Системы хранения данных на основе файлов

В начальной стадии развития информатики прикладные информационные системы работали непосредственно с файлами данных. Программы обработки занимались ведением конкретных файлов, то есть, в основном, добавлением, удалением, корректировкой данных, сортировкой и выдачей. Файлы содержали все данные, необходимые для обработки. Получающаяся избыточность с высокой вероятностью приводила к противоречивости данных. Исключение избыточности существенно увеличивало сложность обработки за счет вовлечения в нее одновременно нескольких файлов. Логическая структура данных, как правило, определялась разработчиком для конкретной задачи, в крайнем случае, для группы задач. Более того, нередко данные различных приложений отличались и физическими структурами. В этой ситуации шагом вперед стало использование обобщенных методов доступа к данным, которые определяли их структуру на нижнем уровне. Системы, поддерживающие эти методы, обычно называются Системами Управления Файлами – СУФ (File Manager – FMGR), они включаются в операционные системы (ОС). Но универсальные программы работают с единственным представлением данных или же с фиксированным числом представлений. Примером может служить СУФ в ОС RTE фирмы Hewlett-Packard, где используется 6 форматов файлов.

Главный недостаток системы, построенной на файлах, связан с тем, что короткие записи, ориентированные на решение частных задач, приводят к избыточности, возникающей из-за повторения одних и тех же данных в разных файлах. Это порождает проблему противоречивости данных, которая усугубляется слабым контролем достоверности данных. Кроме того, к недостаткам подобных систем следует отнести

• ограничение разделения данных;

• ограничение по доступности;

• сложность в управлении.

Попытка борьбы с противоречивостью путем объединения записей приводит к следующим неприятностям:

• ведение длинных записей представляет собой трудоемкую задачу;

• система данных на длинных записях отличается крайне низкой гибкостью;

• при недостаточности средств защиты возможен несанкционированный доступ к данным;

• процесс восстановления данных сложен и требует значительного времени;

• стоимость и сложность в эксплуатации таких систем крайне высока.

База данных

Определение. Под базой данных (БД) будем понимать совокупность связанных данных конкретной предметной области, в которой определения данных и отношений между ними отделены от процедур.

Основное отличие баз данных от систем на основе файлов состоит в том, что эти системы имеют несколько назначений и несколько представлений о данных, а базы данных – несколько назначений и одно представление о данных.

Определение. Система управления данными (СУБД) – комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающих доступ к БД и управление данными.

Требования к субд

• Эффективное выполнение функций ПО.

• Минимизация избыточности.

• Предоставление непротиворечивой информации.

• Безопасность.

• Простота в эксплуатации.

• Простота физической реорганизации.

• Возможность централизованного управления.

• Упрощение приложений.

Базы данных призваны ликвидировать неприятности, присущие системам на основе файлов, и они это успешно делают, но по сравнению с ними они тоже имеют некоторые недостатки. Объективно – это довольно высокая стоимость и необходимость специальной подготовки, что в простейших случаях хранения данных представляется излишним. Субъективно – пользователь нередко хочет видеть данные в своих файлах без посредников в виде СУБД. Кроме того, при переходе к использованию БД наблюдается снижение ответственности исполнителя, что влияет на достоверность данных. В свою очередь, достоверность трудно контролировать из-за отсутствия избыточности. Возникают проблемы и с защитой данных, для этого требуются специальные мероприятия.