Концепція баз даних – закономірний результат розвитку автоматизованих інформаційних систем

План.

Етапи розвитку автоматизованих інформаційних систем.

Суть концепції баз даних.

Основні вимоги до БД та СУБД.

Переваги застосування базових даних у порівнянні з файловою системою.

Недоліки використання БД та СУБД порівняно з файловою системою.

КОНЦЕПЦІЯ БАЗ ДАНИХ – ЗАКОНОМІРНИЙ РЕЗУЛЬТАТ РОЗВИТКУ АВТОМАТИЗОВАНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ

Широке використання ЕОМ призвело до авто-матизації обробки і використання ве-личезної кількості інформації у різ-них галузях діяльності людини. Ще в початковий період розвитку автома-тизованих інформаційних систем (АІС) на основі ЕОМ першого і друго-го поколінь (кінець 50-х—початок 60-х років) різні організації почали накопичувати і зберігати дані про ці-каві для них предметні області. Дані або були «зашиті» безпосередньо в програми, або програми мали змогу вибирати ці дані тільки з жорстко фіксованих (визначених усередині про-грами) пристроїв (носіїв інформації).

Другий етап розвитку АІС (60-ті—початок 70-х років) фахівці пов'язують із винаходом так званих файлових систем, що забезпечують неза-лежність розміщення наборів даних, у яких міс-титься інформація, від конкретних фізичних носіїв (так звана фізична незалежність даних і програм). Однак, кожна така програма була роз-рахована на роботу тільки з файлами визначено-го формату, тобто зберігалася залежність про-грам від структури даних у файлах (логічна вза-ємозалежність програм і даних).

Сформований у той період підхід до побудови АІС полягав у автоматизації окремих процесів з предметної області або, як кажуть, у створенні кількох слабко взаємозалежних локальних про-грамних додатків. У міру виникнення нових по-треб у збереженні й обробці даних створювалися все нові й нові програмні додатки з необхідними для них файлами. Часто нові прикладні програ-ми створювалися з обліком уже існуючих файлів.

Користувачі АІС поступово усвідом-лювали необхідність централізації управління даними і програмними до-датками. Розуміння цієї необхідності приходило різними шляхами.

По-перше, користувачі АІС швид-ко виявили, що необхідну для ухвалення та прийняття рішення інформа-цію не дуже легко отримати. Щоб виконати запит на інформацію, необхід-но було написати програму, здатну обробити кілька файлів інших про-грам, здійснюючи перетворення фор-матів, сортування та вибірку інформації. Відразу виникала проблема інтеграції різномовних про-грам, тому що файли програм, написаних однією мовою програмування (наприклад, РL/1 або FORTRAN), не могли безпосередньо використо-вуватися програмами, що були написані іншими мовами програмування. У таких умовах швидко отримати відповідь на заздалегідь непередбаче-ний запит було практично неможливо. Дуже часто користувачі навіть були змушені відмовитися від запиту тому, що за час, протягом якого могла бути отримана відповідь, вона ставала непотріб-ною або тому, що цінність інформації не відпові-дала витратам на її отримання.

По-друге, використання АІС стримувалося отриманням найчастіше суперечливих відповідей на запити. Суперечливість виникала через надмірність даних, що призводила до того, що різні версії одного елемента даних у різних фай-лах могли знаходитися на різних стадіях онов-лення. Складно було підтримувати несуперечливість, узгодженість і цілісність даних. Обчис-лювальні ресурси, такі, як пам'ять і машинний час, витрачалися нераціонально.

По-третє, під час зміни структури записів де-якого файла в інтересах удосконалення одного програмного додатка, необхідно було вносити зміни у всі інші прикладні програми, що працю-ють із цим файлом. Таким чином, проявлялася логічна залежність програм від даних. Приклад такої ситуації показаний на рис.1. Додавання елемента даних "Р" до записів файла з номером 2, необхідного для роботи прикладної програми ПП3, породжувала необхідність доопрацювання у двох інших програмах—ПП1 та ПП2. Відомо, що модернізація вже використовуваних про-грам— справа складна і тонка, а іноді й немож-лива через відсутність текстів програм і/або ав-торів їх розробки. В останньому випадку дово-дилося або розробляти нову, аналогічну за функціями програму, або взагалі відмовлятися від внесення змін у дані. Ці обставини суттєво стри-мували розробку нових програмних додатків і спричинили величезні витрати коштів на супро-від і розвиток АІС.

Усвідомлення значимості, даних, необхід-ності централізованого управління ними і праг-нення розв'язатити наведені вище проблеми розвитку АІС призвели до виникнення нової концепції спільного використання даних—кон-цепції баз даних.

Таким чином, основною причиною законо-мірного виникнення концепції баз даних є праг-нення підвищити гнучкість автоматизованих інформаційних систем, тобто зробити їх менш залежними від змін вимог до АІС з обробки ін-формації і більш придатними для розвитку і по-дальшої модифікації.

Насамперед про-голосимо основні ідеї, що лежать в основі концеп-ції бази даних:

1. Ізолювати будь-яку прикладну програму від впливу змін в інших програмах через спільні дані шляхом розмежування логічних записів, що використовуються прикладними програма-ми, від записів, що реально (фізично) запам'ято-вуються на магнітних носіях.

2. Усунути надмірне дублювання даних.

3. Централізувати управління даними.

Отже, суть концепції баз даних полягає в інте-грованому збереженні й диференційованому ви-користанні прикладними програмами всієї ін-формації про об'єкти предметної області, що пре-дставляють певний інтерес для організації. За та-ких умов, з одного боку, формати представлення даних описуються на логічному (зрозумілому) для кожної програми рівні, але, з іншого боку, усі інші дані, що зберігаються у базі даних і не мають ніякого відношення до певної прикладної програми, є для неї "прозорими". Це означає, що їхню присутність програма не відчуває.

Тобто всі дані розміщуються в єдиному схови-щі. Користувачі АІС мають можливість звертати-ся до будь-яких даних, що їх цікавлять. Ті самі дані можуть бути в різних комбінаціях і по-різно-му представлені відповідно до потреб користува-чів (прикладних програм). Це забезпечується за рахунок занурення бази даних у спеціальне про-грамне середовище, що виконує функції доступу і перетворення структур даних (рис. 2), і назива-ється системою управління базами даних (СУБД).

На жаль, у більшості означень поняття бази даних, що наводяться в