История развития баз данных и СУБД

Общепринятые обозначения

Введение

Предметом изучениякурса являются базы данных (БД); принципы и методы построения, жизненный цикл и типология БД; рас­пре­де­лен­ные и объект­но-ориен­тированные БД; организация процессов обработ­ки данных в БД; ограничения целостности; технология опе­ра­тив­ной обработ­ки транзакции (ОLТР‑технология); информационные храни­ли­ща; соп­ря­жение различных СУБД и языков програмирования; ос­воение и практическое использование современных СУБД и языка запросов SQL.

Учебное пособие содержит основные понятия, термины и опре­деления теории проектирования баз данных, компактное описание языка запросов SQL и сов­ре­мен­­ных СУБД Access, Visual FoxPro, Microsoft SQL Server, Oracle с при­ме­ра­ми и упражне­ни­ями и обзор других СУБД.

В кон­це каждой главы даны контрольные вопросы и вопросы для само­про­верки с ответами (прил. 1). По этим вопросам проводятся тес­ти­рование на компьютере.

В период изучения курса студенты выполняют лабо­ра­тор­ные работы (пункты 7.1, 7.2) ‑ по несколько задач из соответствующего пункта, одну кур­со­вую работу (п. 7.3, прил. 6) и сдают экзамен (прил. 2).

Для описания команд, операторов, функций, методов, сценариев диалога, рисунков используются обозначения:

[...] ‑ не обязательная конструкция;

<...> ‑ конструкция, которая указывается пользователем;

{...|...|...} ‑ список конструкций возможных вариантов для выбора;

... ‑ повторение предыдущей конструкции требуемое число раз;

.../.../... ‑ команды подменю, страниц, кнопок и других элементов диалога;

<номер пункта>.<порядковый номер рисунка в пункте> ‑ нумерация рисун­ка в пункте (рисунок 1.3.5.2).

Значения, принятые по умолчанию, подчеркиваются.

Порядок изучения и классификация учебного материала

Главы	Уровень изучения материала
Начальный	Основной	Углубленный
Глава 1. Проектиро­ва­ние баз данных	1.1, 1.2, 1.3.1-1.3.3,1.12	1.3.4‑1.3.8, 1.4.1, 1.4.2, 1.5.1., 1.5.2	1.3.9-1.3.11, 1.4.3-1.4.5, 1.5.3‑1.5.6, 1.6-1.11
Глава 2. СУБД Visual FoxPro	2.1-2.3, 2.4.1‑2.4.3, 2.4.5   2.8-2.10	2.4.4, 2.4.6‑2.4.17, 2.4.23, 2.11-2.15	2.4.18-2.4.22, 2.5-2.7, 2.16-2.23
Глава 3. СУБД Access	3.1, 3.2, 3.4, 3.5.1, 3.5.2, 3.6.1, 3.6.2, 3.7.2-3.7.4, 3.7.6	3.3   3.6.3-3.6.5, 3.7.1, 3.17, 3.18	3.5.3, 3.5.4, 3.6.6, 3.7.5, 3.7.7, 3.8-3.16
Глава 4. СУБД SQL Server	4.1, 4.2, 4.3.1-4.3.4,   4.3.9, 4.3.10	4.3.5, 4.3.6.1-4.3.6.3, 4.3.6.6, 4.3.6.7, 4.3.7	4.3.6.4-4.3.6.5, 4.3.6.8-4.3.6.13, 4.3.8, 4.4
Глава 5. СУБД Oracle	5.1, 5.2, 5.4.1-5.4.3, 5.4.4.1	5.3,   5.4.4.3, 5.4.6, 5.4.7, 5.4.9, 5.4.10	5.4.4.2, 5.4.4.4, 5.4.5, 5.4.8, 5.4.11
Глава 6. Обзор СУБД	6.7-6.9	6.2, 6.3	6.1, 6.4-6.6, 6.10-6.14
Глава 7. Практикум	7.1.1	7.1.2	7.1.3

Пособие включает авторский текст и текст, который скопирован частично или полностью из других источников (в главах 1, 5, 6 и в пункте 7.1) с указанием источника.

Свои предложения и замечания можно посылать по электронной почте: [email protected].

Автор желает читателю настойчивости и успехов в изучении учебного материала.

Глава 1. Проектирование баз данных

Важным шагом в развитии информатики был переход к использованию централизованных систем управления файлами (содержание данного пункта скопировано из работы [19]). Пользователи могут выполнить с файлами ряд стандартных операций: создать файл, открыть, прочитать из файла некоторую запись (текущую, следующую, предыдущую, первую, последнюю), записать в файл на место текущей записи новую, добавить новую запись в конец файла. Структура записи файла была известна только программе, которая с ним работала, система управления файлами не знала ее. При изменении структуры файла требовалось изменять структуру программы, а это требовало новой компиляции. Такая ситуации характеризовалась как зависимость программ от данных. Это было первым существенным недостатком файловых систем, который явился толчком к созданию новых систем хранения и управления информацией.

Далее, поскольку файловые системы являются общим хранилищем файлов, принадлежащих, вообще говоря, разным пользователям, системы управления файлами должны обеспечивать авторизацию доступа к файлам. И отсутствие централизованных методов управления доступом к информации послужило еще одной причиной разработки СУБД.

Следующей причиной стала необходимость обеспечения эффективной параллельной работы многих пользователей с одними и теми же файлами. В общем случае системы управления файлами обеспечивали режим многопользовательского доступа. Если операционная система поддерживает многопользовательский режим, вполне реальна ситуация, когда два или более пользователя одновременно пытаются работать с одним и тем же файлом. Если все пользователи собираются только читать файл, ничего страшного не произойдет. Но если хотя бы один из них будет изменять файл, для корректной работы этих пользователей требуется взаимная синхронизация их действий по отношению к файлу. В системах управления файлами обычно применялся следующий подход. В операции открытия файла (первой и обязательной операции, с которой должен начинаться сеанс работы с файлом) среди прочих параметров указывался режим работы (чтение или изменение). Если к моменту выполнения этой операции некоторым пользовательским процессом PR1 файл был уже открыт другим процессом PR2 в режиме изменения, то в зависимости от особенностей системы процессу PR1 либо сообщалось о невозможности открытия файла, либо он блокировался до тех пор, пока в процессе PR2 не выполнялась операция закрытия файла.

При подобном способе организации одновременная работа нескольких пользователей, связанная с модификацией данных в файле, либо вообще не реализовывалась, либо была очень замедлена.

Эти недостатки послужили тем толчком, который заставил разработчиков информационных систем предложить новый подход к управлению информацией. Этот подход был реализован в рамках новых программных систем, названных впоследствии Системами Управления Базами Данных (СУБД), а сами хранилища информации, которые работали под управлением данных систем, назывались базами или банками данных (БД и БнД).

Первый этап развития СУБД связан с организацией баз данных на больших машинах типа IBM 360/370, ЕС-ЭВМ и мини-ЭВМ типа PDP11 (фирмы Digital Equipment Corporation – DEC), разных моделях HP (фирмы Hewlett Packard). Базы данных хранились во внешней памяти центральной ЭВМ, пользователями этих баз данных были задачи, запускаемые в основном в пакетном режиме. Интерактивный режим доступа обеспечивался с помощью консольных терминалов, которые не обладали собственными вычислительными ресурсами (процессором, внешней памятью) и служили только устройствами ввода-вывода для центральной ЭВМ. Программы доступа к БД писались на различных языках и запускались как обычные программы. Эти системы можно было отнести к системам распределенного доступа, потому что база данных была централизованной, хранилась на устройствах внешней памяти одной центральной ЭВМ, а доступ к ней поддерживался от многих пользователей-задач.

Второй этап связан с появлением персональных компьютеров

Появились СУБД которые позволяли хранить значительные объемы информации, они имели удобный интерфейс для заполнения данных, встроенные средства для генерации различных отчетов.

Особенности этого этапа следующие:

Все СУБД были рассчитаны на создание БД в основном с монопольным доступом.

Большинство СУБД имели развитый и удобный пользовательский интерфейс. В большинстве существовал интерактивный режим работы с БД как в рамках описания БД, так и в рамках проектирования запросов. Кроме того, большинство СУБД предлагали развитый и удобный инструментарий для разработки готовых приложений без программирования. Инструментальная среда состояла из готовых элементов приложения в виде шаблонов экранных форм, отчетов, этикеток, графических конструкторов запросов, которые достаточно просто могли быть собраны в единый комплекс.

Во всех настольных СУБД поддерживался только внешний уровень представления реляционной модели, то есть только внешний табличный вид структур данных.

При наличии высокоуровневых языков манипулирования данными типа SQL в настольных СУБД поддерживались низкоуровневые языки манипулирования данными на уровне отдельных строк таблиц.

В настольных СУБД отсутствовали средства поддержки ссылочной и структурной целостности базы данных. Э

Наличие монопольного режима работы фактически привело к вырождению функций администрирования БД и в связи с этим – к отсутствию инструментальных средств администрирования БД.

Сравнительно скромные требования к аппаратному обеспечению со стороны настольных СУБД.

Яркие представители этого семейства – очень широко использовавшиеся до недавнего времени СУБД Dbase (DbaseIII+, DbaselV), FoxPro, Clipper, Paradox.

Дата добавления: 2014-12-10