Чтение онлайн

Второй важный принцип, предложенный Коддом, заключается в том, что в реляционных системах одной командой могут обрабатываться целые файлы данных, в то время как в ранних СУБД одной командой обрабатывалась только одна запись. Реализация этого принципа существенно повысила эффективность программирования баз данных.

Реализация реляционных принципов в СУБД сделала возможным разработку простых языков запросов, вполне доступных пользователям, не являющимся специалистами в области программирования. Таким образом, благодаря снижению требований к квалификации существенно расширился круг пользователей баз данных.

Примечание.

На начальном этапе развития реляционных баз данных было разработано несколько языков запросов, среди которых наиболее известны QBE (Query by Example – запрос по образцу), Quel (Query Language – язык запросов) и SQL (Structured Query Language – структурированный язык запросов). Среди этих языков на сегодняшний день наибольшее распространение имеет SQL, который в 1986 г. был принят институтом ANSI (American National Standards Institute – Американский национальный институт стандартов) в качестве стандарта языков реляционных баз данных. Последнее обновление этого стандарта было принято в 1992 г., и язык запросов, соответствующий этому стандарту, обычно обозначается как SQL-92.

Сейчас реляционные базы данных получили очень широкое распространение и фактически их можно рассматривать как стандарт СУБД для современных информационных систем.

Объектно-ориентированные СУБД

Несмотря на большую популярность реляционных СУБД, развитие технологии управления данными на них не остановилось. Следующим этапом этого развития стало появление объектно-ориентированных баз данных, для которых характерны объектно-ориентированный подход, распределенность данных, наличие активного сервера баз данных, языки программирования четвертого поколения, фрагментация и параллельная обработки запросов, технологии тиражирования данных, многопоточная архитектура и другие революционные достижения в области обработки данных.

Объектно-ориентированный подход имеет ряд преимуществ для разработчика, из которых можно отметить следующие:

• возможность разбить систему на совокупность независимых сущностей (объектов) и провести их строгую независимую спецификацию;

• простота эволюции системы за счет таких элементов объектного подхода как наследование и полиморфизм;

• возможность объектного моделирования системы, позволяющего проследить поведение реальных сущностей предметной области уже на ранних стадиях разработки.

Объектная модель данных более близка сущностям реального мира. Объекты можно сохранить и использовать непосредственно, не раскладывая по таблицам. Типы данных определяются разработчиком и не ограничены набором предопределенных типов.

При занесении сложного объекта в реляционную базу обязательна процедура декомпозиции его данных для того, чтобы разместить их в таблицах. При чтении объекта из реляционной базы он собирается из отдельных элементов и только затем может использоваться. В объектных же СУБД данные объекта, а также методы изменения этих данных помещаются в хранилище как единое целое.

Использование объектной модели представления данных (и, соответственно, объектно-ориентированной СУБД) наиболее привлекательно для информационных систем корпоративного уровня, разработка которых ведется методами объектного проектирования.

Примечание.

Несмотря на все достоинства объектно-ориентированных СУБД, их использование далеко не всегда оправданно. Нередко декомпозиция данных объекта не вызывает никаких проблем и вполне логична. В этом случае применение реляционной модели может быть более эффективным. Кроме того, ведущие производители реляционных СУБД IBM и Oracle доработали свои продукты (DB2 и Oracle соответственно), добавив объектную надстройку над реляционным ядром системы. Таким образом, работая с этими СУБД, можно использовать ту или иную модель данных в зависимости от конкретной ситуации. Вероятно, что в обозримом будущем рынок корпоративных систем пока останется за гибридными объектно-реляционными СУБД.

Реляционная модель данных

Реляционная модель данных была предложена уже упоминавшимся Э. Коддом, известным американским специалистом в области баз данных. Основные концепции этой модели были впервые опубликованы в 1970 г. в статье «A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks» (CACM, 1970, Vol. 13 № 6). Реляционная модель позволила решить одну из важнейших задач в управлении базами данных – обеспечить независимость представления и описания данных от прикладных программ, следствием чего стало бы существенное упрощение проектирования и программирования баз данных. Поэтому после опубликования работ Кодда начались активные исследования по созданию реляционной системы управления базами данных. В результате этих исследований во второй половине 70-х годов был создан ряд коммерческих и некоммерческих реляционных СУБД.

К основным достоинствам реляционного подхода к управлению базой данных следует отнести:

• наличие небольшого набора абстракций, которые позволяют сравнительно просто моделировать большую часть распространенных предметных областей и допускают точные формальные определения, оставаясь интуитивно понятными;

• наличие простого и в то же время мощного математического аппарата, опирающегося главным образом на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода к организации баз данных;

• возможность манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации баз данных во внешней памяти.

Несмотря на все свои достоинства, реляционные системы далеко не сразу получили широкое признание. Хотя уже во второй половине 70-х годов появились первые прототипы реляционных СУБД, долгое время считалось невозможным добиться эффективной реализации таких систем. Однако постепенное накопление методов и алгоритмов организации реляционных баз данных и управления ими привели к тому, что уже в середине 80-х годов реляционные системы практически вытеснили с мирового рынка ранние СУБД.

В настоящее время реляционные СУБД остаются одними из наиболее распространенных, несмотря на некоторые присущие им недостатки. Сейчас основным предметом критики реляционных СУБД является не их недостаточная эффективность, а также некоторая ограниченность таких систем при использовании в так называемых нетрадиционных областях (наиболее распространенными примерами являются системы автоматизации проектирования), в которых требуются предельно сложные структуры данных. Причем эта ограниченность реляционных СУБД является прямым следствием их простоты и проявляется лишь в отдельных предметных областях. Вторым часто отмечаемым недостатком реляционных баз данных является невозможность адекватного отражения семантики предметной области – средства представления знаний о семантической специфике предметной области в реляционных системах очень ограничены.

На устранение именно этих недостатков в основном и направлены исследования по созданию объектно-ориентированных баз данных.

Базовые понятия реляционной модели данных

Термин «реляционный» указывает, прежде всего, на то, что такая модель хранения данных построена на взаимоотношении составляющих ее частей, которые удобно представлять в виде двухмерной таблицы. Как показал Кодд, набор отношений (таблиц) может быть использован для хранения данных об объектах реального мира и моделирования связей между ними. Таким образом, реляционная модель данных представляет информацию в виде совокупности взаимосвязанных таблиц, которые принято называть отношениями, или реляциями.