Недостатки

Недостаток реляционных баз данных, на который часто указыва­ют, - неэффективное использование ЭВМ. Выполнение операций соеди­нения на современной аппаратуре, по-видимому, требует значитель­ного времени. Если для небольших отношений эта проблема решается, то для коммерческих файлов, содержащих иногда сотни миллионов байт, она очень сложна.

Для решения проблемы эффективности важно уяснить, что отно­шения и операции над ними (такие, как СОЕДИНЕНИЕ) относятся к логическому представлению данных. Трудно себе представить, чтобы в диалоговых системах операция СОЕДИНЕННЕЕ реализовалась на физическом уровне. Аналогичные результаты здесь получаются с по­мощью указателей или индексов. В системах пакетной обработки дан­ных физическая реализация операции СОЕДИНЕНИЕ допустима и может рассматриваться как аналог операции слияния для магнитных лент.

Способы физического размещения данных в реляционных системах следует выбирать так, чтобы наиболее эффективно исполнялись наи­более часто используемые операции, в то время как редко используе­мые операции могут быть менее эффективны (как это и делается в дру­гих типах систем управления базами данных).

Часто считают, что разработка реляционной базы может осуществ­ляться независимо от представления данных ее пользователей. Неожи­данно возникшее новое представление пользователя данных может быть легко обработано в реляционной базе, если требуемые для него данные уже в ней хранятся. Хотя это верно для логической структуры данных, на самом деле новое представление пользователя о структуре данных может обрабатываться на ЭВМ довольно неэффективно, поскольку физическая структура данных разрабатывалась с целью наилучшего обеспечения потребностей наиболее общих и важных приложений. Физическая структура во многом определяется задачами пользователя, если даже логическая структура данных и не зависит от них.

Эффективность системы управления реляционной базой данных будет очень сильно зависеть от используемых методов физической орга­низации данных. Если эти методы хорошо подобраны и настроены на определенный режим использования, то эффективность рассматривае­мой системы должна быть сравнима с другими системами управления базами данных.

Заключение. Преимущества реляционной базы

Перечислим преимущества реляционной базы, в частности базы. заданной в третьей нормальной форме (гл. 14)

1. Простота. Использование двумерных таблиц для представления большинства структур данных - самый простой способ работы с ба­зами данных для неподготовленного или не очень опытного пользо­вателя ·

2. Гибкость. Операции ПРОЕЦИРОВАНИЯ и СОЕДИНЕНИЯ по­зволяют разрезать и склеивать отношения; таким образом прикладные программисты могут получать разнообразные файлы в нужной им форме.

3. Точность. Направленные связи, ставшие обычным явлением в базах, могут быть опущены (фиг. 13.6). Отношения по своей природе обладают более точным смыслом и поддаются математически точным методам манипулирования с использованием таких средств, как ал­гебра отношений и исчисление отношений.

4. Секретность. Контроль секретности упрощается. Для каждого отношения задается правомерность доступа. Специфические в смысле секретности показатели (такие, как ЗАРПЛАТА в файле СЛУЖАЩИЙ) можно выделить в отдельные отношения с требованием проверки прав доступа: если право доступа не нарушено, показатель ЗАРПЛАТА может быть с помощью оператора соединения добавлен к другим атри­бутам файла служащих [6).

5. Связность. Реляционное представление дает ясную картину взаимосвязей атрибутов из различных отношений и файлов.

6. Простота ведения. Как мы увидим в части 11 книги, физическое размещение двумерных файлов может оказаться намного проще, чем размещение древовидных и сетевых структур. С изобретением новых средств физической организации памяти, таких, как иерархическая система памяти (гл. 33) и ассоциативная память (гл. 36), использование нормализации сулит еще большие выгоды. Исключение сложных ука­зателей связи в файле снижает требования к аппаратуре, разрабаты­ваемой с ориентацией на ускоренный поиск.

7. Независимость данных. Как правило, структура базы должна допускать возможность ее роста, т. е. добавления новых атрибутов и отношений. Методы использования данных также изменчивы. Могут добавляться новые кортежи и удаляться старые. То же самое касается л элементов данных. При организации базы данных в нормализованной форме с независимым программным обеспечением реструктуризация данных не потребует изменения прикладных программ. Это особенно важно, если учесть, что стоимость разработки и ведения прикладных программ и файлов с ростом базы данных сильно возрастает; с ростом числа прикладных программ затраты на их ведение могут оказаться слишком большими. Независимость данных проще обеспечить в нормализованной базе, чем в случае древовидных и сетевых структур,

8. Язык манипулироеания данными. С помощью алгебры отношений или исчисления отношений можно построить простой и гибкий язык манипулирования данными. Для данных в виде неплоских структур язык манипулирования либо получается необоснованно сложным для пользователя, либо ограничен по своим возможностям.

9. Ясность. Логическая схема базы данных при изображении связей с помощью стрелок (выглядит ясной, пока количество стрелок невелико. В то же время конечной целью развития базы дан­ных является включение в нее всех атрибутов, характеризующих, например, деятельность организации. На рис. 13.12 показан упро­щенный пример файла, относящегося к работе фирмы. Рост базы дан­ных приводит к такому увеличению числа связей, что их невозможно достаточно четко отразить на схеме с направленными связали. В то же время использование нормализованных структур данных удовлет­воряет всем требованиям к возможности роста и модификации базы. Поэтому реляционная модель и тут является наилучшим решением.

Есть надежда, что программное обеспечение для систем управле­ния базами данных будет в основном разрабатываться для нормализо­ванных структур. Системы управления базами данных, изображенные на рис. 7.1-7.5, могли бы прекрасно работать со схемами, заданными в нормализованной форме. Для внедрения нормализованных баз может быть использовано большинство существующих вариантов програм­много обеспечения.