Л. Партыка, И. И. Попов системы управления базами данных

Введение

• 
  технический период (приблизительно с 1946 по 1964 г.), в течение которого сложились основные представления о структуре универсальных электронных вычислительных машин (ЭВМ), определилась архитектура и типы устройств; • программный период (с 1954 по 1970 г.), за который выработалась современная классификация программных средств, их структур и взаимосвязей, сложились языки программирования, разработаны компиляторы и принципы процедур ной обработки;
  
• 
  информационный период (с 1970 г. по настоящее время) — в центре внимания исследователей и разработчиков оказываются структуры данных, языки описания (ЯОД) и манипулирования (ЯМД) данными, непроцедурные подходы к построению систем обработки информации;
  
• 
  гуманитарный период (с начала 90-х гг. прошлого века), связанный с резким возрастанием круга пользователей АИТ и повышением роли интерфейсных и навигационных возможностей соответствующих систем. Кроме этого, основные черты новых информационных технологий связаны с усилением персонального характера компьютера и расширением возможностей пользователя. Если традиционные системы были подчинены производителю информации и доводили одинаковое содержание до всех адресатов, то новые технологии направлены на индивидуального пользователя, предоставляя возможность получения информации, нужной именно ему. Заметим здесь, что каждый из перечисленных периодов был отмечен взрывообразным развитием и преимущественным влиянием соответствующего фактора информатизации:
  
• 
  аппаратурный фактор (технические средства информатизации);
  
• 
  программный (программные средства и системы);
  
• 
  информационный (собственно информация, т. е. сигналы, сообщения, массивы данных, файлы и базы данных);
  
• 
  человеческий фактор (интеллектуальные усилия и человеческий труд, затрачиваемые на решение задач предметной области).
  

«В 1953 г. ЭВМ с памятью 64 Кбайт стоила 1 млн. долл., сейчас она стоит менее 1 тыс. долл. Если бы автомобили раз­вивались в течение последних 20 лет теми же темпами, как компьютеры, то сегодня роллс-ройс стоил бы 3,0 долл., прохо­дил миллион миль на галлоне бензина, развивал мощность лайнера «Queen Elisabeth» и 2 автомобиля помещались бы на кончике пера».

Добавим здесь, что сегодняшние темпы еще выше. Напри­мер, если микропроцессор Pentium IV «Northwood» (2002 г.) со­держал 42 млн транзисторов, то Pentium IV «Prescott» (2004 г.) — 125 млн. [17].

Следом тянется программное обеспечение, являющееся «те­нью» своего «старшего брата» (известно, что с появлением но­вых процессоров многие приложения приходится перекомпили­ровать, несмотря на декларации разработчиков об «обратной со­вместимости»), затем — средства обработки и поиска данных (здесь большие трудности с управлением захлестывающим потоком мультимедийных данных). К сожалению, массовые пользо­ватели (несмотря на упомянутый взрывообразный рост их чис­ленности) являются самым «слабым» звеном всей этой цепочки.

Базы данных (БД) и системы управления ба­зами данных (СУБД) по своему происхождению относят­ся к 3-му этапу вышеприведенной периодизации. Они пережили бум и период взрывообразного развития в свое время и сейчас продолжают гармонично развиваться, следуя динамике роста технических средств и программного обеспечения.

Сегодня трудно себе представить сколько-нибудь значимую информационную систему, которая бы не имела в качестве ос­новы или важной составляющей базу данных. Концепции и тех­нологии баз данных складывались постепенно и всегда были тесно связаны с развитием систем автоматизированной обработ­ки информации. Создание баз данных после появления реляци­онного подхода превратилось из искусства в науку, но, как по­казала практика последних лет, все же окончательно его не ис­ключившая. Тем не менее сейчас это вполне сложившаяся дисциплина (хотя являющаяся скорее инженерной, чем чисто научной), основанная на достаточно формализованных подходах и включающая широкий спектр приемов и методов создания баз данных.

Назначение систем управления базами данных — обеспечение в течение длительного времени их сохранности, а также возможностей выборки и актуализации. Данные существу­ют всегда, пока есть потребность в их использовании, хотя ха­рактер использования и пути извлечения практической пользы могут быть самыми разными: от оперативной актуализации зна­чений до уничтожения данных, от их использования для совер­шенствования сложных систем управления до формирования «чемоданов компромата».

Базы данных в стремительно, а в какой-то степени и сумбур­но развивающихся информационных технологиях — это сравни­тельно консервативное направление, где СУБД и сами базы представляют собой «долговременные сооружения». Элементная база ЭВМ и парадигмы программирования меняются быстрее, чем хранимые данные теряют актуальность.

В таких условиях, в отличие от прикладных программистов, создатели баз данных (от разработчиков СУБД до администрато­ров БД) должны постоянно помнить о проблеме «наследствен­ности» — о том, как интегрировать в создаваемую систему на­следуемые данные, находящиеся под управлением устаревшей СУБД, и о том, как построить систему, чтобы вновь создаваемые данные могли быть, в свою очередь, наследованы следующим поколением систем и разработчиков.

Достаточно консервативны и концепции баз данных. Эта консервативность  не только следствие  свойства «долговечности», но и того факта, что базы вторичны по отношению к опи­сываемым ими реальным процессам и объектам, достаточно стабильным и типичным. Кроме того, модели данных строились в значительной степени «по аналогии» с организационными и технологическими структурами — иерархическими, сетевыми, матричными.

Широкое использование баз данных различными категория­ми пользователей привело, с одной стороны, к созданию интер­фейсов, требующих минимум времени на освоение средств управления системой, а с другой — к построению мощных, гиб­ких СУБД, имеющих в том числе развитые средства защиты дан­ных от случайного или преднамеренного разрушения. Появи­лись и средства автоматизации разработки, позволяющие соз­дать базу данных любому пользователю, даже не владеющему основами теории БД.

Возможности накапливать и оперативно обрабатывать боль­шие объемы информации, характеризующие деятельность пред­приятий за достаточно длительные периоды и в различных ас­пектах, дали новый импульс к развитию аналитических систем. Такого рода системы поддержки принятия решений обычно ис­пользуются для оценки и выбора альтернативных решений, про­гнозирования, идентификации объектов и состояний и т. д.

Базы данных — это уже достаточно хорошо проработанная научная дисциплина. Существует множество, в том числе и фундаментальных, работ и учебников (на материал которых ав­торы опирались при подготовке этого учебника и которые убе­дительно рекомендуют тем, кто серьезно интересуется этой про­блематикой), среди них необходимо выделить такие моногра­фии, как «Организация баз данных в вычислительных системах» Дж. Мартина, «Введение в системы баз данных» К. Дейта, «Ал­горитмы и структуры данных» Н. Вирта, «SQL» Дж. Гроффа и П. Вайнберга.

В первой главе определены основные понятия, относятся к базам и банкам данных, приведена классификация компонент систем управления данными, определены их назначение и ос­новные функции. Приведены типовые модели физической орга­низации данных, акцентирующие внимание на различиях в ва­риантах структур и связей. Рассматриваются схемы организации данных для линейных, иерархических и сетевых структур. Обсу­ждаются архитектуры организации данных на уровне файловых компонент. Примерные схемы управления данными в файловой системе ОС и СУБД дают для этих двух случаев наглядное пред­ставление о принципиальных различиях организации процессов и разделении функций между компонентами.

В приложениях приводятся глоссарий терминов, краткие ан­нотации команд и функций системы FoxPro, методические ука­зания по выполнению лабораторных работ, примеры отчетов о подобных лабораторных работах.

Авторы расположили материал в той исторической последовательности, в которой возникали и развивались соответствую­щие средства управления данными и их языковые средства. Это не значит, что читателю обязательно надо сначала прорываться сквозь дебри «сбалансированных деревьев» и «инверсных спи­сков». Он может сразу перейти к рассмотрению на примерах процессов создания и управления данными в различных сре­дах — FoxPro (гл. 3), MS SQL Server (гл. 4), а в случае необходимости — вернуться назад и поинтересоваться, «как оно там на самом деле устроено».

Учебное пособие базируется на материалах, накопленных авторами в процессе практической и исследовательской дея­тельности, а также преподавания в МИФИ, МИСИ, МЭСИ, РГГУ, РЭА им. Г. В. Плеханова, МФПА (Международная фи­нансово-промышленная академия). Авторы выражают благодар­ность коллегам, принявшим участие в обсуждении материала: Н. В. Максимову, А. А. Емельянову, а также студентам РГГУ, МФПА и РЭА им. Г. В. Плеханова за предоставленные иллюст­ративные материалы.

Глава 1

жүктеу/скачать 4,64 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: