Этапы развития моделей данных

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 числовые программы. Мощные операционные системы обеспечивали возможность условно параллельного выполнения всего множества задач. 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 - эпоха персональных компьютеров

Особенности этого этапа следующие:Все СУБД были рассчитаны на создание БД в основном с монопольным доступом. И это понятно. Компьютер персональный, он не был подсоединен к сети, и база данных на нем создавалась для работы одного пользователя. 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, 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 инструментарии для разработки готовых приложений без программирования. 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. Вполне работоспособные приложения, разработанные, например, на Clipper, работали на PC 286.

Третий этап - распределенные базы данных

Множится количество локальных сетей, все больше информации передастся между компьютерами, остро встает задача согласованности данных, хранящихся и обрабатывающихся в разных местах, но логически друг с другом связанных, возникают задачи, связанные с параллельной обработкой транзакций -- последовательностей операций над БД, переводящих ее из одного непротиворечивого состояния в другое непротиворечивое состояние. Успешное решение этих задач приводит к появлению распределенных баз данных, сохраняющих все преимущества настольных СУБД и в то же время позволяющих организовать параллельную обработку информации и поддержку целостности БД.

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

структурной целостности -- допустимыми являются только данные, представленные в виде отношений реляционной модели;языковой целостности, то есть языков манипулирования данными высокого уровня (в основном SQL);ссылочной целостности -- контроля за соблюдением ссылочной целостности в течение всего времени функционирования системы, и гарантий невозможности со стороны СУБД нарушить эти ограничения.

Четвертый этап - перспективы развития систем управления базами данных Этот этап характеризуется появлением новой технологии доступа к данным -- интранет. Основное отличие этого подхода от технологии клиент-сервер состоит в том, что отпадает необходимость использования специализированного клиентского программного обеспечения. Для работы с удаленной базой данных используется стандартный броузер Internet, например Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator, и для конечного пользователя процесс обращения к данным происходит аналогично скольжению по Всемирной Паутине. При этом встроенный в загружаемые пользователем HTML-страницы код, написанный обычно на языках Java, Java-script, Perl и других, отслеживает все действия пользователя и транслирует их в низкоуровневые SQL-запросы к базе данных, выполняя, таким образом, ту работу, которой в технологии клиент-сервер занимается клиентская программа. Удобство данного подхода привело к тому, что он стал использоваться не только для удаленного доступа к базам данных, но и для пользователей локальной сети предприятия. Простые задачи обработки данных, не связанные со сложными алгоритмами, требующими согласованного изменения данных во многих взаимосвязанных объектах, достаточно просто и эффективно могут быть построены по данной архитектуре. В этом случае для подключения нового пользователя к возможности использовать данную задачу не требуется установка дополнительного клиентского программного обеспечения. Однако алгоритмически сложные задачи рекомендуется реализовывать в архитектуре «клиент-сервер» с разработкой специального клиентского программного обеспечения.

70.(75). СУБД её функции

Интегрированные технологии в системах обработки данных.

Многообразие компьютерных сетей и форм взаимодействия компьютеров порождает насущную проблему их интеграции или по крайней мере соединения на уровне обмена информацией.

В распределенных системах используются три интегрирован­ные технологии:

1. Технология «клиент — сервер».

2. Технология совместного использования ресурсов в рамках глобальных сетей.

3. Технология универсального пользовательского общения в виде электронной почты

Основная форма взаимодействия ПК в сети — это «кли­ент—сервер». Обычно один ПК в сети располагает информаци­онно-вычислительными ресурсами (такими, как процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, базы дан­ных), а другие ПК пользуются ими. Компьютер, управляющий тем или иным ресурсом, принято называть сервером этого ресур­са, а компьютер, желающий им воспользоваться, — клиентом.

Технология «клиент — сервер» получает все большее распро­странение, но реализация технологии в конкретных програм­мных продуктах существенно различается.

выделяют три модели реализации тех­нологии «клиент—сервер»:

— модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access — RDA);

— модель сервера базы данных (DataBase Server — DBS);

— модель сервера приложений (Application Server — AS).

В RDA — модели программы представления и прикладные программы объединены и выполняют на компьютере-клиенте, который поддерживает как операции ввода и отображения дан­ных, так и прикладные операции. Доступ к информационным ре­сурсам обеспечивается или операциями языка SQL, если речь идет о базах данных, или вызовами функций специальной библи­отеки. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети удаленному компьютеру, например, серверу базы данных, который обрабатывает запросы и возвращает клиенту необходи­мые для обработки блоки данных

DBS-модель строится в предположении, что программы, вы­полняемые на компьютере-клиенте, ограничиваются вводом и отображением, а прикладные программы реализованы в проце­дурах базы данных и хранятся непосредственно на компьютере — сервере базы данных вместе с программами, управляющими и доступом к данным — ядру СУБД

На практике часто используются смешанные модели, когда поддержка целостности базы данных и простейшие операции об­работки данных поддерживаются хранимыми процедурами (DBS-модель), а более сложные операции выполняются непос­редственно прикладной программой, которая выполняется на компьютере-клиенте (RDA-модель).

В AS-модели программа, выполняемая на компьютере-кли­енте, решает задачу ввода и отображения данных, т.е. реализует операции первой группы. Прикладные программы выполняются одним либо группой серверов приложений (удаленный компью­тер или несколько компьютеров). Доступ к информационным ре­сурсам, необходимым для решения прикладных задач, обеспечи­вается так же, как и в RDA-модели. Прикладные программы обеспечивают доступ к ресурсам различных типов — базам дан­ных, индексированным файлам, очередям и др. RDA-модели опираются на двухзвенную схему разделения операций, где при­кладная программа выделена как важнейшая (рис. 9.21).

В течение последнего десятилетия получают все более широкое развитие глобальные вычислительные и информацион­ные сети — уникальный симбиоз компьютеров и коммуникаций. Идет активное включение всех стран во всемирные сетевые структуры. Возрастает потреб­ность в средствах структурирования, накопления, хранения, по­иска и передачи информации. Удовлетворению этих потребнос­тей служат информационные сети и их ресурсы. Совместное ис­пользование ресурсов сетей (библиотек программ, баз данных, вычислительных мощностей) обеспечивается технологическим комплексом и средствами доступа.

Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) — это телеком­муникационные структуры, объединяющие локальные инфор­мационные сети, имеющие протокол связи, методы подключе­ния и протоколы обмена данными. Каждая из глобальных сетей (Internet, Bitner, Decnet и др.) организовывалась для определен­ных целей, а в дальнейшем расширялась за счет подключения ло­кальных сетей, использующих ее услуги и ресурсы.

Крупнейшей глобальной информационной сетью является Internet. Передача данных в этой сети организована на основе протокола Internet-IP (Internet Protocol), представляющего собой описание работы сети, которое включает правила налаживания и поддержания связи в сети, обращения с IP-пакетами и их обра­ботки, описания сетевых пакетов семейства IP. Сеть спроектиро­вана таким образом, что пользователь не имеет никакой инфор­мации о конкретной структуре сети. Чтобы послать сообщение по сети, компьютер размещает данные в некий «конверт», назы­ваемый, например, IP, с указанием конкретного адреса.

Электронная почта является популярной услугой вычисли­тельных сетей, и поставщики сетевых операционных систем ком­плектуют свои продукты средствами поддержки электронной почты.

Электронная почта в локальных сетях обеспечивает передачу документов, успешно используется при автоматизации конторс­ких работ. При использовании для связи между сотрудниками всего офиса она оказывается удобнее телефона, так как позволяет передавать такую информацию, как отчеты, таблицы, диаграммы и рисунки, которые по телефону передать трудно.

«Почтовый ящик» — общая область памяти вычислительной сети, предназначенная для записи информации с помощью одной прикладной програм­мы с целью ее дальнейшего использования другими прикладны­ми программами, функционирующими в других узлах сети.

Электронная почта глобальных сетей передачи сообщений, где могут объединяться компьютеры самых различных конфигу­раций и со вместимостей, обеспечивает:

— работу в онлайновом режиме, когда не требуется постоян­ного присутствия на почтовом узле. Достаточно указать специальной программе-почтовику (Mailer) время систем­ных событий и адреса, где следует забирать почту;

— доступ к телеконференциям (Echo Conference);

— доступ к файловым телеконференциям (File Conference).

Несмотря на их многообразие в различных системах элект­ронной почты все они имеют общие функции: оповещение о при­бытии новой почты, чтение входящей почты, создание исходя­щей почты, адресация сообщений, использование адресной книги, содержащей список абонентов, которым часто посылают почту, отправка сообщений, обработка сообщений и их сохранение.

К обработке сообщений относятся такие функции, как пе­чать, удаление, переадресация письма, сортировка, архивирова­ние сообщений, хранение связанных сообщений. Особо следует выделить программы, позволяющие работать с папками, созда­вать свои папки для хранения в них сообщений по различным те­мам. Это очень удобно и помогает быстрее и эффективнее обра­батывать почту.