Содержательный модуль 5. Microsoft Access: программное средство работы с базами и хранилищами данных; основы офисного программирования

5.1. Системы управления базами данных

База данных – это совокупность данных, упорядоченная для их использования, то есть набор данных, организованный по определенным правилам.

База данных гораздо больше, чем список или таблица. Она предоставляет возможность управления данными, позволяя извлекать их, сортировать, анализировать, подытоживать и быстро отчитываться о результатах. Она может сочетать данные из разных файлов таким образом, что их не нужно будет вводить дважды. Она также может сделать ввод данных более эффективным и точным.

Системы управления базами данных(СУБД) – совокупность инструментов, позволяющих манипулировать информацией из базы данных.

Основное преимущество СУБД – отсутствие проблем, связанных с работой с большим числом списков.

5.1.1. Эволюция концепции базы данных

Среди первых СУБД наиболее часто использовались три типа систем управления базами данных – основанные на инвертированных списках, иерархические и сетевые. Для этих систем накоплены громадные базы данных, и поэтому одной из проблем является их использование совместно с современными системами.

Организация доступа к данным на основе инвертированных списков используется практически во всех современных реляционных СУБД, но в этих системах пользователи не имеют непосредственного доступа к инвертированным спискам (индексам). База данных, организованная с их помощью, похожа на реляционную БД, но с тем отличием, что хранимые таблицы и пути доступа к ним видны пользователям. К числу наиболее известных и типичных представителей систем, основанных на инвертированных списках, относятся Datacom/DB компании Applied Data Research, Inc. (ADR) и Adabas компании Software AG.

Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев (иерархий). Дерево состоит из одного <корневого> столбца и упорядоченного набора нескольких поддеревьев (каждое из которых является некоторым типом дерева). Тип дерева в целом представляет собой иерархически организованный набор типов записи.

Иерархическая структура оказалась очень удобной для хранения данных во многих случаях. Например, практически все файловые системы построены по иерархическому принципу. Известный реестр Windows – также иерархическая база данных.

Среди иерархических систем наиболее известным и распространенным представителем является Information Management System (IMS) компании IBM, первая версия которой вышла в 1968 году.

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь только одного предка; тогда как в сетевой структуре данных такая запись может иметь любое число предков.

Типичным представителем таких систем является продукт Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc., предназначенный для использования на мэйнфреймах IBM. Впервые сетевые системы появились в 70-х годах, среди них была и IDMS.

Среди достоинств ранних СУБД можно отметить низкоуровневые средства управления данными во внешней памяти, а также возможность построения эффективных прикладных систем вручную. Однако эти сильные места являются также и недостатками, поскольку при создании приложений СУБД были очень сложны в применении (фактически были необходимы знания о физической организации), а прикладные программы сильно зависели от этой организации.

В основу создания реляционных БД были заложены положения реляционной алгебры, причем первые теоретические обоснования в этой области БД были сделаны еще в 70-х годах прошлого века. Хотя прототипы реляционных СУБД появились в то же время, процесс их совершенствования занял довольно длительный период времени. И только к середине 80-х годов реляционные системы практически вытеснили с мирового рынка ранние СУБД.

В реляционных системах структура базы данных построена на отношениях (реляциях) между таблицами данных. Набор повторяющихся данных выносится в отдельную таблицу-справочник, благодаря чему исключено или сведено к минимуму дублирование информации.

Практически все современные персональные и промышленные СУБД построены по реляционному принципу. Для текстовых и числовых значений такие системы являются идеальным выбором. И только лишь когда речь заходит о хранении крупных бинарных объектов, например, видео- и аудиофайлов, такой тип СУБД оказывается неоптимальным в использовании. Более приемлемым в этом случае оказываются объектно-ориентированные СУБД.

Прогресс в области реляционных хранилищ данных и следующее хронологически за ними семейство БД, в которых поддерживается управление сложными объектами, привели к новому типу СУБД - объектно-ориентированным базам данных (ООБД). При разработке таких систем были задействованы принципы объектно-ориентированных языков программирования, в частности, немалое влияние на создание ООБД оказал язык Smalltalk.

Любая сущность реального мира в объектно-ориентированных языках и системах моделируется в виде объекта. Любой объект при своем создании получает генерируемый системой уникальный идентификатор, который связан с объектом все время его существования и не меняется при изменении состояния объекта.

Реакцией производителей РСУБД на растущую популярность объектной технологии стало появление реляционно-объектных СУБД. В ядро таких БД добавлены объектные расширения, что позволяет определять любые типы данных. Однако основная ориентация ядра такой универсальной СУБД на реляционную модель отрицательно сказывается на его производительности.

Довольно актуальной для различных компаний является проблема интеграции применяемых разнородных информационных систем с целью создания распределенной базы данных. Отдельные БД подключаются друг к другу через локальную или глобальную сеть, при этом, с точки зрения пользователя, они представляют собой единое целое.

Распределенные базы данных бывают однородными и неоднородными. В однородной – каждая локальная база данных управляется одной и той же СУБД. В неоднородной системе БД могут управляться СУБД разных производителей и даже разных типов. Интеграция неоднородных баз данных – сегодня очень актуальная и сложная проблема. И хотя во многих случаях удается найти компромиссное решение, все же такие интегрированные системы часто не обладают достаточной эффективностью.

Высокая потребность в продуктах управления и хранения данных как в крупных корпорациях, так и в малых предприятиях, привела к появлению двух типов систем управления базами данных – мощных промышленных СУБД и гораздо менее функциональных настольных систем (desktop-класс).