2018-01-21
970
Система управления базами данных - это программа. с помощью которой информация в базу вводится, просматривается, сортиркется, фильтруется, разыскивается, экспортируется (переводится в форматы других СУБД) или, наоборот, импортируется.Они обычно ориентируются на один из типов структур данных: "деревья" (иерархические СУБД), сети (сетевые СУБД), отношение (реляционные СУБД).
Как уже упоминалось в предыдущей главе, предшественницами СУБД были файловые системы. Однако появление СУБД не привело к их полному исчезновению: для выполнения некоторых специализированных задач подобные файловые системы используются до сих пор. Кроме того, файловые системы могут использоваться также СУБД для решения задач хранения данных и доступа к ним.
В середине 60-х годов корпорация IBM совместно с фирмой NAA (North American Aviation, в настоящее время - Rockwell International) разработали первую СУБД - иерархическую систему IMS (Information Management System). Несмотря на то, что IMS является самой первой из всех коммерческих СУБД, она до сих пор остается основной иерархической СУБД, используемой на большинстве крупных мейнфреймов.
Другим заметным достижением середины 60-х годов было появление системы IDS (Integrated Data Store) фирмы General Electric. Развитие этой системы привело к созданию нового типа систем управления базами данных - сетевых СУБД, что оказало существенное влияние на информационные системы того поколения. Сетевая СУБД создавалась для представления более сложных взаимосвязей между данными, чем те, которые можно было моделировать с помощью иерархических структур, и послужили основой для разработки первых стандартов БД. Для создания таких стандартов в 1965 году на конференции CODASYL (Conference on Data Systems Languages) была сформирована рабочая группа List Processing Task Force, переименованная в 1967 году в группу Data Base Task Group (DBTG). В компетенцию группы DBTG входило определение спецификаций среды, которая допускала бы разработку баз данных и управление данными. Полный вариант отчета этой группы был опубликован в в 1971 году и содержал следующие утверждения:
Сетевая схема - это логическая организация всей базы данных в целом (с точки зрения АДБ), которая включает определение имени базы данных, типа каждой записи и компонентов записей каждого типа.
Подсхема - это часть базы данных, видимая конкретными пользователями или приложениями.
Язык управления данными - инструмент для определения характеристик и структуры данных, а также для управления ими.
Группа DBTG также предложила стандартизировать три различных языка:
Язык определения данных DDL для схемы, который позволит АБД описать ее.
Язык определения данных (также DDL) для подсхемы, который позволит определять в приложениях те части базы данных, доступ к которым будет необходим.
Язык манипулирования данными DML, предназначенный для управления данными.
Несмотря на то что этот отчет официально не был одобрен Национальным Институтом Стандартизации США (American National Standards Institute - ANSI), большое количество систем было разработано в полном соответствии с этими предложениями группы DBTG. Теперь они называются CODASYL-системами, или DBTG-системами. CODASYL-системы и системы на основе иерархических подходов представляют собой СУБД первого поколения. Однако этим двум моделям присущи приведенные ниже недостатки.
Даже для выполнения простых запросов с использованием переходов и доступом к определенным записям необходимо создавать достаточно сложные программы.
Независимость от данных существует лишь в минимальной степени.
Отсутствуют теоретические основы.
В 1970 году Э. Ф. Кодд, работавший в корпорации IBM, опубликовал статью о реляционной модели данных, позволявшей устранить недостатки прежних моделей. Вслед за этим появилось множество экспериментальных реляционных СУБД, а первые коммерческие продукты появились в конце 70-х - начале 80-х годов. Особенно следует отметить проект System R, разработанный в корпорации IBM в конце 70-х годов (Astrahan et al., 1976). Этот проект был задуман с целью доказать практичность реляционной модели, что достигалось посредством реализации предусмотренных ею структур данных и требуемых функциональных возможностей. На основе этого проекта были получены важнейшие результаты.
Был разработан структурированный язык запросов SQL, который с тех пор стал стандартным языком любых реляционных СУБД.
В 80-х годах были созданы различные коммерческие реляционные СУБД - например, DB2 или SQL/DS корпорации IBM, Oracle корпорации Oracle, др.
В настоящее время существует несколько сотен различных реляционных СУБД для мейнфреймов и персональных ЭВМ. В качестве примера многопользовательских СУБД может служить система CA-OpenIngres фирмы Computer Associates и система Informix фирмы Informix Software, Inc. Примерами реляционных СУБД для персональных компьютеров являются Access и FoxPro фирмы Microsoft, Paradox и Visual dBase фирмы Borland, а также R-Base фирмы Microrim. Реляционные СУБД относятся к СУБД второго поколения. Однако реляционная модель также обладает некоторыми недостатками - в частности, ограниченными возможностями моделирования. Для решения этой проблемы был выполнен большой объем исследовательской работы. В 1976 году Чен предложил модель "сущность-связь" (Entity-Relationship model - ER-модель), которая в настоящее время стала основой методологии концептуального проектирования баз данных и методологии логического проектирования реляционных баз данных. В 1979 году Кодд сделал попытку устранить недостатки собственной основополагающей работы и опубликовал расширенную версию реляционной модели - RM/T (1979), затем еще одну версию - RM/V2 (1990). Попытки создания модели данных, позволяющей более точно описывать реальный мир, нестрого называют семантическим моделированием данных (semantic data modeling).
В ответ на все возрастающую сложность приложений баз данных появились две новые системы: объектно-ориентированные СУБД, или ОО СУБД (Object-Oriented DBMS - OODBMS), и объектно-реляционные СУБД, или ОР СУБД (Object-Relational DBMS - ORDBMS). Попытки реализации подобных моделей представляют собой СУБД третьего поколения.
В СССР в середине 70-х годов была разработана информационно-поисковая система, основу которой составляла универсальная объектно-ориентированная иерархическая СУБД, нашедшая широкое применение при решении задач проектирования и управления и предвосхитившая многие более поздние разработки такого рода.
Существует особенность всех баз данных, связанная с сохранением информации.
Обычно с документом в программах можно делать все что угодно, пока не настала пора его сохранять. Испортив неаккуратными действиями исходный документ, можно отказаться от сохранения и вернуться к работе с прежней копией. В базах данных это не так.
Таблицы баз данных не являются самостоятельными документами. Сама база — это документ. Ей соответствует файл на диске, и мы можем сделать его копию. Структура таблиц — тоже документ. В некоторых системах она имеет отдельный файл, а в некоторых (например в Access) такого файла нет, но структура таблиц входит в состав общего файла базы данных наряду с запросами, формами, отчетами и другими объектами. При изменении структуры таблицы система управления базой данных всегда выдает запрос на сохранение изменений.
Но содержание таблиц нельзя сохранить принудительной командой или, наоборот, отказаться от его сохранения. Все изменения в таблицах сохраняются автоматически в режиме реального времени. Режим реального времени означает, что, пока мы работаем с таблицей, происходит ее непрерывное сохранение. Как только заканчивается ввод данных в одно поле и происходит переход к следующему полю, данные немедленно записываются на жесткий диск.
Профессионалы высоко ценят эту особенность систем управления базами данных, а начинающих она иногда вводит в заблуждение. Экспериментируя с таблицами, надо знать, что все изменения, которые вносятся в их содержание, имеют необратимый характер. Нельзя что-то изменить, удалить, а потом отказаться от сохранения и вернуться к исходному варианту.
Эта особенность систем управления базами данных требует аккуратного отношения к работе с таблицами. Для экспериментов надо создавать отдельные копии базы или таблиц и работать с ними.
