Тенденции развития современных технологий управления базами данных

 

Современные БД явл-ся основой многочисленных информ. систем. Информация, накопленная в них, явл. ценным материалом, и в настоящ. момент широко распространяются методы обработки БД с точки зрения извлечения из них доп. знаний, методов, которые связаны с обобщением и различными доп. способами обработки данных.

 

Для работы с «Хранилищами данных» наиб. значимым становится интеллектуальный анализ данных (ИАД) — это процесс выявления значимых образцов и тенденций в больших объемах данных.

 

В бизнес-приложениях наиб. интерес представляет интеграция методов интеллектуального анализа данных с технологией оперативной аналитической обработки данных (OLAP). В основе OLAP лежит многомерное представление данных.

 

След. новым направлением в развитии СУБД явл. направ., св. с отказом от нормализации отнош. Во многом нормализация отнош. нарушает ест. иерархич. связи м/у объектами, кот. достаточно распространены в нашем мире. Возможность сохранять их на концепт. (но не на физ.) уровне позвол. пользователям более ест-но отражать связи предметн. обл.

 

Дальнейшим расширением в структурных преобразованиях явл. объектно-ориентированные БД. В объектно-ориентированной парадигме предметная область моделируется как множество классов взаимодейств. объектов. Кажд. объект характеризуется набором свойств, кот. явл. как бы его пассивными характеристиками, и набором методов работы с этим объектом.

 

Специфика применения объектно-ориентированного подхода для организации и управления БД потребовала уточненного толкования классических концепций и некоторого их расширения. Возникло направление, которое предполагает возможность хранения объектов внутри реляционной БД, тогда доп. необходимо предусмотреть хранение и использование специфич. методов работы с этими объектами, а это в свою очередь требует расширения стандарта языка SQL. Однако часть разработчиков придерживается мнения о необход. полного отказа от реляционной парадигмы и перехода на объектно-ориентированную парадигму.

 

Темпоральные БД - БД, чувствительные ко времени. Фактически БД моделирует сост. объектов предметной области в некотор. текущий момент времени. Однако в ряде прикладных областей необходимо исследовать именно изменение состояний объектов во времени. Основной тезис темпоральных систем сост. в том, что для любого объекта данных, созданного в момент времени t1 и уничтоженного в момент времени t2, в БД сохраняются все его состояния во временном интервале t1- t2.

 

Направление, связанное с объединением технологии экспертных систем и БД, и развитие дедуктивных БД. Эти базы основаны на выявлении новых знаний из БД не путем запросов или аналитической обработки, а путем использования правил вывода и построения цепочек применения этих правил для вывода ответов на запросы. Для этих БД существуют языки запросов, отличные от классического SQL.

 

Перспектива взаимодействия Web-технологии и БД. С одной стороны, Web представляет собой одну громадную БД. Однако до сих пор, вместо того чтобы превратиться в неотъемлемую часть инфраструктуры Web, БД остаются на вторых ролях. Во-первых, дизайнеры крупнейших Web-серверов с миллионами страниц содержимого постепенно перекладывают задачи управления страницами с файловых систем на системы БД. Во-вторых, системы БД используются в качестве серверов электронной коммерции, помогая отслеживать профили, транзакции, счета. В-третьих, ведущие Web-издатели примериваются к использованию систем БД для хранения информационного наполнения, имеющего сложную природу. В небольших Web-узлах, как правило, используются статические HTML-страницы, хранящиеся в обычных файловых системах.

 

 

Вариант 3

Возможность применения информационных систем, построенных на основе баз данных, в бизнесе; концепция файловых систем и объективные причины перехода к построению информационных систем на основе баз данных.

Сформулируем главные принципы файловых систем:

1. Пользователь “видит” данные как совокупность файлов, работа с которыми обеспечивается, как правило, стандартными средствами, входящими в состав операционной системы и доступными в используемых языках программирования.

2. Каждая содержащаяся в файле запись представляет собой последовательность символов (байтов), которая кодирует те или иные данные, сведения предметной области. Способ кодирования определяется программистом, создавшим данный файл с помощью написанной им программы. Всякая программа, предназначенная для извлечения данных из файла, должна “знать” принятый способ кодирования. Любые изменения способа кодирования (например, связанные с изменениями в обслуживании предметной области, изменения формата данных) влекут изменение всех программ, работающих с данным файлом.

3. Решение новой задачи на основе данных, содержащихся в файлах системы, требует написания новой программы обработки файлов, определение данных содержится внутри приложений, а не хранится отдельно и независимо от них.

4. Для просмотра данных файла применялись последовательный или произвольный методы доступа.

 

Ограничения, присущие файловым системам:

1 .Разделение и изоляция данных.

Когда данные изолированы в отдельные файлы, доступ к ним весьма затруднен. При выполнении процедуры поиска программист должен осуществлять синхронную обработку файлов, где находятся необходимые данные. Трудности возникают, когда требуется получить данные из более, чем двух файлов.

 

2. Дублирование данных.

Из-за децентрализованной работы с данными, проводимой в каждом отделе независимо от других отделов, неизбежно возникает проблема дублирования используемой информации в создаваемых файлах. Такая ситуация неблагоприятна по следующим причинам:

- дублирование данных сопровождается неэкономным расходованием ресурсов, поскольку на ввод избыточных данных требуется затрачивать дополнительные время и деньги. Кроме того, для хранения этих данных требуется дополнительное место во внешней памяти, что связано с дополнительными накладными расходами;

- -дублирование неизбежно приводит к проблеме логического рассогласования данных, к нарушению их целостности, что в конечном итоге негативно сказывается на достоверности информации, предоставляемой соответствующими подразделениями организации;

- проблема неоднозначности, при которой один и тоже элемент по-разному трактуется в файлах, что приводит к неоднозначному толкованию объектов предметной области.

 

3. Зависимость от данных.

Физическая структура и способ хранения записей файла жестко зафиксированы в коде программ приложений, поэтому возникают проблемы с изменением этих структур (например, изменение длины некоторого поля файла потребует выполнения значительного число дополнительных операций). Кроме этого, могут существовать ссылки на изменяемый файл, поэтому программисту придется выявить подобные программы, перепроверить и изменить их. Выполнение всех этих действий требует больших затрат времени и может стать причиной возникновения ошибок. Рассмотренная особенность файловых систем называется зависимость от программ и данных (program- data dependence).

 

4. Несовместимость файлов.

Структура файлов определяется кодом программы и зависит от используемого языка программирования. Прямая несовместимость файлов, создаваемых при помощи различных языковых средств может стать причиной затруднения их совместной обработки.

 

5. Фиксированные запросы / быстрое увеличение числа приложений.

С точки зрения пользователя возможности файловых систем существенно превосходят возможности ручных картотек. Следствием этого становится увеличение требований к реализации готовых запросов. Работа с файловыми системами во многом зависит от программистов, в чьи функции и входит разработка запросов и приложений. Возможны два варианта развития сложившейся ситуации. Первый вариант – это отсутствие инструментов для созданий незапланированных запросов (ad hoc). Во втором случае наблюдалось интенсивное увеличение числа файлов и приложений, эти файлы обрабатывающие. В итоге, и в том, и в другом случае, наступал момент, когда с объемами работ программисты и вычислительные ресурсы справиться не могли, программное обеспечение не могло адекватно соответствовать запросам пользователей, усложнялась процедура сопровождения приложений и падала эффективность работы с данными.

С течением времени, подобная организация работы изживает себя, и ей на смену приходит совершенно иная концепция.

Однако файловые системы из-за особенностей их структуры определили некоторые области их целесообразного применения. Данное программное обеспечение имеет смысл использовать в информационных системах, отвечающих следующим требованиям:

· структура предметной области остается практически неизменной в течение всего срока жизни системы.

· количество существенно - значимых запросов (количество различных обрабатывающих программ), на которые надо отвечать на протяжении жизненного цикла системы, ограничено и сравнительно небольшое.