Базы данных и СУБД

Множество функций управления данными ФС оказывается недостаточным для решения задач поддержки информационных систем. Предположим, что мы хотим реализовать простую ин­формационную систему, осуществляющую учет сотрудников некоторой организации. Система должна выдавать списки сотруд­ников в соответствии с указанными номерами отделов, поддерживать функции регистрации перевода сотрудника из одного отдела в другой, приема на работу новых сотрудников и увольне­ния работающих. Для каждого отдела должна поддерживаться возможность получения имени руководителя этого отдела, обшей численности отдела, общей суммы выплаченной в последний раз зарплаты и т. д. Для каждого сотрудника должна поддерживаться возможность выдачи номера удостоверения по полному имени сотрудника, выдачи полного имени по номеру удостоверения, получения информации о текущем соответствии занимаемой должности сотрудника и о размере зарплаты.

Предположим, что мы решили реализовать эту информационную систему на основе файловой системы и пользоваться при этом одним файлом, расширив базовые возможности файловой системы за счет специальной библиотеки функций. Поскольку минимальной информационной единицей в нашем случае явля­ется сотрудник, естественно потребовать, чтобы в этом файле содержалась одна запись для каждого сотрудника. Очевидно, что поля таких записей должны содержать полное имя сотрудника (сотр_имя), номер его удостоверения (сотр_номер), информа­цию о его соответствии занимаемой должности (СОТР_статус — для простоты «да» или «нет»), размер зарплаты (СОТР_ЗАРП), номер отдела (СОТР_ОТД_НОМЕР). Поскольку мы хотим ограни­читься одним файлом, эта же запись должна содержать имя ру­ководителя отдела (сотр_отд_рук).

Для выполнения функций нашей информационной системы требуется возможность многоключевого доступа к этому файлу по уникальным ключам (не дублируемым в разных записях) СОТР_ИМЯ и СОТР_НОМЕР. Кроме того, должна обеспечиваться возможность выбора всех записей с общим заданным значением СОТР_ОТД_НОМЕР, т. е. доступ по неуникальному ключу. Чтобы получить численность отдела или общий размер зарплаты, ин­формационная система должна будет каждый раз выбирать все записи о сотрудниках отдела и подсчитывать соответствующие общие значения.

Таким образом, для реализации даже такой простой системы на базе файловой системы:

• во-первых, требуется создание достаточно сложной над­стройки, обеспечивающей многоключевой доступ к фай­лам;

• во-вторых, неизбежны существенная избыточность хране­ния (для каждого сотрудника данного отдела повторяется имя руководителя отдела) и выполнение массовой выборки и вычислений для получения сводной информации об отделах.

Вообще, согласованность данных является ключевым понятием баз данных. На самом деле, если информационная система поддерживает согласованное хранение информаци в нескольких файлах, можно говорить о том, что она подцержи вает базу данных. Если же некоторая вспомогательная система управления данными позволяет работать с несколькими файла­ми, обеспечивая их согласованность, можно назвать ее системой управления базами данных. Уже только требование поддержания согласованности данных в нескольких файлах не позволяет обойтись библиотекой функций: такая система должна обладать некоторыми собственными данными (метаданными) и даже зна­ниями, определяющими целостность данных.

Далее, представим себе, что в первоначальной реализации информационной системы, основанной на использовании биб­лиотек расширенных методов доступа к файлам, обрабатывается операция регистрации нового сотрудника. Следуя требованиям согласованного изменения файлов, информационная система вставила новую запись в файл сотрудники и приступает к моди­фикации файла отделы, но именно в этот момент произошло аварийное выключение электрического питания. Очевидно, что после перезапуска системы ее база данных будет находиться в рассогласованном состоянии. Потребуется выяснить это (а для этого нужно явно проверить соответствие информа­ции в файлах сотрудники и отделы) и привести информацию в согласованное состояние.

Системы управления базами данных (СУБД) берут такую работу на себя. Прикладная система обязана знать, какое состояние данных является корректным, но всю техниче­скую работу принимает на себя СУБД.

Наконец, представим себе, что мы хотим обеспечить па­раллельную (например, многотерминальную) работу с базой данных сотрудников. Если опираться только на использо­вание файлов, то для обеспечения корректности изменений на все время модификации любого из двух файлов доступ других пользователей к этому файлу будет блокирован (вспомните воз­можности файловых систем для синхронизации параллельного доступа). Таким образом, зачисление на работу Петра Ивано­вича Сидорова существенно затормозит получение информа­ции о сотруднике Иване Сидоровиче Петрове, даже если они будут работать в разных отделах. Реальные СУБД обеспечивают гораздо более тонкую синхронизацию параллельного доступа к данным.