История баз данных

 

Но и в этот период появлялись любители, которые вопреки здравому смыслу разрабатывали собственные  СУБД, используя стандартные языки  программирования. Это был тупиковый  вариант, потому что дальнейшее развитие показало, что перенести данные из нестандартных форматов в новые  СУБД было гораздо труднее, а в  некоторых случаях требовало  таких трудозатрат, что легче  было бы все разработать заново, но данные все равно надо было переносить на новую более перспективную  СУБД. И это тоже было результатом  недооценки тех функций, которые  должна была выполнять СУБД.

 

Особенности этого этапа  следующие:

Все СУБД были рассчитаны на создание БД в основном с монопольным  доступом. И это понятно. Компьютер  персональный, он не был подсоединен  к сети, и база данных на нем создавалась  для работы одного пользователя. В  редких случаях предполагалась последовательная работа нескольких пользователей, например, сначала оператор, который вводил бухгалтерские документы, а потом  главбух, который определял проводки, соответствующие первичным документам.

Большинство СУБД имели развитый и удобный пользовательский интерфейс. В большинстве существовал интерактивный  режим работы с БД как в рамках описания БД, так и в рамках проектирования запросов. Кроме того, большинство СУБД предлагали развитый и удобный инструментарий для разработки готовых приложений без программирования. Инструментальная среда состояла из готовых элементов приложения в виде шаблонов экранных форм, отчетов, этикеток (Labels), графических конструкторов запросов, которые достаточно просто могли быть собраны в единый комплекс.

Во всех настольных СУБД поддерживался  только внешний уровень представления  реляционной модели, то есть только внешний табличный вид структур данных.

При наличии высокоуровневых  языков манипулирования данными  типа реляционной алгебры и SQL в  настольных СУБД поддерживались низкоуровневые языки манипулирования данными  на уровне отдельных строк таблиц.

В настольных СУБД отсутствовали  средства поддержки ссылочной и  структурной целостности базы данных. Эти функции должны были выполнять  приложения, однако скудость средств  разработки приложений иногда не позволяла  это сделать, и в этом случае эти  функции должны были выполняться  пользователем, требуя от него дополнительного  контроля при вводе и изменении  информации, хранящейся в БД.

Наличие монопольного режима работы фактически привело к вырождению функций администрирования БД и  в связи с этим — к отсутствию инструментальных средств администрирования  БД.

И, наконец, последняя и  в настоящий момент весьма положительная особенность — это сравнительно скромные требования к аппаратному обеспечению со стороны настольных СУБД. Вполне работоспособные приложения, разработанные, например, на Clipper, работали на PC 286.

В принципе, их даже трудно назвать  полноценными СУБД. Яркие представители  этого семейства — очень широко использовавшиеся до недавнего времени  СУБД Dbase (DbaseIII+, DbaselV), FoxPro, Clipper, Paradox.

 

Распределенные базы данных

 

Хорошо известно, что история  развивается по спирали, поэтому  после процесса «персонализации» начался  обратный процесс — интеграция. Множится количество локальных сетей, все больше информации передается между  компьютерами, остро встает задача согласованности данных, хранящихся и обрабатывающихся в разных местах, но логически друг с другом связанных, возникают задачи, связанные с  параллельной обработкой транзакций —  последовательностей операций над  БД, переводящих ее из одного непротиворечивого  состояния в другое непротиворечивое состояние. Успешное решение этих задач  приводит к появлению распределенных баз данных, сохраняющих все преимущества настольных СУБД и в то же время  позволяющих организовать параллельную обработку информации и поддержку  целостности БД.

 

Особенности данного этапа:

Практически все современные  СУБД обеспечивают поддержку полной реляционной модели, а именно:

структурной целостности  — допустимыми являются только данные, представленные в виде отношений  реляционной модели;

языковой целостности, то есть языков манипулирования данными  высокого уровня (в основном SQL);

ссылочной целостности, контроля за соблюдением ссылочной целостности в течение всего времени функционирования системы, и гарантий невозможности со стороны СУБД нарушить эти ограничения.

Большинство современных  СУБД рассчитаны на многоплатформенную архитектуру, то есть они могут работать на компьютерах с разной архитектурой и под разными операционными системами, при этом для пользователей доступ к данным, управляемым СУБД на разных платформах, практически неразличим.

Необходимость поддержки  многопользовательской работы с  базой данных и возможность децентрализованного  хранения данных потребовали развития средств администрирования БД с  реализацией общей концепции  средств защиты данных.

Потребность в новых реализациях  вызвала создание серьезных теоретических  трудов по оптимизации реализаций распределенных БД и работе с распределенными  транзакциями и запросами с внедрением полученных результатов в коммерческие СУБД.

Для того чтобы не потерять клиентов, которые ранее работали на настольных СУБД, практически все  современные СУБД имеют средства подключения клиентских приложений, разработанных с использованием настольных СУБД, и средства экспорта данных из форматов настольных СУБД второго  этапа развития.

Именно к этому этапу  можно отнести разработку ряда стандартов в рамках языков описания и манипулирования  данными начиная с SQL89, SQL92, SQL99 и технологий по обмену данными между различными СУБД, к которым можно отнести и протокол ODBC (Open DataBase Connectivity), предложенный фирмой Microsoft.

Именно к этому этапу  можно отнести начало работ, связанных  с концепцией объектно-ориентированных  БД — ООБД. Представителями СУБД, относящимся ко второму этапу, можно  считать MS Access 97 и все современные серверы баз данных Oracle7.3,Oracle 8.4 MS SQL6.5, MS SQL7.0, System 10, System 11, Informix, DB2, SQL Base и другие современные серверы баз данных, которых в настоящий момент насчитывается несколько десятков.

 

 

 

Перспективы развития систем управления базами данных

 

Этот этап характеризуется  появлением новой технологии доступа  к данным — интранет. Основное отличие этого подхода от технологии клиент-сервер состоит в том, что отпадает необходимость использования специализированного клиентского программного обеспечения. Для работы с удаленной базой данных используется стандартный броузер Интернета, например Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator, и для конечного пользователя процесс обращения к данным происходит аналогично скольжению по Всемирной Паутине (см. рис. 1.1). При этом встроенный в загружаемые пользователем HTML-страницы код, написанный обычно на языке Java, Java-script, Perl и других, отслеживает все действия пользователя и транслирует их в низкоуровневые SQL-запросы к базе данных, выполняя, таким образом, ту работу, которой в технологии клиент-сервер занимается клиентская программа. Удобство данного подхода привело к тому, что он стал использоваться не только для удаленного доступа к базам данных, но и для пользователей локальной сети предприятия. Простые задачи обработки данных, не связанные со сложными алгоритмами, требующими согласованного изменения данных во многих взаимосвязанных объектах, достаточно просто и эффективно могут быть построены по данной архитектуре. В этом случае для подключения нового пользователя к возможности использовать данную задачу не требуется установка дополнительного клиентского программного обеспечения. Однако алгоритмически сложные задачи рекомендуется реализовывать в архитектуре «клиент-сервер» с разработкой специального клиентского программного обеспечения.

 

У каждого из вышеперечисленных  подходов к работе с данными есть свои достоинства и свои недостатки, которые и определяют область  применения того или иного метода, и в настоящее время все  подходы широко используются.

 

 

Рис. 1.1. Взаимодействие с  базой данных в технологии интранет

 

Контрольные вопросы

Найдите сходства первого  и четвертого этапов развития.

Найдите отличия первого  и третьего этапов развития.

Если при использовании  файловых систем для параллельного  доступа пользователей создавать  копии файлов для каждого пользователя, может ли это ускорить параллельную р

Информационные системы:

CASE-технологии 

 Visual Foxpro 7. Введение. Самоучитель

Структуризированный язык запросов (SQL). Стандарт

Структуризированный язык запросов (SQL). Пособие

Физическая структура  данных в SQL Server 7.0

Основы проектирования реляционных  баз данных. Пособие 

Базы данных. Лекции

Информационная безопасность

 

 Основные понятия  и определения

 

Современные авторы часто  употребляют термины «банк данных»  и «база данных» как синонимы, однако в общеотраслевых руководящих  материалах по созданию банков данных Государственного комитета по науке и технике (ГКНТ), изданных в 1982 г., эти понятия различаются. Там приводятся следующие определения банка данных, базы данных и СУБД:

 

Банк данных (БнД) — это система специальным образом организованных данных — баз данных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

 

База данных (БД) — именованная  совокупность данных, отражающая состояние  объектов и их отношений в рассматриваемой  предметной области.

 

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и  программных средств, предназначенных  для создания, ведения и совместного  использования БД многими пользователями.

 

Сухой канцелярский язык труден для восприятия, но эти определения  четко разграничивают назначение всех трех базовых понятий, и мы можем  принять их за основу.

 

Программы, с помощью которых  пользователи работают с базой данных, называются приложениями. В общем  случае с одной базой данных могут  работать множество различных приложений. Например, если база данных моделирует некоторое предприятие, то для работы с ней может быть создано приложение, которое обслуживает подсистему учета кадров, другое приложение может  быть посвящено работе подсистемы расчета  заработной платы сотрудников, третье приложение работает как подсистемы складского учета, четвертое приложение посвящено планированию производственного  процесса. При рассмотрении приложений, работающих с одной базой данных, предполагается, что они могут  работать параллельно и независимо друг от друга, и именно СУБД призвана обеспечить работу множества приложений с единой базой данных таким образом, чтобы каждое из них выполнялось  корректно, но учитывало все изменения  в базе данных, вносимые другими  приложениями

 

 

 

Что такое проект? Это схема  — эскиз некоторого устройства, который в дальнейшем будет воплощен в реальность. Что такое проект реляционной базы данных? Это набор  взаимосвязанных отношений, в которых определены все атрибуты, заданы первичные ключи отношений и заданы еще некоторые дополнительные свойства отношений, которые относятся к принципам поддержки целостности и будут более подробно рассмотрены в главе 9. Почему именно взаимосвязанных отношений? Потому что при выполнении запросов мы производим объединение отношений и одни и те же значения должны в разных отношениях-таблицах обозначаться одинаково. Действительно, если мы в одной таблице оценки будем обозначать цифрами, а в другой словами «отлично», «хорошо» и т. д., то мы не сможем объединить эти таблицы по столбцу Оценка, хотя по смыслу это для нас одно и то же, но то, что интуитивно понятно человеку, совсем не понятно «умному» компьютеру. Это проблема систем с искусственным интеллектом, которые могут решать весьма сложные интеллектуальные задачи, трудные для рядового инженера, но иногда пасуют перед простейшими интуитивными ассоциациями, понятными любому школьнику. И это необходимо учитывать. Поэтому проект базы данных должен быть очень точен и выверен. Фактически проект базы данных — это фундамент будущего программного комплекса, который будет использоваться достаточно долго и многими пользователями. И как в любом здании, можно достраивать мансарды, переделывать крышу, можно даже менять окна, но заменить фундамент, не разрушив всего здания, невозможно. Этапы жизненного цикла базы данных изображены на рис. 6.1. Они аналогичны, в основном, развитию любой программной системы, однако в них есть определенная специфика, касающаяся только баз данных. Более подробно мы будем рассматривать этапы жизненного цикла БД в следующих разделах учебного пособия, потому что термины, которые мы вынуждены применять при этом описании, пока еще неизвестны нашим читателям.

 

Пример описания предметной области

 

Пусть требуется разработать  информационную систему для автоматизации  учета получения и выдачи книг в библиотеке. Система должна предусматривать  режимы ведения системного каталога, отражающего перечень областей знаний, по которым имеются книги в  библиотеке. Внутри библиотеки области  знаний в систематическом каталоге могут иметь уникальный внутренний номер и полное наименование. Каждая книга может содержать сведения из нескольких областей знаний. Каждая книга в библиотеке может присутствовать в нескольких экземплярах. Каждая книга, хранящаяся в библиотеке, характеризуется  следующими параметрами:

уникальный шифр;

название;

фамилии авторов (могут отсутствовать);

место издания (город);

издательство;

год издания;

количество страниц;

стоимость книги;

количество экземпляров  книги в библиотеке.

 

Книги могут иметь одинаковые названия, но они различаются по своему уникальному шифру (ISBN).

 

В библиотеке ведется картотека  читателей.

 

На каждого читателя в  картотеку заносятся следующие  сведения:

фамилия, имя, отчество;

домашний адрес;

телефон (будем считать, что  у нас два телефона — рабочий  и домашний);

дата рождения.

 

Каждому читателю присваивается  уникальный номер читательского  билета. Каждый читатель может одновременно держать на руках не более 5 книг. Читатель не должен одновременно держать  более одного экземпляра книги одного названия.

 

Каждая книга в библиотеке может присутствовать в нескольких экземплярах. Каждый экземпляр имеет  следующие характеристики:

уникальный инвентарный  номер;

шифр книги, который совпадает  с уникальным шифром из описания книг;

место размещения в библиотеке.

 

В случае выдачи экземпляра книги читателю в библиотеке хранится специальный вкладыш, в котором  должны быть записаны следующие сведения:

номер билета читателя, который  взял книгу;

дата выдачи книги;

дата возврата.

 

Предусмотреть следующие  ограничения на информацию в системе:

Книга может не иметь ни одного автора.

В библиотеке должны быть записаны читатели не моложе 17 лет.

В библиотеке присутствуют книги, изданные начиная с 1960 по текущий  год.

Каждый читатель может  держать на руках не более 5 книг.

Каждый читатель при регистрации  в библиотеке должен дать телефон  для связи: он может быть рабочим  или домашним.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ссылки

http://panoramayrokov.narod.ru/a3.htm