2.3. Эволюция концепций обработки данных

 

Характер возможных представлений данных и архитектурные решения, отражающие степень специализации компонент управления, хорошо иллюстрируются представленной в [14] эволюцией концепций обработки данных.

С появлением в конце 60-х гг. понятия база данных взаимосвязь файлов (логических) и наборов данных (физических файлов) рассматривается в контексте неизбыточности и независимости данных, их защитой, и возможностью доступа в реальном времени.

 

2.3.1. Простые (линейные) файлы данных (начало 60-х гг.)

 

Для линейных «простых» файлов организация хранения и доступа характеризуется следующими особенностями (рис. 2.2):

• записи в файлах размещаются и обрабатываются последовательно. Физическая структура хранения данных точно такая, же, как логическая;

• программное обеспечение ввода-вывода выполняет только операции физического чтения-записи. При обновлении отдельной записи файл всегда перезаписывается на другой носитель, а предыдущие поколения данных сразу не уничтожаются;

• прикладной программист определяет физическое расположение данных и включает формирование физической структуры в прикладные программы. Если структура данных или запоминающее устройство изменяется, прикладную программу необходимо переписать;

• наборы данных обычно создаются и оптимизируются для одного приложения. Одни и те же данные редко используются для нескольких приложений.

 

 

 

2.3.2. Методы доступа к записям (конец 60-х гг.)

 

Этот этап характеризуется изменением природы файлов и устройств. Появляются дисковые устройства с прямым доступом и возможностью обновления «по месту изменений», а программное обеспечение позволяет без перекомпиляции программы изменять расположение набора данных, но без изменения структуры записей и типа организации набора (рис. 2.3).

Организация хранения и доступа в этом случае характеризуется следующими особенностями:

• логическая и физическая структуры файла различаются между собой, но взаимосвязь между ними достаточно простая. Запоминающее устройство можно менять без изменения прикладной программы;

• файл создается в прикладной программе как набор данных с последовательным, индексно-последовательным или с прямым доступом (по физическому адресу). Возможен последовательный или произвольный доступ к записям (но не к полям). Поиск по многим ключам, как правило, не используется. Если используются иерархические файлы, то взаимосвязь «исходный — порожденный» программируется в прикладной программе;

 

 

• типовое программное обеспечение системы обработки данных представляет собой методы доступа, но не «управление данными». Данные в основном разрабатываются и оптимизируются для одного приложения;

• средства обеспечения защиты данных недостаточно надежны.

 

 

2.3.3. Первые системы управления базами данных (начало 70-х гг.)

 

Для этого этапа характерно изменение представления о назначении и возможностях систем управления данными. По мере развития средств обработки данных становилось ясно, что прикладные программы желательно сделать независимыми не только от изменений в аппаратных средствах хранения, но также и от добавления к хранимым данным новых полей и новых взаимосвязей. Система должна быть способна обрабатывать новые типы запросов пользователей (рис. 2.4).

 

 

Организация хранения и доступа в случае систем управления данными характеризуется следующими особенностями:

• различные логические файлы могут быть получены из одних и тех же физических данных. Доступ к одним и тем же данным может осуществляться различными приложениями по различным путям, отвечающим требованиям этих приложений;

• данные адресуются на уровне полей и групп. Можно использовать поиск по многим ключам;

• физическая структура данных независима от прикладных программ. Ее можно изменять с целью повышения эффективности базы данных, не модифицируя при этом прикладные программы. Использование сложных форм организации данных не требует усложнения прикладных программ;

• элементы данных являются общими для различных приложений. Отсутствие избыточности способствует целостности данных.