Базы данных
Основой банка данных является база данных.
База данных (БД) – именованная совокупность данных, отображающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.
Создавая базу данных, стремятся упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Это возможно, только если данные структурированы.
Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных.
Таким образом,
База данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.
В развитии технологии баз данных выделяют 4 этапа.
Первый этап связан с развитием баз данных на больших машинах типа IBM 360/370, ЕС ЭВМ.
История развития систем управления базой данных (СУБД) насчитывает более 30 лет. В 1968 г. была введена в эксплуатацию первая промышленная СУБД фирмы IBM. В 1975 г. появился первый стандарт ассоциации по языкам систем обработки данных Conference of Data System Languages (CODASYL), определивший ряд фундаментальных понятий в теории баз систем данных. В 1981 г. Э.Ф. Кодд получил премию Тьюринга за разработку реляционной модели и реляционной алгебры.
Базы данных хранились во внешней памяти центральной ЭВМ, пользователями этих баз были задачи, запускаемые в основном в пакетном режиме. Интерактивный режим доступа обеспечивался с помощью консольных терминалов, не обладавших собственными вычислительными ресурсами. Эти системы относят к системам распределенного доступа.
Второй этап связан с появлением и развитием персональных компьютеров. На этом этапе преобладают настольные СУБД в частности: Dbase, FoxPro, Clipper, Paradox.
Третий этап. Начался процесс интеграции. Этот этап связан с развитием компьютерных сетей, поэтому остро встает задача согласованности данных хранящихся и обрабатываемых в разных местах и логически друг с другом не связанных. Успешное решение этих задач приводит к появлению распределенных баз данных.
Особенности этого этапа:
Поддержка структурной и языковой целостности;
Возможность работы на компьютерах с различной архитектурой;
Поддержка многопользовательского режима и возможность децентрализованного хранения данных.
К этому этапу относятся СУБД Access`97, Oracle 7.3(8.4), MS SQL 6.5(7.0) System 10(11).
Четвертый этап определяет перспективы развития СУБД. Этот этап характеризуется появлением новой технологии доступа к данным – интранет. В этой технологии не используется специализированное клиентское программное обеспечение. Для работы с удаленной базой данных можно применить Internet Explorer и др.
В развитии технологии баз данных выделяют 4 этапа.
Первый этап связан с развитием баз данных на больших машинах типа IBM 360/370, ЕС ЭВМ.
История развития систем управления базой данных (СУБД) насчитывает более 30 лет. В 1968 г. была введена в эксплуатацию первая промышленная СУБД фирмы IBM. В 1975 г. появился первый стандарт ассоциации по языкам систем обработки данных Conference of Data System Languages (CODASYL), определивший ряд фундаментальных понятий в теории баз систем данных. В 1981 г. Э.Ф. Кодд получил премию Тьюринга за разработку реляционной модели и реляционной алгебры.
Базы данных хранились во внешней памяти центральной ЭВМ, пользователями этих баз были задачи, запускаемые в основном в пакетном режиме. Интерактивный режим доступа обеспечивался с помощью консольных терминалов, не обладавших собственными вычислительными ресурсами. Эти системы относят к системам распределенного доступа.
Второй этап связан с появлением и развитием персональных компьютеров. На этом этапе преобладают настольные СУБД в частности: Dbase, FoxPro, Clipper, Paradox.
Третий этап. Начался процесс интеграции. Этот этап связан с развитием компьютерных сетей, поэтому остро встает задача согласованности данных хранящихся и обрабатываемых в разных местах и логически друг с другом не связанных. Успешное решение этих задач приводит к появлению распределенных баз данных.
Особенности этого этапа:
Поддержка структурной и языковой целостности;
Возможность работы на компьютерах с различной архитектурой;
Поддержка многопользовательского режима и возможность децентрализованного хранения данных.
К этому этапу относятся СУБД Access`97, Oracle 7.3(8.4), MS SQL 6.5(7.0) System 10(11).
Четвертый этап определяет перспективы развития СУБД. Этот этап характеризуется появлением новой технологии доступа к данным – интранет. В этой технологии не используется специализированное клиентское программное обеспечение. Для работы с удаленной базой данных можно применить Internet Explorer и др.
История развития баз данных уходит корнями в 1960-е годы. В те времена информация собиралась и хранилась в файлах.каждый файл содержал определенные сведения и для охвата всей предметной области требовалось несколько файлов. Например, сведения о товарах хранились в одном файле, а сведения о клиентах - в другом. Информация о приобретении определенных товаров определенными клиентами - в третьем. Такая организация данных вносила свои сложности:
· представление данных в каждом файле было различным;
· необходимо было согласовывать данные в разных файлах для обеспечения непротиворечивости информации;
· необходимо было выбрать какие данные и в каком виде будут фигурировать в таких файлах, как файл приобретений товаров в примере;
· сложность разработки приложений и их обновления при изменении данных.
Ситуация требовала улучшения и множество специалистов усердно работали над созданием чего-то более удобного в использовании. В начале 1970-х годов, спустя примерно 10 лет, ситуация начала улучшаться и появились первые базы данных.
В 1970 году Э. Ф. Кодд опубликовал статью, которая послужила основой для создания реляционной модели данных. Приемущество такой модели хранения данных заключается в минимальном дублировании данных и исключении некоторых типов ошибок, свойственных другим моделям. Согласно этой модели, данные хранятся в виде таблиц со столбцами и строками. Не все виды таблиц приемлемы для реляционной модели и нежелательные таблицы могут быть нормализованы для удовлетворения требованиям реляционной модели. В процессе нормализации таблица как-правило разбиваются на две или несколько более приемлемых таблиц.
В 1979 году небольшая компания Ashton-Tate выпустила продукт для микрокомпьютеров под названием dBase-II, назвав его реляционной СУБД. Благодаря успешной тактике, компании удалось распространить более 100 000 копий продукта среди пользователей компьютеров Osborne. Многие из пользователей компьютеров создавали программы для них и вскоре dBase стала очень популярной СУБД. В последствииAshton-Tate была приобретена фирмой Borland. На самом деле продукт dBase не являлся реляционной СУБД, а представлял из себя язык программирования с расширенными функциями для обработки файлов. Пока развивалась dBase, другие производители начали перенос на микрокомпьютеры своих коммерческих СУБД для больших ЭВМ. Примерами таких СУБД являются Oracle, Ingress и Focus. Перенос СУБД на микрокомпьютеры послужил причиной улучшения пользовательского интерфейса, что повлекло за собой увеличение числа микрокомпьютеров, работающих с базами данных.
В середине 1980-х годов пользователи начали объединять свои компьютеры в локальные сети, что привело к возникновению клиент-серверной модели, а так же модели с совместным использованием файлов. Сеть позволяла совместно использовать дорогие принтеры и дисковые накопители большой емкости. В перспективе же пользователи хотели совместного использования их баз данных, что стимулировало развитие многопользовательских приложений баз данных для локальных сетей. Поскольку многопользовательская обработка данных в локальной сети отличается от многопользовательской обработки данных на мейнфрейме наличием нескольких вычислителей, возникали дополнительные сложности по координации действий вычислителей. Так появилась клиент-серверная архитектура обработки данных. Существует и более простая, но менее надежная архитектура, снованная на совместном использовании файлов.
В наши дни активно развиваются web-приложения баз данных, а так же базы данных с использованием Internet-технологий. Web-приложения баз данных делают данные доступными черезобозреватель пользователя, в то время как базы данных с использованием Internet-технологий просто используют клиентские обозреватели и технологии типа XML и DHTML для работы с базой данных, не публикуя данные через Internet.
Существует еще две технологии баз данных, которые являются возможными, но пока не реализованы. Это объектно-ориентированные базы данных и распределенные базы данных. Распределенные базы данных представляют собой базу данных организации, распределенную по нескольким компьютерам локальной сети организации. Благодаря такой архитектуре возможно более гибкое разделение нагрузки по отделам предприятия, но реализация такой системой связана с радом проблем, некоторые из которых не решены до сих пор. Объектно-ориентированные базы данных позиционируются как средство для хранения структур данных, используемых в объектно-ориентированном программировании. Поскольку объекты на порядок сложнее структур, то и реализация баз данных будет довольно сложной. Плюс ко всему, развитие объектно-ориентированных баз данных сдерживается наличием огромного количества реляционных БД, в которых хранятся огромные массивы информации.
История развития СУБД насчитывает > 30 лет. В 1968 году была введена в эксплуатацию первая промышленная СУБД – система IMS фирмы IBM.
1-й этап развития СУБД связан с организацией БД на больших машинах типа IBM360/370. БД хранились во внешней памяти центральной ЭВМ. Программы доступа к БД писались на различных языках. Интерактивный доступ обеспечивался с помощью консольных терминалов, которые не обладали собственными вычислительными ресурсами, и служили только устройствами ввода- вывода для центральной ЭВМ.
На втором этапе - с появлением ПК начали развиваться настольные СУБД с монопольным доступом. Большинство СУБД имели удобный пользовательский интерфейс. В них был предусмотрен интерактивный режим работы с БД, как для описания БД, так и для проектирования запросов. Многие СУБД имели развитый и удобный инструментарий для разработки готовых приложений без программирования. Инструментальная среда состояла из готовых элементов приложения в виде шаблонов экранных форм, отчетов, конструкторов запросов, которые достаточно просто могли быть собраны в единый комплекс. Наличие монопольного режима работы, фактически, привело к вырождению функций администрирования БД, и в связи с этим в них отсутствовали инструментальные средства администрирования БД. Яркие представители этого семейства СУБД, – очень широко использовавшиеся до недавнего времени СУБД DBASE(III+,IV),FoxPro, Clipper, Paradox.
Третий этап развития СУБД связан с широким развитием локальных сетей. Работа на изолированном компьютере с небольшой БД в настоящее время становится нехарактерной для большинства приложений. Компьютеры объединяются в сети и необходимость распределения приложений, работающих с единой БД совершенно очевидна.
БД при этом становится доступна одновременно многим пользователям. Поэтому важной является проблема согласованности данных, хранящихся и обрабатывающихся в разных местах, но логически друг с другом связанных. Возникают задачи, связанные с параллельной обработкой транзакций – последовательности операций над БД, переводящих ее из одного непротиворечивого состояния в другое непротиворечивое состояние. Успешное решение этих задач приводит к появлению распределенных БД и баз данных с распределенной обработкой, позволяющих организовать параллельную обработку информации и поддержку целостности БД.
Параллельный доступ нескольких пользователей к одной БД, расположенной на одном компьютере, соответствует режиму распределенного доступа к централизованной БД. Такие системы называются системами распределенной обработки данных .
Если БД распределена по нескольким компьютерам, расположенным в сети, и к ней возможен параллельный доступ, то мы имеем дело с параллельным доступом к распределенной БД. Такие системы называют системами распределенных БД .
Большинство современных СУБД рассчитаны на многоплатформенную архитектуру. Они могут работать на компьютерах разной архитектуры и под разными ОС. При этом для пользователей доступ к данным, управляемым СУБД на разных платформах, практически неразличим. Необходимость поддержки многопользовательской работы с БД и возможность децентрализованного хранения данных потребовали развития средств администрирования БД с реализацией общей концепции средств защиты данных.
Для того чтобы не потерять клиентов, которые ранее работали, с настольными СУБД, практически все современные СУБД имеют средства подключения клиентских приложений, и средства экспорта данных из форматов настольных СУБД.
К этому же этапу относится разработка ряда стандартов языков описания и манипулирования данными, начиная с SQL 89, SQL92, SQL99 и технологий обмена данными между различными СУБД, к которым можно отнести протокол ODBC, предложенный фирмой Microsoft. В этот же период были начаты работы, связанные с концепцией объектно-ориентированных БД, к числу которых относятся MS Access и все современные серверы БД: Oracle 7.3, Oracle 8.4, MS SQL 7.0, SYSTEM10, SYSTEM11, SQL Base и др.
Рост производительности персональных вычислительных машин спровоцировал развитие СУБД, как отдельного класса. К середине 60-х годов прошлого века уже существовало большое количество коммерческих СУБД. Интерес к базам данных увеличивался все больше, так что данная сфера нуждалась в стандартизации. Автор комплексной базы данных Integrated Data Store Чарльз Бахман (Charles Bachman) организовал целевую группу DTG (Data Base Task Group) для утверждения особенностей и организации стандартов БД в рамках CODASYL - группы, которая отвечала за стандартизацию языка программирования COBOL. Уже в 1971 году был представлен свод утверждений и замечаний, который был назван Подход CODASYL, и спустя некоторое время появились первые успешные коммерческие продукты, изготовленные с учетом замечаний вышеупомянутой рабочей группы. В 1968 году отметилась и компания IBM, которая представила собственную СУБД под названием IMS. Фактически данный продукт представлял собой компиляцию утилит, которые использовались с системами System/360 на шаттлах Аполлон. Решение было разработано согласно коцпетам CODASYL, но при этом была применена строгая иерархия для структуризации данных. В свою очередь в варианте CODASYL за базис была взята сетевая СУБД. Оба варианта, меж тем, были приняты сообществом позднее как классические варианты организации работы СУБД, а сам Чарльз Бахман в 1973 году получил премию Тьюринга за работу Программист как навигатор. В 1970 году сотрудник компании IBM Эдгар Кодд, работавший в одном из отделений Сан Хосе (США), в котором занимались разработкой систем хранения, написал ряд статей, касающихся навигационных моделей СУБД. Заинтересовавшись вопросом он разработал и изложил несколько инновационных подходов касательно оптимальной организаци систем управления БД. Работа Кодда внесла значительный вклад в развитие СУБД и является действительным основоположником теории реляционных баз данных. Уже 1981 году Э.Ф.Кодд создал реляционную модель данных и применил к ней операции реляционной алгебры.
