Проблема форматно независимого доступа к данным и технология ODBC

Процесс разработки и развития любой СУБД неизбежно приводит к необходимости решать проблему взаимодействия с данными, созданными и управляемый в рамках других программных систем, или, как еще говорят, к проблеме доступа к внешним источникам данных. Это, в свою очередь, определяет принципиальное требование, которому должны удовлетворять прикладные СУБД. Программные процедуры обработки информации, создаваемые в рамках СУБД, должны быть максимально независимыми от формата хранимых данных.

Выполнение этого принципа позволяет:

• о первых, с наименьшими затратами осуществлять переход от одной СУБД к другой, потребность в чем, допустим, возникает при масштабировании ранее созданного программного обеспечения для предприятий и фирм качественно иного размера
• во вторых, успешно решать задачи интеграции двух и более независимых программных систем

Важнейшим инструментом форматно независимого доступа к данным из программ стала технология ODBC (Open Data Base Connectivity), созданная фирмой Microsoft. Ее принципиальная схема изображена на рис. Как следует из него, в рамках ODBC:

• программное приложение непосредственно взаимодействует с диспетчером драйверов, посылая ему ODBC-вызовы
• диспетчер драйверов отвечает за динамическую загрузку нужного ODBC-драйвера, через который обращается к СУБД (серверу баз данных)
• ODBC-драйвер выполняет все вызовы ODBC-функций, "переводит" их на язык источника данных
• СУБД хранит и выводит данные в ответ на запросы со стороны ODBC-драйвера (или же возвращает код ошибки)

В настоящее время в состав подавляющего большинства систем управления данными входят соответствующие ODBC-драйверы.

Таким образом, при работе с базой данной через ODBC-драйвер она выступает как некоторый виртуальный источник данных, которым можно управлять с помощью SQL подобных команд.

Задание ODBC-источника данных (DSN - data source name) является действием, которое осуществляется средствами операционной системы, управляющей компьютером. В частности, в операционных средах Windows 95/Windows 98 для этого в Панели управления предусмотрен пункт Источники Данных ODBC (32 разр), из которого вызывается Администратор источников данных ODBC. С его помощью могут быть заданы:

• пользовательский DSN - источник данных, доступный только текущему пользователю на текущем компьютере
• файловый DSN - источник данных, которые могут применять совместно различные пользователи, у которых установлены одинаковые ODBC-драйверы
• системный DSN - источник данных, доступный всем пользователям и службам текущего компьютера

Доступ из MS Access к источникам данных в формате других программных приложений

В MS Access предусмотрены две принципиальные возможности работы с внешними данными. Это импорт данных и связь с внешними таблицами данных. Оба режима доступны из меню главного окна базы данных: Файл > Внешние данные.

В случае импорта происходит создание дубликата внешних данных во вновь создаваемой таблице. Среди преимуществ такого решения могут быть названы:

• доступность всего арсенала средств СУБД Access при манипуляциях импортированными данными
• высокое быстродействие при обращении к ним
• независимость от исходного источника данных

Однако, приобретая указанные преимущества, мы одновременно получаем и потенциальные проблемы, связанные с поддержанием актуальности и соответствия друг другу двух параллельных копий одной и той же информации. Очень часто подобные проблемы оказываются неразрешимыми.

Eсли актуальность данных является для нас критичным фактором, то необходимо использовать другой способ работы с внешними данными - связь. В этом случае в базе данных добавляется лишь ссылка на внешние источники данных и работа с ними происходит с помощью специальных драйверов. В поставку MS Access традиционно входят драйверы для работы с данными, созданными в форматах Paradox" Excel, dBase, FoxPRO, а также в текстовом (*.txt) и гипертекстовом (*.htm) форматах. Базы данных Paradox, Excel, dBase, FoxPRO и некоторых других форматов также называют базами данных с индексно-последовательной организацией (англ. - ISAM - Indexed Sequential Access Method). Специфические IS AM-драйверы, учитывающие конкретные особенности перечисленных форматов организации данных, как правило, обеспечивают высокую эффективность и быстродействие при работе с ними. Одновременно в Access существует возможность работы с обширным множеством универсальных источников данных, для которых установлены ODBC-драйверы. Для этого при указании типа файла, с которым устанавливается связь, необходимо выбрать Базы данных ODBC.

"Платой" за применение технологии связывания с внешними данными являются ограничения возможностей по управлению структурой добавляемых таблиц, а также зависимость от состояния самого внешнего источника, к которому мы подключаемся.

Технологические решения по организации доступа к данным

Рассмотрим чуть подробнее архитектуру доступа к данным в Access. Схематично она представлена на рис. В представленной схеме блок пользовательского интерфейса олицетворяет видимую часть СУБД, то есть то, с чем пользователь взаимодействует непосредственно (формы, отчеты и другие объекты). Под хранилищем данных понимаются файл (файлы), содержащие таблицы данных (например, в Access это mdb-файлы).

Хранилище - это некоторый пассивный элемент, в нем данные просто содержатся. Осуществлять манипуляции с ними - это задача процессора базы данных (или, как еще говорят, ядра базы данных). Он транслирует команды приложения в физические операции, непосредственно меняющие файл (файлы) хранилища данных. Основным достоинством описанной схемы является независимость приложения от типа базы данных, к которой она обращается: будут ли это данные во внутреннем формате Access или данные какой-то другой структуры - в приложении используются одни и те же объекты и методы доступа к ним.

В СУБД MS Access используется процессор, получивший название Jet (Join* Engine Technology). Он реализован в виде набора файлов динамически компонуемых библиотек (DLL), которые связываются с прикладной программой Access в период ее выполнения. В состав процессора Jet входят процессор запросов SQL и процессор обработки результатов, возвращаемых этими запросами.

Рассмотренная ранее модель объектного интерфейса доступа к данным ОАО представляет собой программную надстройку над процессором Jet. Jet также реализует описанные в 7.3.1 возможности по доступу к внешним данным в формате ISAM и источникам данных ODBC.

Для работы СУБД MS Access 97 был использован процессор Jet версии 3.5 для 32-разрядных приложений. Среди принципиальных преимуществ новой версии могут быть названы:

• ODBCDirect - альтернативный режим DAO, который предоставляет возможности прямого обращения к источникам данных ODBC в обход ядра Jet. Это позволяет в некоторых случаях оптимизировать процесс работы с данными за счет использования специфических характеристик удаленных ODBC-источников
• для баз данных, управляемых процессором Jet, определены новые объекты, свойства и методы, позволяющие использовать новые возможности частичной репликаций

Также следует отметить, что в Jet реализована технология Rushmore - специальная методика управления запросами, которая позволяет очень эффективно отбирать Наборы записей при использовании в их критериях определенных типов выражений.