Управл_данными / 01-Введение

Развитие технологий обработки данных

11

Этап 1. Файлы последовательного доступа.

Обработка данных осуществлялась в основном при помощи операций ввода – вывода.

•Порция данных, поступающая за одну такую операцию называется записью.

Файлы организованны последовательным способом.

При этом физическая структура данных и логическая структура файла совпадали.

•Пользователям файл в этой ситуации представляется как линейная последовательность записей, где структура записей файла известна только программе, которая с ним работает, поскольку эта структура содержится только в ней.

Если структура файла изменяется, требуется вносить изменения и в саму программу - зависимость программ от данных.

Другая проблема – значительная избыточность данных в файлах.

•- при рассматриваемом способе организации данных часто возникает необходимость хранения нескольких копий одного и того же файла, отсортированных по различным полям записи.

12

Последовательный доступ – файлы на лентах

Сначала файлы хранились на магнитных лентах (и перфолентах). Это определило способ доступа.

Для того, чтобы найти нужный (N-й) файл, необходимо перемотать ленту в начало, затем пропустить N-1 файлов. Установить магнитную головку в начало файла (смещение от начала = 0 байт).

Далее, для того, чтобы найти нужную запись, нужно установить заданное смещение

После этого можно считывать искомую порцию информации в оперативную память.

Запись данных можно производить только в конец последнего файла.

13

Последовательный доступ - файлы на дисках

С появлением дисковых накопителей стало возможным находить нужный файл сразу, не проматывая диск от начала.

Однако операции по поиску информации внутри файла остались прежними.

Для того, чтобы найти нужное слово в файле последовательного доступа нужно читать все слова от начала, до тех пор пока не попадется искомое.

Скорость доступа при больших размерах файлов оставалась низкой.

Организовать настоящую БД, используя такие файлы – невозможно.

Однако такие файлы широко используются и до сих пор, при небольших объема данных. Пример - текстовые файлы.

14

Этап 2. Файлы прямого доступа

Возможны только на дисковых накопителях.

Принцип файлов прямого доступа состоит в том, что есть способ вычислить смещение для N-й записи, а затем прочитать её за одну операцию.

Увеличилась производительность – новые устройства памяти.

В результате:

появилось некоторое различие логической и физической структуры данных;

некоторая независимость программ от данных;

15

Недостатки

Сохраняется зависимость приложений от структуры данных.

Сохраняется значительная избыточность данных.

Отсутствует централизованный контроль на уровне элементов данных. Часто один и тот же элемент данных имеет несколько имен.

Требуются большие затраты труда программистов при определении новых данных.

Очень сложные процедуры манипулирования данными.

Не устранены сложности администрирования доступом к файлу, а следовательно и сложность реализации многопользовательского режима работы.

16

Этап 3. БД и СУБД

Необходимость решения этих проблем заставила разработчиков ИС предложить новые концепции:

1.Для хранения информации должны использоваться базы данных (БД).

2.Для управления информацией – Системы управления базами данных (СУБД)

Дальнейшая история развития систем обработки данных – это эпоха развития БД и СУБД.

17

Базы данных (БД)

Базы данных (БД) – это единое, вместительное хранилище разнообразных данных и описаний их структур, которое после своего определения, осуществляемого отдельно и независимо от приложений, используется одновременно многими приложениями.

Хранимые данные организованы в совместно используемые наборы и логически связаны между собой, в соответствии с предметной областью.

Поскольку структуры данных определяются отдельно от приложений и хранятся в БД, то изменение структуры не влияет на приложения, не использующие измененные данные.

Базы данных управляются с помощью СУБД.

18

Системы управления базами данных (СУБД)

СУБД– это программное обеспечение, с помощью которого можно:

Определять БД, структуру ее данных, а также задавать ограничения для хранимых данных.

Манипулировать данными.

Предоставлять контролируемый доступ к информации БД.

Осуществлять поддержку обеспечения безопасности данных.

Обеспечивать целостность данных.

Управлять многопользовательским режимом работы, контролируя процессы совместного доступа к данным.

Восстанавливать информацию БД, потерянную в результате различных аппаратных или программных сбоев.

19