими способами:
· в нижней части бланка запроса в строке Поле выполнить щелчок на пустой ячейке, а затем из списка полей, раскрываемого щелчком на кнопке выбора данных из списка, выбрать требуемое поле;
· в верхней части бланка запроса осуществить двойной щелчок на имени поля требуемой таблицы;
· в верхней части запроса выделить одно или несколько полей таблицы (при нажатой клавише Ctrl), которые затем перетащить в строку Поле нижней части бланка;
· для включения в запрос всех полей таблицы последние выделить двойным щелчком на строке заголовка таблицы, а затем перетащить в строку Поле.
В нижней части бланка запроса имеется также строка Сортировка. При необходимости упорядочивания данных в результирующей таблице по какому-либо полю необходимо щелкнуть на ячейке этого поля, находящейся в строке Сортировка, затем выполнить щелчок на появившейся в этой ячейке кнопке выбора данных из списка и выбрать метод сортировки - по возрастанию или убыванию. Для многоуровневой сортировки, осуществляемой сразу по нескольким полям, предварительно требуется расположить поля в нижней части бланка запроса в определенном порядке. Данные сортируются сначала по полю, расположенному левее в бланке запроса, затем по другому полю, для которого включена сортировка, и так далее слева направо. Перемещать поля можно обычным перетаскиванием, предварительно выделив требуемый столбец щелчком над ячейкой с наименованием поля (указатель мыши при этом должен принять форму стрелки, направленной вниз).
В каждой ячейке строки Вывод на экран проставлен флажок, т. е. по умолчанию опция Вывод на экран активна для всех полей. При этом предполагается, что все поля, включенные в запрос, должны выводиться на экран, что не всегда необходимо. Например, надо отсортировать данные по возрасту сотрудников, а поле Дата рождения не должно отображаться в результирующей таблице. В этом случае флажок поля Дата рождения сбрасывается щелчком по значку .
Критерии поиска задаются в строке Условие отбора. Для вывода в результирующей таблице списка сотрудников определенной должности необходимо в ячейку строки Условие отбора поля Должность ввести какое-либо значение, например мастер. Если необходимо вывести список работников нескольких должностей, например мастеров и инженеров, то в строке Условие отбора указывается одно из значений поля Должность - мастер, а в строке или - другое значение этого поля - инженер. Этот критерий поиска можно задавать и в одной строке Условие отбора, введя в ячейку поля Должность выражение: мастер OR инженер, в котором ключевое слово OR указывает на использование в выражении логической операции ИЛИ.
Данные можно отбирать не только по значениям текстовых полей, но и по значениям полей других типов.
Например, для вывода списка сотрудников, родившихся позже определенной даты, допустим позже 01.01.70, необходимо ввести в ячейку поля Дата рождения выражение > 01.01.70 (после запуска запроса Access преобразует это выражение: > #01.01.70#).
Для того чтобы вывести список сотрудников, оклад которых больше или равен 3000 рублей, но меньше или равен 8000 рублей, в ячейку поля Оклад вводится выражение >=3000 And <=8000.
Заполнив бланк запроса, можно просмотреть результирующую таблицу, щелкнув на кнопке (Запуск), расположенной на инструментальной панели, или выполнив команду Запрос Запуск.
При закрытии диалогового окна Запрос на выборку необходимо задать имя запроса, с которым он будет сохранен. Запрос можно сохранить и до закрытия диалогового окна с помощью команды Файл Сохранить.
Для просмотра результирующей таблицы сохраненного запроса его имя маркируют в окне базы данных и щелкают на кнопке Открыть. Запрос также открывается двойным щелчком на его значке, отображенном в окне базы данных.[4]
1.3.1 Параметрические запросы
Запросы, как правило, служат для выполнения определенной операции. При изменении какого-либо критерия поиска приходится создавать новый запрос. Например, в одном запросе критерием поиска является значение мастер поля Должность, а в другом запросе - значение инженер этого же поля. Однако эти критерии можно использовать в одном так называемом параметрическом запросе, в котором они задаются не при формировании запроса, а при его выполнении.
Параметрический запрос формируется аналогично запросу на выборку. Отличие заключается лишь в том, что в строке Условие отбора указывается не конкретное значение поля, по которому ведется отбор данных, а вводится в квадратных скобках сообщение пользователю о необходимости задания критерия поиска. Так вместо значения мастер поля Должность в ячейку этого поля может быть записано сообщение введите наименование должности.
При выполнении запроса это сообщение выдаётся пользователю в диалоговом окне Введите значение параметра После ввода требуемого значения поля Должность, например инженер, и щелчка на кнопке OK на экран будет выведен список инженеров.
1.3.2 Запросы на обновление
Помимо запросов на выборку, с помощью которых осуществляется только отбор необходимых данных, Access предоставляет возможность модифицировать данные с помощью запросов на обновление. При выполнении такого запроса результирующая таблица не формируется, поскольку его задачей является изменение данных в таблице, выбранной в качестве источника данных во время формирования запроса. Поэтому бланк запроса может содержать только поля, значения которых требуется обновить, и поля, по значениям которых отбираются записи для изменения в них данных.
После включения в бланк запроса полей выбранной таблицы выполняется команда Запрос Обновление, после чего в нижней части бланка строка Сортировка заменяется строкой Обновление. В эту строку в ячейку поля, значения которого необходимо изменить, вводится выражение. Например, в ячейку поля Зарплата будет введено выражение 1,5*оклад - 0,13*1,5*оклад, из которого видно, что зарплата каждого сотрудника в 1,5 раза больше его оклада минус 13% вычетов. Наименования полей, значения которых будут использованы при вычислении введенного выражения, должны быть заключены в квадратные скобки.
С помощью запроса на обновление можно изменять данные не всех записей, а выборочно. Для этого в бланк запроса включаются поля, по значениям которых будет вестись отбор записей. Например, в таблице Сотрудник необходимо увеличить оклады на 25% только инженерам. С этой целью в ячейку столбца Оклад вводится выражение 1,25*Оклад, а в ячейку, находящуюся в строке Условие на выборку и в столбце поля Должность, записывается критерий поиска инженер.
Иногда бывает затруднительно вводить с клавиатуры имена полей, используемых в выражениях, особенно если эти имена длинные. В этом случае целесообразно скопировать их в буфер обмена, предварительно выделив имена этих полей в строке Поле бланка запроса.
При запуске запроса на обновление (щелчок на кнопке Запуск ) или его открытии в окне базы данных Access предупредит, что будут обновлены значения такого-то количества записей.
Для просмотра результатов расчета после выполнения запроса необходимо в окне базы данных щелкнуть на значке объекта Таблицы, выделить имя таблицы (в данном случае таблицы Сотрудник) и открыть ее щелчком на кнопке Открыть.
1.3.3 Итоговые запросы
Итоговые запросы позволяют выполнять вычисления (сумму, среднее значение и др.) по всем записям для какого-либо числового поля, определять количество записей. Итоговые запросы формируются, как и ранее рассмотренные виды запросов, с помощью бланка запроса по образцу. В нижнюю часть бланка запроса включаются поля, для которых рассчитываются итоговые значения, а также поля, по которым производится группировка записей. Например, необходимо определить для каждого подразделения (см. таблицу Сотрудник) количество сотрудников, занимающих определенную должность, а также сумму окладов и среднее значение зарплаты по каждой должности. Для этого в запрос включаются поля Подразделение и Должность, по которым группируются записи, а также поля Должность (т.е. в нижнюю часть бланка запроса это поле вставляется дважды), Оклад и Зарплата, чтобы подсчитать соответственно количество сотрудников, сумму окладов и среднюю зарплату для каждого наименования должности.
После включения требуемых полей в запрос необходимо щелкнуть на кнопке (Групповые операции), расположенной на инструментальной панели, после чего появится строка Групповые операции. В каждой ячейке этой строки отобразится слово Группировка. Для полей Подразделение и Должность значение Группировка в строке Групповая операция должно быть оставлено. Щелчок на ячейках остальных полей со значением Группировка вызывает появление кнопки выбора данных из списка, из которого выбирается требуемая операция: для поля Должность - Count (количество), для поля Оклад - Sum (сумма), для поля Зарплата - Avg (среднее значение). Кроме указанных функций, также часто используются функции Max (максимальное значение) и Min (минимальное значение). Для полей Подразделение и Должность целесообразно включить сортировку по возрастанию.
1.3.4 Редактирование запросов
Для внесения необходимых изменений в запрос любого вида его имя следует маркировать в окне базы данных и щелкнуть на кнопке Конструктор. На экране появляется бланк запроса, в который можно вносить изменения: вставить, удалить или переименовать поля, изменить условия отбора, тип сортировки и др.
Чтобы удалить поле, необходимо щёлкнуть на любой ячейке этого поля, а затем выполнить команду Правка Удалить.
Для перемещения поля его выделяют щелчком над его заголовком и перетаскивают в соответствующее место бланка запроса.
Добавление нового поля осуществляется таким же образом, как вставка поля при формировании запроса.[6]
1.4 Основы реляционных БД
Информационное приложение- прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных приложений работает в режиме диалога с пользователем. В общем случае типовые программные компоненты информационного приложения включают: диалоговый ввод-вывод, логику диалога, прикладную логику обработки данных, логику управления данными, операции манипулирования файлами и/или базами данных. Для сетевых информационных приложений важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при совместном решении информационной задачи. Значительная часть возможностей приложения закладывается в системном программном обеспечении, в частности в системах управления базами данных (СУБД), в библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки. Однако остается часть приложения, специфичная для конкретной предметной области. Основными объектами разработки являются логика диалога, логика обработки и логика управления данными. Часто преобладающее значение имеет диалог, пронизывающий все приложение, поэтому многие инструменты ориентированы на то, чтобы упростить и ускорить создание диалога в приложении.
Несмотря на манипуляционный характер процесса разработки, промежуточное представление приложения оформляется в виде языкового описания, что позволяет в дальнейшем с помощью языка программирования начинять быстро разработанный макет содержательной обработкой данных.
Помимо программной составляющей приложения, существенную роль играет информационная составляющая, которая задает структуру, атрибутику и типизацию данных, а также ограничения целостности для баз данных. Информационная составляющая тесно связана с логикой управления данными. Вот почему средства автоматизации проектирования приложений отдают приоритет информационной модели, из которой выводится все остальное, включая диалог.
1.5 Файл - серверная архитектура
База данных расположена на мощном выделенном компьютере (сервере), а персональные компьютеры подключены к нему по локальной сети. На этих компьютерах установлены клиентские программы, обращающиеся к базе данных по сети. Преимущество такой архитектуры заключается в возможности одновременной работы нескольких пользователей с одной базой данных.
Недостаток такого подхода - большие объемы информации, передаваемой по сети. Вся обработка выполняется на клиентских местах, где фактически формируется копия базы данных. Это приводится к ограничению максимально возможного числа пользователей и большим задержкам при работе с базой. Эти задержки вызываются тем, что на уровне конкретной таблицы одновременный доступ невозможный. Пока программа на одном из клиентских мест не закончит работу с таблицей (например, не выполнит модификацию записей), другие программы не могут обращаться к этой таблице. Это называется блокировкой на уровне таблицы и исключает возникновение путаницы в ее содержимом.[1]
1.6 Клиент - серверная архитектура
В такой архитектуре на сервере не только хранится БД, но и работает программа СУБД, обрабатывающая запросы пользователей и возвращающая им наборы записей. При этом программы пользователей уже не работают, например, с БД как набором физических файлов, а обращаются к СУБД, которая выполняет операции. Нагрузка с клиентских мест при этом снимается, так как большая часть работы происходит на сервере. СУБД автоматически следит за целостностью и сохранностью БД, а также контролирует доступ к информации с помощью службы паролей. Клиент - серверные СУБД допускают блоки на уровне записи и даже отдельного поля.
Это означает, что с таблицей может работать любое число пользователей, но доступ к функции изменения конкретной записи или одного из ее полей обеспечен только одному из них.
Основной недостаток этой архитектуры не очень высокая надежность. Если сервер выходит из строй, вся работа останавливается.
1.7 Распределенная архитектура
В сети работает несколько серверов, и таблицы баз данных распределены между ними для достижения повышенной эффективности. На каждом сервере функционирует своя копия СУБД. Кроме того, в подобной архитектуре обычно используются специальные программы, так называемые серверы приложений. Они позволяют оптимизировать обработку запросов большого числа пользователей и равномерно распределить нагрузку между компьютерами в сети.
Недостаток распределенной архитектуры заключается в довольно сложном и дорогостоящем процессе ее создания и сопровождения (администрирования), а также а высоких требованиях к сервером компьютерам.[7]
база данные архитектура протокол
2. Теоретические основы организации локальных сетей и ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ
2.1 Общие сведения о сетях
Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в разных районах города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.
Принцип централизованной обработки данных не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из строя централизованной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом, так как приходилось дублировать функции центральной ЭВМ, значительно увеличивая затраты на создание и эксплуатацию систем обработки данных.
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных, т.е. обработке, выполняемой на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.
Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений:
· многомашинные вычислительные комплексы (МВК) - группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно информационно-вычислительный процесс;
· компьютерные (вычислительные) сети - совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Выделяют основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса. (рис 6).
Первое отличие - размерность. В состав многомашинного вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до тысяч километров.
Второе отличие - разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи и управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции разделены между различными ЭВМ.
Третье отличие - необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой может быть передано по различным маршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
· глобальные сети (WAN - Wide Area Network);
· региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network);
· локальные сети (LAN - Local Area Network).
Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2,5 км.
Основной назначение любой компьютерной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер - компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер - источник ресурсов сети.
Рабочая станция - персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Компьютерные сети, как было сказано выше, реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файлов, поиск информации в базе данных и т.д.
Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. Для подобных систем приняты термины - системы или архитектура клиент - сервер.
Архитектура клиент - сервер может использоваться как в одноранговых сетях, так и в сети с выделенным сервером.[]
Одноранговая сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого центра для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям.
Достоинства одноранговых сетей:
· низкая стоимость;
· высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
· зависимость эффективности работы сети от количества станций;
· сложность управления сетью;
· сложность обеспечения защиты информации;
· трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Наибольшей популярностью пользуются одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWare Lite.
В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций.
Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства - жесткие диски, принтеры и модемы.
Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляются через сервер.
Достоинства сети с выделенным сервером:
· надежна система защиты информации;
· высокое быстродействие;
· отсутствие ограничений на число рабочих станций;
· простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.
Недостатки сети:
· высокая стоимость из-за выделения одного компьютера на сервер;
· зависимость быстродействия и надежности от сервера;
· меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями.
Сети выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей. Сетевые операционные системы для таких сетей - LANServer (IBM), Windows NT Server версий 3.51 и 4.0 и NetWare (Novell).[10]
2.2 Топология сетей
Топология сети определяется размещением узлов в сети и связей между ними. Из множества возможных построений выделяют следующие структуры.
Топология «звезда». Каждый компьютер через сетевой адаптер подключается отдельным кабелем объединяющему устройству. Все сообщения проходят через центральное устройство, которое обрабатывает поступающие сообщения и направляет их к нужным или всем компьютерам (рис.1).
Звездообразная структура чаще всего предполагает нахождение в центральном узле специализированной ЭВМ или концентратора.
Достоинства «звезды»
· простота периферийного оборудования;
· каждый пользователь может работать независимо от остальных пользователей;
· высокий уровень защиты данных;
· легкое обнаружение неисправности в кабельной сети.
Недостатки «звезды»:
· выход из строя центрального устройства ведет к остановке всей сети;
· высокая стоимость центрального устройства;
· уменьшение производительности сети с увеличением числа компьютеров, подключенных к сети.
Топология «кольцо». Все компьютеры соединяются друг с другом в кольцо. Здесь пользователи сети равноправны. Информация по сети всегда передается в одном направлении (рис.2). Кольцевая сеть требует специальных повторителей, которые, приняв информацию, передают ее дальше как бы по эстафете; копируют в свою память (буфер), если информация предназначается им; изменяют некоторые служебные разряды, если это им разрешено. Информацию из кольца удаляет тот узел, который ее послал.
Достоинства «кольца»:
· отсутствие дорогого центрального устройства;
· легкий поиск неисправных узлов;
· отсутствует проблема маршрутизации;
· пропускная способность сети разделяется между всеми пользователями, поэтому все пользователи гарантированно последовательно получают доступ к сети;
· простота контроля ошибок.
Недостатки «кольца»:
· трудно включить в сеть новые компьютеры;
· каждый компьютер должен активно участвовать в пересылке информации, для этого нужны ресурсы, чтобы не было задержек в основной работе этих компьютеров;
· в случае выхода из строя хотя одного компьютера или отрезка кабеля вся сеть парализуется.
Топология «общая шина». Общая шина наиболее широко распространенна в локальных вычислительных сетях. Топология «общая шина» предполагает использование одного кабеля (шины), к которому непосредственно подключаются все компьютеры сети (рис.3). В данном случае кабель используется всеми станциями по очереди, т.е. шину может захватить в один момент только одна станция. Доступ к сети (к кабелю) осуществляется путем состязания между пользователями. В сети принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать данные. Возникающие конфликты разрешаются соответствующими протоколами. Информация передается на все станции сразу.
Достоинства «обшей шины»:
· простота построения сети;
· сеть легко расширяется;
· эффективно используется пропускная способность канала;
· надежность выше, т.к. выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом.
Недостатки «общей шины»:
· ограниченная длина шины;
· нет автоматического подтверждения приема сообщений;
· возможность возникновения столкновений (коллизий) на шине, когда пытаются передать информацию сразу несколько станций;
· низкая защита данных;
· выход из строя какого-либо отрезка кабеля ведет к нарушению работоспособности сети;
· трудность нахождения места обрыва.
Топология «дерево». Эта структура позволяет объединить несколько сетей, в том числе с различными топологиями или разбить одну большую сеть на ряд подсетей.
Разбиение на сегменты позволит выделить подсети, в пределах которых идет интенсивный обмен между станциями, разделить потоки данных и увеличить, таким образом, производительность сети в целом. Объединение отдельных ветвей (сетей) осуществляется с помощью устройств, называемых мостами или шлюзами (рис.4) . Шлюз применяется в случае соединения сетей, имеющих различную топологию и различные протоколы. Мосты объединяют сети с одинаковой топологией, но может преобразовывать протоколы. Разбиение сети на подсети осуществляется с помощью коммутаторов и маршрутизаторов.[10]
2.3 Основные протоколы обмена в компьютерных сетях
Для обеспечения согласованной работы в сетях передачи данных используются различные коммуникационные протоколы передачи данных - наборы правил, которых должны придерживаться передающая и принимающая стороны для согласованного обмена данными. Протоколы - это наборы правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. Протоколы - это правила и технические процедуры, позволяющие нескольким компьютерам при объединении в сеть общаться друг с другом. Существует множество протоколов.
И хотя все они участвуют в реализации связи, каждый протокол имеет различные цели, выполняет различные задачи, обладает своими преимуществами и ограничениями. (рис. 5)
Протоколы работают на разных уровнях модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO. функции протоколов определяются уровнем, на котором он работает. Несколько протоколов могут работать совместно. Это так называемый стек, или набор, протоколов.
Как сетевые функции распределены по всем уровням модели OSI, так и протоколы совместно работают на различных уровнях стека протоколов. Уровни в стеке протоколов соответствуют уровням модели OSI. В совокупности протоколы дают полную характеристику функций и возможностей стека.
Передача данных по сети, с технической точки зрения, должна состоять из последовательных шагов, каждому из которых соответствуют свои процедуры или протокол. Таким образом, сохраняется строгая очередность в выполнении определенных действий.
Кроме того, все эти действия должны быть выполнены в одной и той же последовательности на каждом сетевом компьютере. На компьютере-отправителе действия выполняются в направлении сверху вниз, а на компьютере-получателе снизу вверх.
Компьютер-отправитель в соответствии с протоколом выполняет следующие действия: Разбивает данные на небольшие блоки, называемыми пакетами, с которыми может работать протокол, добавляет к пакетам адресную информацию, чтобы компьютер-получатель мог определить, что эти данные предназначены именно ему, подготавливает данные к передаче через плату сетевого адаптера и далее - по сетевому кабелю.
Компьютер-получатель в соответствии с протоколом выполняет те же действия, но только в обратном порядке: принимает пакеты данных из сетевого кабеля; через плату сетевого адаптера передает данные в компьютер; удаляет из пакета всю служебную информацию, добавленную компьютером-отправителем, копирует данные из пакета в буфер - для их объединения в исходный блок, передает приложению этот блок данных в формате, который оно использует.
И компьютеру-отправителю, и компьютеру-получателю необходимо выполнить каждое действие одинаковым способом, с тем чтобы пришедшие по сети данные совпадали с отправленными.
Если, например, два протокола будут по-разному разбивать данные на пакеты и добавлять информацию (о последовательности пакетов, синхронизации и для проверки ошибок), тогда компьютер, использующий один из этих протоколов, не сможет успешно связаться с компьютером, на котором работает другой протокол.
До середины 80-ых годов большинство локальных сетей были изолированными. Они обслуживали отдельные компании и редко объединялись в крупные системы. Однако, когда локальные сети достигли высокого уровня развития и объем передаваемой ими информации возрос, они стали компонентами больших сетей. Данные, передаваемые из одной локальной сети в другую по одному из возможных маршрутов, называются маршрутизированными. Протоколы, которые поддерживают передачу данных между сетями по нескольким маршрутам, называются маршрутизируемыми протоколами.
Среди множества протоколов наиболее распространены следующие:
· NetBEUI;
· XNS;
· IPX/SPX и NWLmk;
· Набор протоколов OSI.
2.4 СУБД Access правила разработки приложений для работы в сети
1. Хранение, извлечение и обновление данных. СУБД должна предоставлять пользователям возможность сохранять, извлекать и обновлять данные в базе данных. Это самая фундаментальная функция СУБД. Причем, способ реализации этой функции должен быть скрыт от конечного пользователя.
2. Каталог, доступный конечным пользователям. СУБД должна иметь доступный конечным пользователям каталог, в котором хранится описание элементов данных. Ключевой особенностью архитектуры ANSI/SPARC является наличие интегрированного системного каталога с данными о схемах, пользователях, приложениях и т. д. Предполагается, что каталог доступен как пользователям, так и функциям СУБД. Системный каталог или словарь данных является хранилищем информации, описывающей данные в базе данных (метаданные). В зависимости от типа используемой СУБД количество информации и способ ее применения могут варьироваться. Обычно в системном каталоге хранятся следующие сведения:
- имена, типы и размеры элементов данных;
- имена связей;
- накладываемые на данные ограничения поддержки целостности;
- имена санкционированных пользователей;
- внешняя, концептуальная и внутренняя схемы и отображения между ними;
- статистические данные (частота транзакций, счетчик обращения к объектам базы данных).
Системный каталог позволяет достичь определенных преимуществ:
- информация о данных может быть централизованно собрана и сохранена, что позволит контролировать доступ к этим данным, как и к любому другому ресурсу;
- можно определить смысл данных, что поможет другим пользователям понять их назначение;
- упрощается сообщение, так как сохраняются точные определения смысла данных. В системном каталоге также могут быть указаны один или несколько пользователей, которые являются владельцами данных или обладают правом доступа к ним;
- благодаря централизованному хранению избыточность и противоречивость описания отдельных элементов данных могут быть легко обнаружены;
- внесенные в базу данных изменения могут быть запротоколированы;
- последствия любых изменений могут быть определены еще до их внесения, поскольку в системном каталоге зафиксированы все существующие элементы данных, установленные между ними связи, а также все их пользователи;
- меры обеспечения безопасности могут быть дополнительно усилены;
- появляются новые возможности организации поддержки целостности данных;
- может выполняться аудит сохраняемой информации.
3. Поддержка транзакций. СУБД должна иметь механизм, который гарантирует выполнение либо всех операций обновления данной транзакции, либо ни одной из них. Транзакция представляет собой набор действий, выполняемых отдельным пользователем или прикладной программой с целью доступа или изменения содержимого базы данных (например, удаление сведений о сотруднике из база данных и передача ответственности за всю курируемую им работу другому сотруднику). Если во время выполнения транзакции произойдет сбой, например, из-за выхода из строя компьютера, база данных попадет в противоречивое состояние, поскольку некоторые изменения уже будут внесены, а остальные - нет. В этом случае все частичные изменения должны быть отменены для возвращения базы данных в исходное непротиворечивое состояние.
4. Сервисы управления параллельностью. СУБД должны иметь механизм, который гарантирует корректное обновление базы данных при параллельном выполнении операций обновления многими пользователями. Одна из основных целей создания и использования СУБД заключается в том, чтобы множество пользователей могло осуществлять доступ к совместно обрабатываемым данным. Параллельный доступ сравнительно просто организовать, если все пользователи выполняют только чтение данных. Конфликтные ситуации с нежелательными последствиями легко могут возникнуть, когда два и более пользователей пытаются обновить данные. СУБД должна гарантировать, что при одновременном доступе к базе данных многих пользователей таких конфликтов не произойдет.
5. Сервисы восстановления. СУБД должна предоставлять средства восстановления базы данных на случай какого-либо ее повреждения или разрушения. Сбой может произойти в результате выхода из строя системы или запоминающего устройства, возможны ошибки аппаратного и программного обеспечения, которые могут привести к останову СУБД. К тому же пользователь может потребовать отмены операции. Во всех подобных случаях СУБД должна предоставить механизм восстановления базы данных и возврата к ее непротиворечивому состоянию. Сервисы восстановления тесно связаны с управлением транзакциями.
6. Сервисы контроля доступа к данным. СУБД должна иметь механизм, гарантирующий возможность только санкционированного доступа к базе данных. Иногда требуется скрыть некоторые хранимые в базе данных сведения от других пользователей. Кроме того, базу данных следует защитить от любого несанкционированного доступа. Термин безопасность относится к защите базы данных от преднамеренного или случайного несанкционированного доступа.
7. Поддержка обмена данными. СУБД должна обладать способностью к интеграции с коммуникационным программным обеспечением. Большинство пользователей осуществляют доступ к базе данных с помощью терминалов. Иногда эти терминалы подсоединены непосредственно к компьютеру с СУБД. В других случаях терминалы могут находиться на значительном удалении и обмениваться данными с компьютером, на котором располагается СУБД, через сеть. В любом случае СУБД получает запросы в виде сообщений обмена данными (communications messages) и аналогичным образом отвечает на них. Такая передача данных управляется менеджером обмена данными. Хотя этот менеджер не является частью собственно СУБД, тем не менее, чтобы быть коммерчески жизнеспособной, любая СУБД должна обладать способностью интеграции с разнообразными существующими менеджерами обмена данными. Даже СУБД для персональных компьютеров должны поддерживать работу в локальной сети, чтобы вместо нескольких баз данных для каждого пользователя можно было установить одну централизованную базу данных и использовать ее как общий ресурс для всех пользователей. При этом предполагается, что не база данных должна быть распределена в сети, а удаленные пользователи должны иметь возможность доступа к централизованной базе данных. Такая топология называется распределенной обработкой.
8. Службы поддержки целостности данных. СУБД должна обладать инструментами контроля за тем, чтобы данные и их изменения соответствовали заданным правилам. Целостность базы данных означает корректность и непротиворечивость хранимых данных. Она может рассматриваться как еще один тип защиты базы данных, но в более широком смысле целостность связана с качеством самих данных. Целостность обычно выражается в виде ограничений или правил сохранения непротиворечивости данных (например, сотрудник не имеет права работать больше, чем на полторы ставки в данной организации).
9. Службы поддержки независимости от данных. СУБД должна обладать инструментами поддержки независимости программ от фактической структуры базы данных. Обычно она достигается за счет реализации механизма поддержки представлений или подсхем. Физическая независимость от данных достигается достаточно просто, что нельзя сказать о логической независимости от данных. Как правило, система легко адаптируется к добавлению нового объекта, атрибута или связи, но не к их удалению. В некоторых системах вообще запрещается вносить любые изменения в уже существующие компоненты логической схемы.
10. Вспомогательные службы. СУБД должна предоставлять некоторый набор различных вспомогательных служб. Вспомогательные утилиты обычно предназначены для оказания помощи администратор БД (АБД) в эффективном администрировании базы данных. (-(-( Приведем примеры таких утилит:
- утилиты импортирования, предназначенные для загрузки данных из плоских файлов или других СУБД, а также утилиты экспортирования, которые служат для выгрузки базы данных в плоские файлы или другие СУБД;
- средства мониторинга, предназначенные для отслеживания характеристик функционирования и использования базы данных;
- программы статистического анализа, позволяющие оценить производительность или степень использования базы данных;
- инструменты реорганизации индексов, предназначенные для перестройки индексов и обработки случаев их переполнения;
- инструменты сборки мусора и перераспределения памяти для физического устранения удаленных записей с запоминающих устройств, объединения освобожденного пространства и перераспределения памяти в случае необходимости.
Подобные документы
Теоретические основы проектирования баз данных. Файл-серверные приложения и "настольные" СУБД. Архитектура клиент-сервер, серверы БД и инструментальные средства. Основы работы с Microsoft Access, работа с таблицами, запросами, формами, отчетами.
учебное пособие [419,6 K], добавлен 05.11.2012Основные вехи на пути развития систем программирования. Microsoft Access - первая СУБД для персональных компьютеров, созданная для работы в среде Windows. Перенос файл-серверных приложений в среду клиент-сервер. Использование ActiveX Data Objects.
презентация [662,2 K], добавлен 11.04.2013Анализ архитектуры информационной системы, в структуру которой входят системы файл-сервер и клиент-сервер. Сравнение языков запросов SQL и QBE. Принципы разработки приложений архитектуры клиент-сервер при помощи структурированного языка запросов SQL.
курсовая работа [88,9 K], добавлен 11.04.2010Классификации баз данных и СУБД. Технология модели "клиент-сервер". Особенности языка структурированных запросов SQL. Структура и назначение операторов определения, манипулирования и управления данными. Разработка реляционной БД, создание SQL запросов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.08.2015Понятие и сущность базы данных, их классификация и характеристика. Системы управления базами данных. СУБД структуры "сервер-клиент", его суть. Microsoft Access - функционально полная реляционная СУБД. Предназначение СУБД Access, и описание ее работы.
реферат [44,3 K], добавлен 27.02.2009Варианты топологии одноранговой вычислительной сети, принцип работы распределенных пиринговых сетей. Использование в крупных сетях модели "клиент-сервер". Характеристика операционных систем с сетевыми функциями, многопроцессорная обработка информации.
творческая работа [51,8 K], добавлен 26.12.2011Теоретические основы организации локальных сетей. Общие сведения о сетях. Топология сетей. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях. Обзор программных средств. Аутентификация и авторизация. Система Kerberos. Установка и настройка протоколов сети.
курсовая работа [46,3 K], добавлен 15.05.2007Виды связей между объектами в системе управления базами данных MS Access. Ввод и редактирование данных в таблицах, обработка информации базы данных. Архитектура БД по принципу файл-сервер. Создания формы в окне базы данных, использование отчетов.
презентация [511,9 K], добавлен 20.01.2014Проектирование информационной системы на основе архитектуры "файл-сервер", "клиент-сервер", многоуровневой архитектуры, Intranet-системы. Преимущества и недостатки файл-серверного подхода при обеспечении многопользовательского доступа к базе данных.
лабораторная работа [220,5 K], добавлен 02.02.2015Описания программного продукта компании 1С, предназначенного для быстрой разработки прикладных решений. Исследование типов архитектур построения баз данных. Технология с сетью и файловым сервером. Анализ особенностей трехзвенной архитектуры клиент-сервер.
курсовая работа [401,4 K], добавлен 12.01.2015