Эволюция систем управления базами данных

На эволюцию СУБД существенное влияние оказывает бурное развитие микроэлектронных технологий и связанное с этим развитие персональных компьютеров. Темпы развития персональных компьютеров за последние 15–20 лет существенно превышают темпы развития «больших» ЭВМ. Область применения персональных компьютеров за последние несколько лет существенно расширилась. Можно выделить основные причины этой тенденции:

• цена персональных компьютеров значительно ниже, чем больших ЭВМ;

• по функциональным возможностям персональные компьютеры превосходят большие ЭВМ;

• существенно сократился разрыв между производительностью персональных компьютеров и больших ЭВМ, кроме того, для многих задач обработки данных производительность компьютера не является решающим фактором;

• архитектура систем на основе персональных компьютеров обладает большей гибкостью и мобильностью, а сфера их использования значительно шире области применения больших ЭВМ.

Общая тенденция движения от отдельных больших вычислительных машин (mainframes) к открытым распределенным системам оказала огромное влияние на развитие архитектур СУБД и поставила перед их разработчиками ряд сложных проблем. Главная проблема состояла в технологической сложности перехода от централизованного управления данными на одном компьютере и СУБД с собственными моделями, форматами представления данных и языками доступа к данным, к распределенной обработке данных в неоднородной вычислительной среде, состоящей из соединенных в сеть компьютеров различных моделей и производителей.

Постепенный переход от вычислительных систем на основе больших ЭВМ и централизованного управления данными к распределенным системам на основе персональных компьютеров, а также внедрение персональных компьютеров практически во все сферы деятельности, привели и к изменению подходов к организации систем управления базами данных. В истории развития и совершенствования систем управления базами данных можно условно выделить три основных этапа. Кратко рассмотрим каждый из них.

Субд первого поколения

Первый этап был связан с созданием первого поколения СУБД, опиравшихся на иерархическую и сетевую модели данных (на основе спецификаций CODASYL). В этот период времени на рынке вычислительной техники доминировали большие вычислительные машины, такие как IBM 360/370, которые в совокупности с СУБД первого поколения составили аппаратно‑программную платформу больших информационных систем. СУБД первого поколения были в подавляющем большинстве закрытыми системами: отсутствовал стандарт внешних интерфейсов, не обеспечивалась переносимость прикладных программ.

Ранние СУБД, с сегодняшней точки зрения, имели массу недостатков, из которых наиболее существенными были:

• сложность использования;

• необходимость знать физическую организацию базы данных;

• сильная зависимость прикладных систем от физической организации базы данных;

• перегрузка логики прикладных систем деталями организации доступа к базе данных;

• отсутствие средств автоматизации проектирования баз данных;

• очень высокая стоимость.

Среди достоинств СУБД первого поколения можно отметить:

• наличие развитых средств управления данными во внешней памяти на низком уровне;

• возможность построения эффективных прикладных систем вручную;

• возможность экономии памяти за счет совместного использования объектов (в сетевых системах).

Несмотря на все свои недостатки, СУБД первого поколения оказались весьма долговечными: разработанное на их основе программное обеспечение используется по сей день, и большие ЭВМ по‑прежнему хранят огромные массивы актуальной информации. Главной причиной этого является, вероятно, экономический фактор – в свое время в аппаратное и программное обеспечение больших ЭВМ были вложены огромные средства, в результате многие продолжают их использовать, несмотря на морально устаревшую архитектуру. В то же время перенос данных и программ с больших ЭВМ на компьютеры нового поколения сам по себе представляет сложную техническую проблему и требует значительных затрат.