Развитие методов и средств обработки данных в информационной системе

История развития баз данных – история развития систем управления данными во внешней памяти. Основной проблемой, обусловившей развитие теории и практики баз данных, является обеспечение надежного контролируемого хранения необходимых данных между сеансами работы, их передачи между рабочими местами и эффективного их извлечения по мере необходимости.

В истории развития баз данных можно выделить следующие этапы:

1. Файлы и файловые системы.

2. Базы данных на больших ЭВМ. Первые СУБД.

3. Эпоха персональных компьютеров. Настольные СУБД.

4. Распределенные базы данных.

История СУБД насчитывает более 40 лет.

В 1968 году была введена в эксплуатацию первая промышленная СУБД – система IMS фирмы IBM.

В 1975 году появился первый стандарт СУБД, разработанный ассоциацией по языкам систем обработки данных – Conference of Data System Language (CODASYL). Этот стандарт определил ряд фундаментальных понятий в теории систем баз данных, которые до сих пор являются основополагающими для сетевой модели данных.

В 1981 году Э.Ф.Кодд создал реляционную модель данных и применил к ней операции реляционной алгебры.

Недостатки файловой системы (зависимость программ от данных, невозможность параллельной работы с данными, отсутствие разграничения прав доступа) привели к появлению понятия баз данных.

Четыре этапа в развитии обработки данных.

Этап 1. Базы данных на больших ЭВМ

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).

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.

Особенности этого этапа развития выражаются в следующем:

ü Все СУБД базируются на мощных мультипрограммных операционных системах (MVS SVM, RTE, OSRV, RSX, UNIX), поэтому в основном поддерживается работа с централизованной базой данных в режиме распределенного доступа.

ü Функции управления распределением ресурсов в основном осуществляются операционной системой (ОС),

ü Поддерживаются языки низкого уровня манипулирования данными, ориентированные на навигационные методы доступа к данным.

ü Значительная роль отводится администрированию данных.

Этап 2. Базы данных мини-ЭВМ. Доминирование и развитие реляционных баз данных

Проводятся серьезные работы по обоснованию и формализации реляционной модели данных, и была создана первая система (System R), реализующая идеологию реляционной модели данных.

Проводятся теоретические работы по оптимизации запросов и управлению распределенным доступом к централизованной БД, было введено понятие транзакции.

Результаты научных исследований открыто обсуждаются в печати, идет мощный поток общедоступных публикаций, касающихся всех аспектов теории и практики баз данных, и результаты теоретических исследований активно внедряются в коммерческие СУБД.

Появляются первые языки высокого уровня для работы с реляционной моделью данных. Однако отсутствуют стандарты для этих первых языков.

Этап 3. Персональные базы данных

Все СУБД были рассчитаны на создание БД в основном с монопольным доступом. В редких случаях предполагалась последовательная работа нескольких пользователей, например, сначала оператор, который вводил бухгалтерские документы, а потом главбух, который определял проводки, соответствующие первичным документам.

Большинство СУБД имели развитый и удобный пользовательский интерфейс. Инструментальная среда состояла из готовых элементов приложения в виде шаблонов экранных форм, отчетов, (этикеток Labels), 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 реляционной алгебры и 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. Эти функции должны были выполнять приложения, однако скудость средств разработки приложений иногда не позволяла это сделать, и в этом случае эти функции должны были выполняться пользователем, требуя от него дополнительного контроля при вводе и изменении информации, хранящейся в БД.

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

И, наконец, последняя и в настоящий момент весьма положительная особенность - это сравнительно скромные требования к аппаратному обеспечению со стороны настольных СУБД.

Яркие представители этого семейства — СУБД Dbase (Dbase III+, Dbase lV), FoxPro, Clipper, Paradox.

Этап 4. Распределенные базы данных

Практически все современные СУБД обеспечивают поддержку полной реляционной модели, а именно:

ü Структурной целостности — допустимыми являются только данные, представленные в виде отношений реляционной модели;

ü Языковой целостности, то есть языков манипулирования данными высокого уровня (в основном SQL);

ü Ссылочной целостности, контроля за соблюдением ссылочной целостности в течение всего времени функционирования системы, и гарантий не возможности со стороны СУБД нарушить эти ограничения,

Большинство современных СУБД рассчитаны на многоплатформенную архитектуру.

Необходимость поддержки многопользовательской работы с базой данных и возможность децентрализованного хранения данных потребовали развития средств администрирования БД с реализацией общей концепции средств защиты данных.

Потребность в новых реализациях вызвала создание серьезных теоретических трудов по оптимизации реализаций распределенных БД и работе с распределенными транзакциями и запросами с внедрением полученных результатов в коммерческие СУБД.

Для того чтобы не потерять клиентов, которые ранее работали на настольных СУБД, практически все современные СУБД имеют средства подключения клиентских приложений, разработанных с использованием настольных СУБД, и средства экспорта данных из форматов настольных СУБД второго этапа развития.

Именно к этому этапу можно отнести разработку ряда стандартов в рамках языков описания и манипулирования данными, начиная с SQL89, SQL92, SQL99 и технологий по обмену данными между различными СУБД, к которым можно отнести и протокол ODBC (Open DataBase Connectivity), предложенный фирмой Microsoft.

Именно к этому этапу можно отнести начало работ, связанных с концепцией объектно-ориентированных БД - СУБД.

Представителями СУБД, относящимся ко второму этапу, можно считатьMS Access 97 и все современные серверы баз данных Огасlе7, Огас1е8.4, MS SQL6.5, MS SQL7.0, System 10, System 11, Informix, DB2, SQL Base и другие современные серверы баз данных, которых в настоящий момент насчитывается несколько десятков.

Получается замкнутый круг развития: новые возможности обработки данных влекут за собой новые требования.

На данный момент реализованы следующие требования:

· Обработка постоянных (перманентных) данных:

· Централизованная обработка данных на основе стандартов

· Интеграция данных

· Независимость (самодостаточность) данных от программ обработки

· Целостность хранимых данных

· Язык управления данными

И созданы следующие средства СУБД:

· Средства задания структуры БД.

· Средства конструирования экранных форм (ввод данных, осмотр).

· Средства создания запросов для выборки данных, а также для их обработки.

· Средства создания отчета, для вывода на печать документа.

· Языковые средства (макросы, язык запросов, встроенный алгоритмический язык).

· Средства создания приложений пользователя, позволяющие объединить различные операции работы с БД в единый технологический процесс.

Дата добавления: 2015-05-10