Информационные системы

Петров Владимир Николаевич

Несколько разных специализированных языков баз данных поддерживалось лишь в ранних СУБД. В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык, содержащий все необходимые средства для работы с базой данных, начиная от ее создания, и обеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартным языком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД является язык SQL (Structured Query Language – язык структурированных запросов). Таким образом, указанные выше языки баз данных на сегодняшний день

фактически являются подмножествами единого стандартного языка SQL.

Язык SQL позволяет определять схему реляционной базы данных и манипулировать данными. При этом именование объектов базы данных (для реляционной базы данных – именование таблиц и их полей) поддерживается на языковом уровне в том смысле, что компилятор языка SQL производит преобразование имен объектов в их внутренние идентификаторы на основании специально поддерживаемых служебных таблиц-каталогов.

Язык SQL содержит специальные средства определения ограничений целостности базы данных. Опять же, ограничения целостности хранятся в специальных таблицах-каталогах, и контроль целостности базы данных производится на языковом уровне – при компиляции операторов модификации базы данных компилятор SQL на основании имеющихся в базе данных ограничений целостности генерирует соответствующий программный код.

Специальные операторы языка SQL позволяют определять так называемые представления базы данных, фактически являющиеся хранимыми в базе данных запросами (результатом любого запроса к реляционной базе данных является таблица) с именованными столбцами, называемыми полями. Для пользователя представление является такой же таблицей, как любая базовая таблица, хранимая в базе данных, но с помощью представлений можно ограничить или, наоборот, расширить видимость данных для конкретного пользователя. Поддержка представлений производится также на языковом уровне.

Наконец, авторизация доступа к объектам базы данных тоже производится на основе специального набора SQL-операторов. Идея состоит в том, что для выполнения разных SQL-операторов пользователь должен обладать разными полномочиями. Пользователь, создавший таблицу базы данных, обладает полным набором полномочий для работы с данной таблицей. В число этих полномочий входит полномочие на передачу всех или части полномочий другим пользователям, включая полномочие на передачу полномочий. Полномочия пользователей описываются в специальных таблицах-каталогах, контроль полномочий поддерживается на языковом уровне.

Примечание.

Здесь дается лишь общее представление о языке SQL. Более подробно данный язык и его функции рассматриваются далее.

Эволюция систем управления базами данных

На эволюцию СУБД существенное влияние оказывает бурное развитие микроэлектронных технологий и связанное с этим развитие персональных компьютеров. Темпы развития персональных компьютеров за последние 15–20 лет существенно превышают темпы развития «больших» ЭВМ. Область применения персональных компьютеров за последние несколько

лет существенно расширилась. Можно выделить основные причины этой тенденции:

• цена персональных компьютеров значительно ниже, чем больших ЭВМ;

• по функциональным возможностям персональные компьютеры превосходят большие ЭВМ;

• существенно сократился разрыв между производительностью персональных компьютеров и больших ЭВМ, кроме того, для многих задач обработки данных производительность компьютера не является решающим фактором;

• архитектура систем на основе персональных компьютеров обладает большей гибкостью и мобильностью, а сфера их использования значительно шире области применения больших ЭВМ.

Общая тенденция движения от отдельных больших вычислительных машин (mainframes) к открытым распределенным системам оказала огромное влияние на развитие архитектур СУБД и поставила перед их разработчиками ряд сложных проблем. Главная проблема состояла в технологической сложности перехода от централизованного управления данными на одном компьютере и СУБД с собственными моделями, форматами представления данных и языками доступа к данным, к распределенной обработке данных в неоднородной вычислительной среде, состоящей из соединенных в сеть компьютеров различных моделей и производителей.

Постепенный переход от вычислительных систем на основе больших ЭВМ и централизованного управления данными к распределенным системам на основе персональных компьютеров, а также внедрение персональных компьютеров практически во все сферы деятельности, привели и к изменению подходов к организации систем управления базами данных. В истории развития и совершенствования систем управления базами данных можно условно выделить три основных этапа. Кратко рассмотрим каждый из них.

СУБД первого поколения

Первый этап был связан с созданием первого поколения СУБД, опиравшихся на иерархическую и сетевую модели данных (на основе спецификаций CODASYL). В этот период времени на рынке вычислительной техники доминировали большие вычислительные машины, такие как IBM 360/370, которые в совокупности с СУБД первого поколения составили аппаратно-программную платформу больших информационных систем. СУБД первого поколения были в подавляющем большинстве закрытыми системами: отсутствовал стандарт внешних интерфейсов, не обеспечивалась переносимость прикладных программ.

Ранние СУБД, с сегодняшней точки зрения, имели массу недостатков, из которых наиболее существенными были:

• сложность использования;

• необходимость знать физическую организацию базы данных;

• сильная зависимость прикладных систем от физической организации базы данных;

• перегрузка логики прикладных систем деталями организации доступа к базе данных;

• отсутствие средств автоматизации проектирования баз данных;

• очень высокая стоимость.

Среди достоинств СУБД первого поколения можно отметить: