Преимущества и недостатки СУБД

СУБД обладают как преимуществами по сравнению с файловыми системами, так и недостатками, которые мы кратко рассмотрим в этом разделе.

Преимущества: контроль за избыточностью данных; непротиворечивость данных; больше полезной информации при том же объеме хранимых данных; cовместное использование данных; поддержка целостности данных; повышенная безопасность; применение стандартов; повышение эффективности с ростом масштабов системы; возможность нахождения компромисса при противоречивых требованиях; повышение доступности данных и их готовности к работе; улучшение показателей производительности; упрощение сопровождения системы за счет независимости от данных; улучшенное управление параллельностью; развитые службы резервного копирования и восстановления.

Контроль за избыточностью данных. Как уже говорилось, традиционные файловые системы неэкономно расходуют внешнюю память, сохраняя одни и те же данные в нескольких файлах. При использовании БД, наоборот, предпринимается попытка исключить избыточность данных за счет интеграции файлов, чтобы избежать хранения нескольких копий одного и того же элемента информации. Однако полностью избыточность информации в базах данных не исключается, а лишь контролируется ее степень. В одних случаях ключевые элементы данных необходимо дублировать для моделирования связей, а в других случаях некоторые данные потребуется дублировать из соображений повышения производительности системы.

Непротиворечивость данных. Устранение избыточности данных или контроль над ней позволяет сократить риск возникновения противоречивых состояний. Если элемент данных хранится в базе только в одном экземпляре, то для изменения его значения потребуется выполнить только одну операцию обновления, причем новое значение станет доступным сразу всем пользователям базы данных. А если этот элемент данных с ведома системы хранится в базе данных в нескольких экземплярах, то такая система сможет следить за тем, чтобы копии не противоречили друг другу.

Больше полезной информации при том же объеме хранимых данных. Благодаря интеграции рабочих данных организации на основе тех же данных можно получать дополнительную информацию.

Совместное использование данных. Файлы обычно принадлежат отдельным лицам, которые используют их в своей работе. В то же время, база данных принадлежит группам пользователей или всей организации в целом и может совместно использоваться всеми зарегистрированными пользователями. При такой организации работы большее количество пользователей может работать с большим объемом данных. Более того, при этом можно создавать новые приложения на основе уже существующей в базе данных информации и добавлять в нее только те данные, которые в настоящий момент еще не хранятся в ней, а не определять заново требования ко всем данным, необходимым новому приложению. Новые приложения могут также использовать такие предоставляемые типичными СУБД функциональные возможности, как определение структур данных и управление доступом к данным, организация параллельной обработки и обеспечение средств копирования/восстановления, исключив необходимость реализации этих функции со своей стороны.

Поддержка целостности данных. Целостность базы данных означает корректность и непротиворечивость хранимых в ней данных. Целостность обычно описывается с помощью ограничений, т.е. правил поддержки непротиворечивости, которые не должны нарушаться в базе данных. Ограничения можно применять к элементам данных внутри одной записи или к связям между записями. Таким образом, интеграция данных позволяет АБД задавать требования по поддержке целостности данных, а СУБД применять их.

Повышенная безопасность. Безопасность БД заключается в защите данных от несанкционированного доступа со стороны пользователей. Без привлечения соответствующих мер безопасности интегрированные данные становятся более уязвимыми, чем данные в файловой системе. Однако интеграция позволяет АБД определить требуемую систему безопасности базы данных, а СУБД привести ее в действие. Система обеспечения безопасности может быть выражена в форме учетных имен и паролей для идентификации пользователей, которые зарегистрированы в этой базе данных. Доступ к данным со стороны зарегистрированного пользователя может быть ограничен только некоторыми операциями (извлечением, вставкой, обновлением и удалением).

Применение стандартов. Интеграция позволяет АБД определять и применять необходимые стандарты. Например, стандарты предприятия, государственные и международные стандарты могут регламентировать формат данных при обмене ими между системами, соглашения об именах, форму представления документации, процедуры обновления и правила доступа.

Повышение эффективности с ростом масштабов системы. Комбинируя все рабочие данные в одной базе данных и создавая набор приложений, которые работают с одним источником данных, можно добиться существенной экономии средств.

Возможность нахождения компромисса для противоречивых требований. Потребности одних пользователей могут противоречить потребностям других пользователей. Поскольку база данных контролируется АБД, он может принимать решения о проектировании и способе использования базы данных, при которых имеющиеся ресурсы всего предприятия в целом будут использоваться наилучшим образом.

Повышение доступности данных и их готовности к работе. Данные в результате интеграции становятся непосредственно доступными конечным пользователям. Потенциально это повышает функциональность системы, что, например, может быть использовано для более качественного обслуживания ко-нечных пользователей. Во многих СУБД предусмотрены языки запросов или инструменты для создания отчетов, которые позволяют пользователям задавать непредусмотренные заранее вопросы и почти немедленно получать требуемую информацию на своих терминалах, не прибегая к помощи программиста.

Улучшение показателей производительности. Как уже упоминалось выше, в СУБД предусмотрены стандартные функции, которые программист обычно должен самостоятельно реализовать в приложениях для файловых систем. На базовом уровне СУБД обеспечивает все низкоуровневые процедуры работы с файлами, которую обычно выполняют приложения. Наличие этих процедур позволяет программисту сконцентрироваться на разработке более специальных, необходимых пользователям функций, не заботясь о подробностях их воплощения на более низком уровне. Во многих СУБД также предусмотрена среда разработки четвертого поколения с инструментами, упрощающими создание приложений баз данных. Результатом является повышение производительности работы программистов и сокращение времени разработки новых приложений.

Упрощение сопровождения системы за счет независимости от данных. В файловых системах описания данных и логика доступа к данным встроены в каждое приложение, что делает программы зависимыми от данных. В СУБД подход иной: описания данных отделены от приложений, а потому приложения защищены от изменений в описаниях данных.

Улучшенное управление параллельностью. В файловых системах при одновременном доступе к одному и тому же файлу двух пользователей может возникнуть конфликт двух запросов, результатом которого будет потеря информации или утрата ее целостности. В свою очередь, в большинстве СУБД предусмотрена возможность параллельного доступа к базе данных и гарантируется отсутствие подобных проблем.

Развитые службы резервного копирования и восстановления. Ответственность за обеспечение защиты данных от сбоев аппаратного и программного обеспечения в файловых системах возлагается на пользователя. В современных СУБД предусмотрены средства сокращения объема потерь информации от возникновения различных сбоев.

Недостатки: cложность; размер программного обеспечения; cтоимость СУБД; дополнительные затраты на аппаратное обеспечение; затраты на преобразование приложений; производительность; более серьезные последствия при выходе системы из строя.

Сложность. Обеспечение функциональности, которой должна обладать каждая хорошая СУБД, сопровождается ее значительным усложнением. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами СУБД, проектировщики и разработчики баз данных, администраторы данных и баз данных, а также конечные пользователи должны хорошо понимать функциональные возможности СУБД. Непонимание принципов работы системы может привести к неудачным результатам проектирования со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Размер программного обеспечения. Сложность и широта функциональных возможностей приводит к тому, что СУБД становится программным продуктом, который может занимать много места на диске и требовать большого объема оперативной памяти для эффективной работы.

Стоимость СУБД. В зависимости от имеющейся вычислительной среды и требуемых функциональных возможностей, стоимость СУБД может варьироваться в очень широких пределах - от нескольких сот до нескольких сот тысяч долларов. Кроме того, следует учесть ежегодные расходы на сопровождение системы, которые составляют некоторый процент от ее общей стоимости.

Дополнительные затраты на аппаратное обеспечение. Для удовлетворения требований, предъявляемых к дисковым накопителям со стороны СУБД и базы данных, может понадобиться приобрести дополнительные устройства хранения информации. Более того, для достижения требуемой производительности может понадобиться более мощный компьютер, который, возможно, будет работать только с СУБД.

Затраты на преобразование приложений. В некоторых ситуациях стоимость СУБД и дополнительного аппаратного обеспечения может оказаться несущественной по сравнению со стоимостью преобразования существующих приложений для работы с новой СУБД и новым аппаратным обеспечением. Эти затраты также включают стоимость подготовки персонала для работы с новой системой, а также оплату услуг специалистов, которые будут оказывать помощь в преобразовании и запуске новой системы.

Производительность. Обычно файловая система создается для некоторых специализированных приложений, а потому ее производительность может быть весьма высока. Однако СУБД предназначены для решения более общих задач и обслуживания сразу нескольких приложений, а не какого-то одного из них. В результате многие приложения в новой среде будут работать не так быстро, как прежде.

Более серьезные последствия при выходе системы из строя. Централизация ресурсов повышает уязвимость системы. Поскольку работа всех пользователей и приложений зависит от готовности к работе СУБД, выход из строя одного из ее компонентов может привести к полному прекращению всей работы предприятия.