Система управления базами данных ADABAS

СУБД ADABAS (Adaptable Data Base System) разработана и раз­вивается Американо-германским предприятием Software AG of North America (SAG) и представляет собой систему программирова­ния ИС классической структуры [31].

ADABAS — постреляционная система управления базами данных компании, работает в приложениях, которые предполагают обработ­ку больших объемов данных, а также большое количество одновре­менно работающих пользователей (Online Transaction Processing — OLTP:). ADABAS является одной из наиболее распространенных СУБД на мэйнфреймах (больших ЭВМ).

ADABAS работает на платформах Windows NT, Unix, Open VMS, AS/400, BS2000, MVS, VSE, VM, OS/390 и др. Он поддерживает различные механизмы параллельной обработки, в частности SMP (Symmetric Multi-Processing) и Sysplex-архитектуру фирмы IBM.

ADABAS разработан и оптимизирован таким образом, чтобы обеспечить максимальную производительность для критически важных приложений, используя относительно небольшое количест­во вычислительных ресурсов. ADABAS разработан для средних и больших предприятий, которым требуется СУБД, позволяющая ра­ботать тысячам пользователей при необходимости быть в рабочем состоянии 24 ч в сутки 7 дней в неделю (24x7) с минимальным вре­менем простоя.

Иллюстрацией может служить Европейское правительственное агентство, где с одной ADABAS-системой одновременно работают К) 000 пользователей, используя мощное финансовое приложение, которое обрабатывает около 200 млн. запросов в день.

Основные конструктивные особенности, обеспечивающие высо­кую эффективность СУБД ADABAS:

• вложенные отношения позволяют уменьшать схему базы данных и увеличивать количество данных, передаваемых за одну
операцию ввода-вывода;

• автоматическое не зависимое от платформы сжатие данных
требует меньшего объема памяти для хранения и позволяет
оптимизировать процедуры ввода-вывода информации;

• обусловленное спецификой приложений использование раз­
личных типов памяти ЭВМ сокращает время обработки данных и уменьшает число операций ввода-вывода;

• использование многопроцессорных систем позволяет увели­чить производительность;

• блокировки доступа к данным на уровне строки (записи) в
многопользовательском режиме снижают коллизии доступа к
базам данных и улучшают условия для параллельной обработки данных.

Подобно РСУБД, ADABAS хранит данные в таблицах, где строкам соответствуют отдельные записи, а столбцам — поля.

Отличия ADABAS от РСУБД заключаются в следующем:

• отношения могут храниться как вложенные отношения/таблицы, что приводит к сокращению использования ресурсов ЭВМ по сравнению с традиционными РСУБД;

• поддерживаются иерархические поля с возможностью иметь до
200 экземпляров значений такого поля внутри одной записи.

Способы хранения и доступа к данным в ADABAS отделены от особенностей конкретных физических носителей, что делает его гибким и эффективным.

Технология, лежащая в основе ADABAS, прекрасно соответст­вует новым требованиям, например, в области мультимедиа-дан­ных, в области управления документами и других. ADABAS поддер­живает различные модели и структуры данных, которые могут быть специально спроектированы для работы с разными видами прило­жений. Модуль ADABAS Text Retrieval (TRS) предназначен для хра­нения и поиска свободных, неформатированных текстов. ADABAS SQL Server дает возможность использовать ADABAS в рамках стан­дарта ANSI SQL. Доступ к данным, хранящимся в ADABAS, можно осуществлять с помощью:

• Natural (4GL — язык 4-го поколения) в случае OLTP-приложений (основной метод);

• SQL в случае не-OLTP-приложений;

• ODBC в случае Windows-приложений;

• JDBC для Java-приложений.

Приложения, разработанные на Natural, легко масштабируются и переносятся на другие платформы. Natural является прекрасным средством для разработки распределенных приложений. С помощью Natural удобно работать не только с ADABAS, но и со всеми основ­ными СУБД на мэйнфреймах, Unix и Windows-системах. Natural поддерживает стандарт SQL2 и имеет возможность использовать диалекты основных РСУБД.

Для упрощения интеграции серверов приложений с персональ­ными компьютерами NaturalX поддерживает технологию DC0M фирмы Microsoft, что делает возможным использование компонент­ного подхода при разработке информационных систем. Созданные ранее приложения могут быть снабжены DCOM-интерфейсами и использованы в качестве компонентов при разработке новых ин­формационных систем. Кроме того, к приложениям, написанным на Natural, можно получить доступ через Web и Интернет.

Логическая структура БД ADABAS. База данных ADABAS может рассматриваться как в логическом, так и в физическом аспектах (рис. 2.4, табл. 2.2). На логическом уровне БД представляет собой совокупность логических файлов, содержащих записи, включающие поля различных типов.

Логический файл (ADABAS-файл) — набор данных, состоящий из записей одинакового формата, в совокупности с описанием этих данных и их взаимосвязей. Файлу соответствует уникальный номер.

Запись — совокупность логически связанных данных, ISN (Internal Sequence Number, или ВНЗ — внутренний номер записи) — уникальный для данного файла номер записи, который СУБД на­значает всякой новой записи.

Рис. 2.4. Структура БД: а — логическая; б — физическая

Поле записи — низший уровень, на котором данные определя­ются в записях логических файлов.

Имя поля (внутреннее имя поля) — двухсимвольный идентифи­катор, уникальный для файла.

Групповое поле — последовательность нескольких рядом распо­ложенных полей, определенных как целое, с одним именем.

Периодическая группа — групповое поле, допускающее повторе­ние. Каждая реализация группы (либо элементарного поля, входя­щего в группу) идентифицируется индексом.

Периодическая группа может включать множественные поля.

Множественное поле — поле, содержащее более чем одно значе­ние.

Дескриптор (обычный дескриптор) — поле, содержание которо­го инвертируется, запоминается в Ассоциаторе и используется в ко­мандах FIND, READ LOGICAL, HISTOGRAM.

Субдескриптор — определенная часть, порция поля, содержимое которой инвертировано и хранится в Ассоциаторе.

Супердескриптор — соединенные вместе определенные порции нескольких полей, образующие некоторое значение, которое инвер­тируется. Поля, не являющиеся дескрипторами, могут являться ис­точниками супердескрипторов и субдескрипторов.

Связанные файлы — в системе может быть реализовано физиче­ское связывание ADABAS-файлов, после осуществления которого появляется возможность «связанного поиска», при котором в поис­ковом критерии используются поля нескольких файлов (см. find... coupled в описании Natural).

Перечисленные выше понятия относятся к физическому уров­ню доступа к данным по номеру файла и внутреннему имени поля, осуществляемому обращением к БД через ядро из программы поль­зователя. Средства обрамления ядра используют в своей работе те или иные разновидности словаря данных.

Словарь данных — описание на логическом уровне файлов, по­лей и форматов с целью управления представлением данных и обра­щения к ним в средствах обрамления ядра.

Физическая структура БД ADABAS. Физически БД включает пять наборов данных на МД: три обязательных (ASSO, DATA, WORK) и два вспомогательных, используемых утилитами системы.

Ассоциатор (ASSO) — часть физической БД, используемая ядром системы для определения адресов записей. Ассоциатор включает следующие компоненты: 1. Ассоциативную сеть, или группу инвертируемых списков, ка­ждый из которых представляет собой совокупность внутренних но­меров записей (ISN), построенную для одного значения поискового инвертированного поля (дескриптора), т. е. перечень записей дан­ного файла, имеющих определенное значение некоторого дескрип­тора. Доступ к инвертируемым спискам осуществляется по имени и значению дескриптора посредством многоуровневой индексной таб­лицы. Индексная таблица ассоциатора ведется автоматически, корректируясь при каждом изменении значений дескрипторов в фай­лах, добавлении и удалении записей;

2. Конвертор адресов, вычисляющий по ISN физический адрес
блока хранения записей в области DATA.

3. Таблицу описания полей (ТОП — FDT) — средство определения структуры записи файла СУБД, такая информация о полях, как
имя, длина, тип, вводится и запоминается при первоначальной за­грузке файла.

3. Область хранения данных (DATA) — часть БД, используемая
для размещения хранимых записей. Записи хранятся в сжатом фор­
мате, в виде строк переменной длины. Сжатие данных скрыто от
пользователя, поскольку СУБД выдает поля в представлениях пользователя. Принцип упаковки данных: исключение замыкающих
пробелов в текстовых полях и ведущих нулей в текстовых полях.

4. Рабочую область (WORK) — используется для размещения
промежуточных результатов при работе Ядра системы.

5. Временные необязательные наборы (TEMP и SORT) используются для сортировки дескрипторов и размещения промежуточных
данных при работе утилит.

Форматы языка Natural. Пользователю Natural предоставляется в распоряжение язык программирования (часто именуемый также Natural), позволяющий готовить исходные программные модули, работающие с БД и реализуемые в пакетном или диалоговом режи­мах. Пользователь может выполнять отдельные команды (операто­ры) в режиме транзакций.

Конструкции языка Natural строятся с использованием операн­дов и операторов.

Операндами могут быть:

• файлы и поля БД;

• системные переменные: *.isn (номер обрабатываемой записи),
^number (число записей, выбранных операторами find,
histogram) и др.;

• стандартные системные функции: max, min, count, aver
(максимальное, минимальное, среднее значение арифметического поля или переменной по всем или части прочитанных
записей), *date, *time (текущая дата, время) и др.;

• числовые, символьные, шестнадцатеричные строки и константы;

• числовые, символьные, шестнадцатеричные переменные, объявленные программистом.

Операторы языка разделяются на следующие группы:

• спецификация режима работы — set globals;

• выбор данных из БД — find, read, histogram;

• ВВОД/ВЫВОД — INPUT, REINPUT, WRITE, DISPLAY, NEWPAGE,

Skip и пр.;

• управление программой — accept/reject, end, for, loop,
do/doend;

• условия — at break of, at start/end of data, if, at

TOP/END PAGE;

• арифметика/назначения — compute, compress, reset, move
и пр.;

• модификация БД — delete, update, store, а также ряд
других.

Ниже приведены краткие описания форматов языка с использо­ванием IBM-нотации: квадратные скобки [ ] означают необязатель­ность присутствия указанного в них элемента конструкции; фигур­ные { } — обязательность выбора одной из альтернатив; многоточие... — повторение элемента.

Оператор set globals управляет установкой глобальных опций программы. Основные из них:

• LS (LineSize)— размер строки выходного отчета (1 — 132);

• Мт (MaxTime)— максимальное процессорное время, используемое программой (с);

• SF (SpaceFactor) — расстояние между колонками выходно­го отчета;

• PS (PageSize) - размер страницы отчета (1—250);

• lt (LimiT) — максимальное число записей, считываемых командами READ, FIND ИЛИ HISTOGRAM И Др.

Выборка записей:

Оператор считывает значения «дескриптора» из «файла» и опре­деляет частоты этих значений (при необходимости они могут быть извлечены и обработаны); количество значений регулируется так же, как и в READ:

Форматы «критерия-поиска» являются стандартными для всех интерфейсов ADABAS и отражают логику работы Ядра:

Оператор read задает считывание записей из «файла» в физиче­ском (по возрастанию ISN) или логическом (по возрастанию значе­ний «дескриптора») порядке в интервале от «поле-1» до «поле-2»; при необходимости число обрабатываемых записей задается «огра­ничением».

Оператор инициирует цикл обработки, заканчивающийся либо с исчерпанием всех записей «файла», удовлетворяющих «критерию поиска» и/или «логическому критерию» как в основном («файл-1») гак и в зависимом («файл-2») файле (если в БД существуют связан­ные файлы). При необходимости записи сортируются по 1—3 деск­рипторам «файла-1» по возрастанию или убыванию значений. Если и «файле-1» нет соответствующих значений, может предусматри­ваться выполнение «оператора».

«Логический критерий» является обобщением «критерия-поис­ка» и разрешает присутствие в правой части выражения не только «дескриптора», но и простого «поля» или переменной пользователя. Кроме того, этот тип логического выражения допускает сканирова­ние или маскирование (поиск в левой части выражения строки, со­держащейся в левой части).

Кроме оператора find «логический критерий» используется в конструкциях if.

Ввод/вывод данных (рассматриваются только некоторые операторы вывода и управление ими).

Оператор format устанавливает опции отчета:

• ES (EmptySuppress) — подавление печати пустых строк;

• IS (identicalSuppres) — заполнение пробелами идентич­ных значений в столбце;

• МР (MaxPages) — максимальное число страниц в отчете;

• ZP (ZeroPress) — подавление печати нулей;

• AL, NL (AlphabeticLehgth, NumericLength) — задание ширины колонки отчета для символьных и численных дан­ных.

Оператор display имеет следующий основной синтаксис:

Здесь — «опции-отчета» и «опции-поля» в основном совпадают с опциями оператора format, однако они распространяются на данный отчет и/или конкретные поля; Операторы notitle, nohdr запрещают печать заголовка отчета и столбцов соответственно; пХ, пТ управляют пропуском n символов и табуляцией до позиции n;

«текст», помещенный непосредственно перед «полем», переоп­ределяет заголовок столбца (HDR);

«/» задает перевод строки и соответственно вертикальную пе­чать значений полей в столбце. Модификация write отличается от оператора display тем, что разрешает переполнение строки отчета и не обеспечивает автоматическую генерацию заголовка, write title /trailer задает печать выводимых строк в начале/конце ка­ждой страницы отчета (рис. 2.5).

Управление программой. Оператор end задает конец программы и закрывает все незакрытые циклы, loop — закрывает

Рис. 2.5. Основные понятия, связанные со структурой страницы отчета. Здесь HDR — или «текст» из оператора DISPLAY, или название переменной или имя поля из Словаря Данных

соответствующий цикл, группа do/doend задает блок связанных операторов:

DO "оператор -1",…...,. "оператор-N" DOEND.

accept/reject IF "логич. критерий" — продолжение/прекращение обработки записи.

Оператор for имеет следующий формат:

Операторы условий:

IF "логич. критерий" [THEN] "оператор" — основной ус­ловный оператор;

перед считыванием первой записи цикла или после считывания по­следней записи;

вий при прерывании, т. е. изменении значения «поля» или «пере­менной» при сортировке записей или чтении в логическом порядке.

Арифметика и пересылки:

reset — инициализация полей;

compute "переменная" = "выражение" — вычисление и присвое­ние значения «выражения» «переменной». При построении выраже­ния используются знаки (,), +, —, * (умножение), ** (возведение в целую степень), и функция SQRT (извлечение квадратного корня).

Оператор compress имеет формат:

и осуществляет пересылку (сжатие) нескольких операндов в алфа­витно-цифровое поле. Опция leaving NO SPACES подавляет разде­ление операндов пробелом. Оператор redefine:

используется для переопределения левого оператора по байтам сле­ва направо с помощью оператора списка правой части. Для обозна­чения символов-заполнителей, которые в переопределяемом поле должны пропускаться, используется запись nХ.

Дата добавления: 2015-07-20