Лекция 4. Системы с использованием баз данных
Все перечисленные в предыдущей лекции ограничения файловых систем являются следствием двух факторов.
1. Определение данных содержится внутри приложений, а не хранится отдельно и независимо от них.
2. Помимо приложений не предусмотрено никаких других инструментов доступа к данным и их обработки.
Для повышения эффективности работы необходимо использовать новый подход, а именно базу данных (database) и систему управления базами данных, или СУБД (Database Management System — DBMS).
База данных. Совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.
Чтобы глубже вникнуть в суть этого понятия, рассмотрим его определение более внимательно. База данных — это единое, большое хранилище данных, которое однократно определяется, а затем используется одновременно многими пользователями — представителями разных подразделений. Вместо разрозненных файлов с избыточными данными здесь все данные собраны вместе с минимальной долей избыточности. База данных уже не принадлежит какому-либо единственному отделу, а является общим корпоративным ресурсом. Причем база данных хранит не только рабочие данные этой организации, но и их описания.
По этой причине базу данных еще называют набором интегрированных записей с самоописанием. В совокупности описание данных называется системным каталогом (system catalog), или словарем данных (data dictionary), а сами элементы описания принято называть метаданными (meta-data), т.е. "данными о данных". Именно наличие самоописания данных в базе данных обеспечивает в ней независимость программ от данных (program-data independence).
Подход, основанный на применении баз данных, где определение данных отделено от приложений, очень похож на подход, используемый при разработке современного программного обеспечения, когда наряду с внутренним определением объекта существует его внешнее определение. Пользователи объекта видят только его внешнее определение и не задумываются над тем, как он определяется и функционирует. Одно из преимуществ такого подхода, а именно абстрагирования данных (data abstraction), заключается в том, что можно изменить внутреннее определение объекта без каких-либо последствий для его пользователей, при условии, что внешнее определение объекта остается неизменным. Аналогичным образом, в подходе с использованием баз данных структура данных отделена от приложений и хранится в базе данных. Добавление новых структур данных или изменение существующих никак не влияет на приложения, при условии, что они не зависят непосредственно от изменяемых компонентов. Например, добавление нового поля в запись или создание нового файла никак не повлияет на работу имеющихся приложений. Однако удаление поля из используемого приложением файла повлияет на это приложение, а потому его также потребуется соответствующим образом модифицировать. И, наконец, следует объяснить последний термин из определения базы данных, а именно понятие "логически связанный". При анализе информационных потребностей организации следует выделить сущности, атрибуты и связи.
Сущностью (entity) называется отдельный тип объекта (человек, место или вещь, понятие или событие), который нужно представить в базе данных.
Атрибутом (attribute) называется свойство, которое описывает некоторую характеристику рассматриваемого объекта;