3. Перспективи розвитку баз даних

Основними напрямками розвитку баз даних у даний момент є наступні:

• підтримка нових моделей даних;

• підтримка нових типів даних;

• розробка нових підходів до обробки даних;

• забезпечення доступу до баз даних через Internet;

• обробка запитів із нечіткими критеріями.

До нових СУБД підтримуючим нові типи даних відносяться: об’єктно-орієнтовані й об’єктно-реляційні СУБД. Об’єктно-орієнтовані системи баз даних (OODB - object-oriented database) з'явилися на початку 90-х м. і сьогодні вже існує безліч комерційних OODB. Річний обсяг продажів їх складає $75 млн. при щорічному приросту 50%. Для того щоб зрозуміти що таке ООБД необхідно згадати основні поняття об’єктно-орієнтованого підходу.

У найбільш загальній і класичній постановці об’єктно-орієнтований підхід базується на наступних поняттях:

• об'єкт;

• інкапсуляція;

• спадкування;

• поліморфізм.

Будь-яка сутність реального світу в об’єктно-орієнтованих мовах і системах моделюється у виді об'єкта. Любою об'єкт при своєму створенні одержує, який генерується системою унікальний ідентифікатор, що зв'язаний з об'єктом увесь час його існування і не міняється при зміні стану об'єкту.

Кожен об'єкт має стан і поведінку.

Стан об'єкта - набір значень його атрибутів.

Поведінка об'єкта - набір методів (програмний код), що оперують над станом об'єкта. Значення атрибута об'єкта - це теж деякий об'єкт чи безліч об'єктів. Стан і поведінка об'єкту інкапсульовані (об’єднані ) в об'єкті;

Взаємодія об'єктів провадиться на основі передачі повідомлень і виконанню відповідних методів.

Множина об'єктів із тим самим набором атрибутів і методів утворює клас об'єктів.

Об'єкт повинен належати тільки одному класу (якщо не враховувати можливості спадкування).

Допускається породження нового класу на основі вже існуючого класу - спадкування. У цьому випадку новий клас, називаний підкласом існуючого класу (суперкласу), успадковує всі атрибути і методи суперкласу. У підкласі, крім того, можуть бути визначені додаткові атрибути і методи найбільш важливою новою якістю ООБД, який дозволяє досягти об'єктно-орієнтований підхід, є поведінковий аспект об'єктів.

Найбільш важливою новою якістю ООБД, який дозволяє досягти об'єктно-орієнтований підхід, є поведінковий аспект об'єктів. У прикладних інформаційних системах, що ґрунтувалися на БД із традиційною організацією, існував принциповий розрив між структурною і поведінковою частинами. Структурна частина системи підтримується всім апаратом БД , її можливо модулювати і змінювати, а поведінкова частина створювалась ізольовано. У середовищі ООБД проектування, розробка і супровід прикладної системи стає процесом, у якому інтегруються структурний і поведінковий аспекти проектування, розробка і супровід прикладної системи стає процесом, у якому інтегруються структурний і поведінковий аспекти. Звичайно, для цього потрібні спеціальні мови, що дозволяють визначати об'єкти і створювати на їхній основі прикладну систему.

У 1990 р. малося лише кілька експериментальних зразків СУБД, що сполучили кращі риси реляційних і об’єктно-орієнтованих баз даних (доступ до простих даних на основі мови структурованих запитів (SQL) і об'єктне моделювання складних типів даних). Вони послужили джерелом для СУБД нових поколінь - об’єктно-реляційних (ORDB - object-relational database) і дедуктивних об’єктно-орієнтованих (DOOD - deductive-object-oriented database) систем - баз даних, засновані на даних іншого типу інформації, що зберігається в БД є інформація про правила, що визначають цілісність даних і віртуальні таблиці (уявлення).

Інформація, що описує об'єкти (сутності) реального світу, які модулюються в базі даних називається екстенсіональною. Іншим типом інформації, що зберігається в БД є інформація про правила, що визначають цілісність даних і віртуальні таблиці (представлення). Ця інформація використовується для виконанні різного роду операцій, що задаються користувачами. Цю частину бази даних прийнято називати інтенсіональною, вона містить не безпосередні факти, а інформацію, що характеризує семантику (зміст) предметної області.

У СУБД старого покоління найбільш важливе значення має екстенсіональна частина, а інтенсіональна частина грає в основному допоміжну роль. У системах баз даних, заснованих на правилах, ці дві частини як мінімум рівноправні.

Прикладом нового підходу до організації баз даних є База дані Системи спостереження Землі (EOSDIS). Система спостереження Землі (EOS - Earth Observing System) являє собою безліч супутників, що буде запускати NASA, починаючи з 1998. Їхнє призначення - збір інформації, необхідної для дослідників, зайнятих вивченням довгострокових тенденцій стану атмосфери, океанів, земної поверхні. Супутники будуть поставляти інформацію в обсязі 1/3 Пбайт (Petabyte - 1015 байт) у рік.

Передбачається, що ці дані будуть інтегруватися з вже існуючою інформацією, а також з даними з інших джерел (закордонні супутники, наземні станції спостереження) і накопичуватися в базі даних EOSDIS (EOS Data and Information System) небачених раніше масштабів.

EOSDIS призначена для інформаційного обслуговування як фахівців, так і неспеціалістів. Передбачається, наприклад, що доступ до неї будуть мати навіть школярі, що зможуть знайомитися з моделями формування погодних умов, із впливом вулканічних явищ і т.п. Ось найбільш складні задачі, що виникають у зв'язку з цим проектом.

• оперативний доступ до баз даних об'ємом порядку мегабайт;

• підтримка багатьох тисяч споживачів інформації з величезною інтенсивністю й об'ємом запитів, що можуть мати як довільний, так і регламентований характер (як, наприклад, щоденне відновлення даних);

• вироблення ефективних механізмів перегляду і пошуку цікавлячої інформації.

В останні роки спостерігається тенденція до ускладнення структур даних. Прості види інформації, яка подається у формі чисел і текстових рядків, не утративши своєї значимості, доповнюються сьогодні численними мультимедійними документами, графічними образами й іншими типами даними.

Наприкінці 90-х м. розроблювачі баз даних прийшли до думки про те, що нові додатки можуть зажадати таких типів даних, що не зводяться до простих записів із чисел і текстових рядків. Це може бути насамперед графічна і мультимедійна інформація.

Результати більш ніж десятилітніх зусиль по виробленню способів збереження й обробки просторових даних утілилися нині в геоінформаційних системах (GIS - geographic information system).

Тривалі пошуки адекватних моделей для представлення хронологічних даних вилилися в ряд серйозних пропозицій по розширенню мов запитів і включенню в них підтримки цього типу даних.

Як ми вже знаємо, корінна функція будь-який СУБД - координація спільної роботи безлічі користувачів із поділюваною інформацією. Тому сучасні СУБД повинні вміти підтримувати:

• реплікацію даних, забезпечуючи погоджений стан інформації у різних вузлах мережі.

• так звані "тривалі трансакції", коли дані можуть вилучатися зі звертання (check out) на період від декількох годин до декількох днів.

• поняття "версій і конфігурацій", тобто мати засоби для збереження історичних станів (версій) об'єкта і для побудови "конфігурацій" із заданих версій декількох об'єктів.

В даний час існує ряд проектів, загальна мета яких - надати потенційним споживачам оперативний доступ до каталогів товарів із наступним електронним оформленням покупок. Передбачається, що можливою проміжною ланкою подібних систем буде електронний брокер. Брокери акумулюють дані з множинних джерел шляхом збору інформації, наприклад, із кількох каталогів предметів одягу. Кінцевому покупцю такий брокер запропонує оперативне оформлення покупок.

Як і проект EOSDIS, система електронної комерції припускає мережну взаємодію величезного числа учасників торгових угод. Різниця полягає в тому, що в EOSDIS є один головний постачальник інформації й безліч її споживачів, а торгова система має на увазі наявність безлічі постачальників і безлічі споживачів. Крім того, учасники в даному випадку можуть випробувати певну взаємну недовіру і, можливо, мають свої приватні закриті інформаційні системи. Найбільш складні проблеми, зв'язані з проектами цього роду, що випливають.

• інтеграція й узгодження різнорідних інформаційних джерел. Наприклад, щось, називане "конектором" в одному каталозі, може називатися інакше в каталозі іншого постачальника. Це добре відома і дуже важка задача "інтеграції схеми".

• система електронної комерції повинна мати високонадійні засоби розподіленої аутентифікації і переведення грошових сум.

WEB - неформальна сукупність взаємозалежних і розподілених у мережі документів - збільшується воістину астрономічними темпами. Число біт, що пересилаються по каналах WWW, збільшується на 15-20% на місяць, що відповідає десятикратному річному росту.

Число активних користувачів WWW у США перевищує, за деякими оцінками, 10% населення. Якщо виходити зі швидкості поширення аналогічних технологій типу VCR чи аудіо CD, то можна припустити, що через кілька років користувачами Internet стане переважна більшість населення. За ці роки на кілька порядків зросте обсяг інформації, доступної через Internet. Варто очікувати, що регулярний доступ до даного джерела інформації стане насущною потребою кожного індивідуума.

Гарним прикладом роботи компанії на цьому новому напрямку розвитку БД є діяльність фірми ORACLE, що у даний момент є лідером по продажах програмних продуктів у сфері БД. Oracle E-Business Suite 11і -і перший у світі інтегрований пакет додатків для електронного бізнесу. У Oracle E-Business Suite 11і входять засобу управління фінансами, людськими ресурсами, виробництвом, постачанням, проектами, ланцюжками постачань, а також системи управління взаємодією з клієнтами (Customer Relationship Management) і замовленнями, причому усі вони оптимізовані під роботу через Web. Завдяки новій технології Web-кеширування ця система, за інформацією її творців, забезпечує обслуговування до 7500 HTTP-запитів у секунду. У просуванні нової платформи компанія пішла настільки далеко, що навіть офіційно оголосила про гарантійні зобов'язання в розмірі 1 млн. дол., що вона бере на себе стосовно користувачів, що рішили здійснити перехід із систем на основі Microsoft SQL Server чи IBM DB2 на комбінацію Oracle9і Application Server - СУБД Oracle8і. За заявою Oracle, компанія готова виплатити указану суму в тому випадку, якщо при описаному переході не буде досягнуте триразове збільшення продуктивності. Під цим мається на увазі здатність системи обробляти в три рази більше звертань до Web-сторінок за одиницю часу, чим Web-вузли, що використовують бази даних від IBM і Microsoft.

Запити до бази даних традиційно оперують з чіткими поняттями, наприклад: "який пункт призначення рейса номер 233?" чи "яке значення балансу на рахунку номер 45678?". Нові типи додатків повинні вміти працювати з запитами, що включають нечітко визначені поняття, що дозволяють знаходити найкраще доступне значення з недетермінованої множини слабко інтегрованих ресурсів.

Є експериментальні системи, що уміють вибирати з бази даних графічні образи на основі таких нечітких характеристик, як колір, форма, текстура. Системи цього типу потенційно здатні по нечіткому описі вмісту робити вибірки в середовищі графічних образів, аудіо і відеоінформації, подібно тому, як існуючі системи дозволяють вибирати текстові чи числові дані за значенням якого-небудь поля.