и последнее замечание в настоящем разделе: понимание материала этой и следующей глав имеет решающее значение для правильного восприятия средств и возможностей современных систем баз данных. Однако нельзя не признать, что материал этих глав кое-где несколько абстрактный и довольно сухой. Дополнительная сложность состоит в том, что здесь рассматривается много понятий и терминов, которые могут быть вам еще неизвестны. Следующая часть книги, особенно главы 3 и 4, менее абстрактна, поэтому, возможно, она будет восприниматься лучше. Так что, может быть, стоит сначала лишь бегло прочитать первые две главы, а позже внимательно перечитывать их по мере детального ознакомления с темами, которые непосредственно связаны с материалом этих двух глав.

1.2. Что такое система баз данных

Как отмечалось выше, система баз данных - это компьютеризированная система хранения записей, т.е. компьютеризированная система, основное назначение которой - хранить информацию, предоставляя пользователям средства ее извлечения и модификации. К информации может относиться все, что заслуживает внимания отдельного пользователя или организации, использующей систему, иначе говоря, все необходимое для текущей работы данного пользователя или предприятия.

Замечание. Термины данные и информация трактуются в этой книге как синонимы. Некоторые авторы предпочитают отличать эти два понятия, используя термин данные для ссылки на значения, которые реально сохранены в базе данных, а термин информация для пояснения смысла этих значений пользователю. Разница, безусловно, существенная, но предпочтительнее сделать ее более определенной там, где это уместно, вместо того, чтобы полагаться на различные понятия между двумя по существу одинаковыми терминами.

На рис. 1.3 показана весьма упрощенная схема системы баз данных. Здесь отражено четыре главных компонента системы, а именно: данные, аппаратное обеспечение, программное обеспечение и пользователи. Каждый из этих компонентов кратко рассматривается ниже. Далее они будут обсуждаться значительно подробнее (за исключением аппаратного обеспечения, поскольку большая часть аспектов его использования выходит за рамки этой книги).

Данные

Системы с базами данных существуют как на самых малых компьютерах, так и на крупнейших мэйнфреймах. Нет необходимости говорить, что предоставляемые каждой конкретной системой средства в некоторой мере зависят от мощности и возможностей базовой машины. В частности, системы на больших машинах ( большие системы ), в основном, многопользовательские, тогда как системы на малых машинах ( малые системы ), как правило, однопользовательские. Однопользовательская система (single-user system) - это система, в которой одновременно к базе данных может получить доступ не более одного пользователя, а многопользовательская система (multi-user system) - это такая система, в которой к базе данных могут получить доступ сразу несколько пользователей. Как и в схеме на рис. 1.3, исходя из соображений общности, мы обычно будем подразумевать именно второй вид систем, хотя, с точки зрения пользователей, между этими системами фактически не существует большого различия. Основная задача большинства многопользовательских систем - позволить каждому отдельному пользователю работать с ней так, как он мог бы работать с однопользова-

тельской системой. Различия между этими двумя видами систем проявляются в их внутренней структуре, и потому практически не видны конечному пользователю (о чем речь пойдет ниже).

г- Система управления базами данных (СУБД)

Прикладные программы

---►

База данных

Конечные пользователи

Рис. 1 3. Упрощенная схема системы баз данных

Замечание. Обычно для упрощения предполагают, что все данные в системе хранятся в одной базе данных. Мы также будем придерживаться этого предположения, поскольку оно несущественно для всех дальнейших рассуждений. Однако на практике, даже при использовании малых систем, могут быть серьезные причины для распределения информации по нескольким отдельным базам данных. Эта тема еще будет затронута далее в этой книге, в частности в главе 2.

В общем случае данные в базе данных (по крайней мере, в больших системах) являются интегрированными и разделяемыми. Как будет показано в разделе 1.4, эти два аспекта, интеграция и разделение данных, представляют собой наиболее важные преимущества использования систем баз данных на большом оборудовании и по меньшей мере один из них - интеграция - является преимуществом их использования на малом оборудовании. Конечно, есть множество других преимуществ (даже на малом оборудовании), но о них речь пойдет позже. Сначала следует объяснить, что понимается под терминами интегрированный и разделяемый.

Под понятием интегрированности данных подразумевается возможность представить базу данных как объединение нескольких отдельных файлов данных, полностью или частично исключающее избыточность хранения информации. Например, база данных может содержать файл EMPLOYEE, включающий имена сотрудников, адреса, отделы, зарплату и т.д., и файл ENROLLMENT, содержащий

сведения о регистрации сотрудников на курсах обучения (рис. 1.4). Допустим, что для контроля процесса обучения необходимо знать отдел каждого зачисленного на курсы студента. Совершенно очевидно, что нет необходимости включать такую информацию в файл ENROLLMENT, поскольку ее всегда можно получить из файла EMPLOYEE.

EMPLOYEE NAME ADDRESS DEPARMENT SALARY ...

ENROLLMENT NAME COURSE

Рис. 1.4. Фаты EMPLOYEE и ENROLLMENT

Под понятием разделяемости данных подразумевается возможность использования отдельных элементов, хранимых в базе данных несколькими различными пользователями. Имеется в виду, что каждый из пользователей сможет получить доступ к одному и тому же элементу данных, возможно, для достижения различных целей. Как уже упоминалось, разные пользователи могут даже получать доступ к одному и тому же элементу данных в одно и то же время (параллельный доступ). В приведенном выше примере информация об отделе в файле EMPLOYEE может разделяться пользователями отдела кадров и отдела обучения. Причем, как подчеркивалось выше, эти две группы пользователей смогут применять такую информацию для разных целей, что обычно и происходит.

Замечание. Если база данных не является разделяемой, то ее иногда называют личной или базой данных специального назначения.

Одним из следствий упомянутых выше характеристик базы данных (интегрированности и разделяемости) является то, что каждый конкретный пользователь обычно имеет дело лишь с небольшой частью всей базы данных, причем обрабатываемые различными пользователями части могут произвольным образом перекрываться. Иначе говоря, каждая база данных воспринимается ее различными пользователями по-разному. Фактически даже те два пользователя базы данных, которые работают с одними и теми же элементами данных, могут иметь значительно отличающиеся представления о них. Более подробное обсуждение этого вопроса приводится далее, в разделе 1.5 и в главах 2 и 3 (особенно - в главе 9).

В разделе 1.3 мы продолжим обсуждение свойств элементов данных, хранимых в системе баз данных.

Аппаратное обеспечение

к аппаратному обеспечению системы относится следующее.

Тома вторичной (внешней) памяти (обычно это магнитные диски), используемые для хранения информации, а также соответствующие устройства ввода-вывода (дисководы и т.п.), контроллеры устройств, каналы ввода-вывода и т.д.

Аппаратный процессор (или процессоры) вместе с основной (первичной) памятью, предназначенные для поддержки работы программного обеспечения системы баз данных (подробности - в следующем разделе).