Эволюция концепции баз данных

Базы данных в своем развитии прошли шесть поколений. Вначале данные обрабатывались вручную. Затем появилось оборудование с перфокартами и электромеханические машины для сортировки и табулирования миллионов записей. Позже данные стали хранить на магнитных лентах, и сохраняемые программы выполняли пакетную обработку последовательных файлов. На следующем этапе развития появилось понятие «схемы» базы данных и оперативного навигационного доступа к данным. Затем был обеспечен автоматический доступ к реляционным базам данных и внедрены распределенная и клиент-серверная обработки.

Сегодня перед нами шестое поколение информационных систем (баз данных), которые хранят большие массивы данных - документы, графические, звуковые и видеообразы. Эти системы шестого поколения представляют со-бой базовые средства хранения для приложений Internet и intranet.

Первое поколение - менеджеры записей (с IV тысячелетия до н. э.), например учет царской казны и налогов в Шумере.

Второе поколение - менеджеры записей (1800-1955 гг.). Автоматизированная обработка информации началась С появлением технологии записи информации на перфокартах и впервые была широко использована при переписи населения в США в 1890 г. Тогда-то появилась и компания по производству оборудования для записи информации на перфокарты, которая впоследствии получила название IBM.

Третье поколение - программируемое оборудование обработки записей (1955-1970 гг.). Электронные компьютеры могли обрабатывать сотни записей в секунду. Ключевым компонентом в этой новой технологии стало программное обеспечение. Стали появляться стандартные пакеты для таких общеупотребительных бизнес-приложений, как общая бухгалтерия, расчет заработной платы.

Четвертое поколение - оперативные сетевые базы данных (1965-1980 гг.). Для таких приложений, как ведение операций на фондовой бирже или резервирование билетов, требуется знание текущей информации и немедленный доступ к ней.

Пятое поколение - реляционные базы данных и архитектура «клиент-сервер» (1980-1995 гг.). Реляционная модель данных, когда все данные хранятся в таблицах, связанных между собой по ключевому полю, обладает унифицированным языком для определения данных, навигации по данным и манипулирования ими, а не отдельными языками для каждой из этих задач. Эта реляционная модель имеет много других преимуществ.

Шестое поколение - мультимедийные базы данных (с 1995 г.). До появления этого поколения существовало четкое разделение программ и данных. И этот подход хорошо работал, пока речь шла о таких данных, как числа, символы, списки. Но скоро данные стали представлять сложные объекты типа «графический образ», «звук», их обработка потребовала новых подходов и программ. Произошел переход от традиционных баз данных, хранящих числа и символы, к базам данных, в которых каждая запись может содержать данные со сложным поведением.

Основные этапы проектирования БД:

Концептуальное (инфологическое) проектировани е — построение семантической модели предметной области, то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Термины «семантическая модель», «концептуальная модель» и «инфологическая модель» являются синонимами. Кроме того, в этом контексте равноправно могут использоваться слова «модель базы данных» и «модель предметной области» (например, «концептуальная модель базы данных» и «концептуальная модель предметной области»), поскольку такая модель является как образом реальности, так и образом проектируемой базы данных для этой реальности.

Конкретный вид и содержание концептуальной модели базы данных определяется выбранным для этого формальным аппаратом. Обычно используются графические нотации, подобные ER-диаграммам.

Чаще всего концептуальная модель базы данных включает в себя:

описание информационных объектов, или понятий предметной области и связей между ними.

описание ограничений целостности, т.е. требований к допустимым значениям данных и к связям между ними.

Логическое (даталогическое) проектирование — создание схемы базы данных на основе конкретной модели данных, например, реляционной модели данных. Для реляционной модели данных даталогическая модель — набор схем отношений, обычно с указанием первичных ключей, а также «связей» между отношениями, представляющих собой внешние ключи.

Преобразование концептуальной модели в логическую модель, как правило, осуществляется по формальным правилам. Этот этап может быть в значительной степени автоматизирован.

На этапе логического проектирования учитывается специфика конкретной модели данных, но может не учитываться специфика конкретной СУБД.

Физическое проектирование — создание схемы базы данных для конкретной СУБД. Специфика конкретной СУБД может включать в себя ограничения на именование объектов базы данных, ограничения на поддерживаемые типы данных и т.п. Кроме того, специфика конкретной СУБД при физическом проектировании включает выбор решений, связанных с физической средой хранения данных (выбор методов управления дисковой памятью, разделение БД по файлам и устройствам, методов доступа к данным), создание индексов и т.д.

Дата добавления: 2014-01-07