4. Реляційна модель.

Тим часом науковий співробітник компанії IBM доктор Эдгар Кодд (Edgar Codd) працював над епохальним документом для Асоціації виробників обчислювальної техніки (Association for Computing Machinery, ACM). У червні 1970 р. цей документ був опублікований в ACM Journal за назвою "Реляційна модель для більших банків спільно використовуваних даних" ("A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks"). Цей документ у корені змінив теорію баз даних і приніс докторові Кодду нагороду Тьюринга в 1981 році.

Доктор Кодд придумав реляційну модель, у якій дані можна було вільно описувати в їхньому природньому виді без яких-небудь обмежень, що накладаються середовищем фізичного зберігання. Отже, це дозволяло створити мову високого рівня, здатну працювати з даними незалежно від того, як вони зберігаються у компьютері.

Реляційна модель дані об'єкти і зв'язки між ними представляються у виді таблиць, при цьому зв'язки теж розглядаються як об'єкти. Усі рядки, що складають таблицю в реляционной базі даних повинні мати первинний ключ. Усі сучасні засоби СУБД підтримують реляционную модель даних.

У результаті з'явилися дві СКБД: System R компанії IBM і Ingres Каліфорнійського університету в Беркли. В обидві був реалізований реляційний модуль і мова запитів. Останній в СКБД System R спочатку називався SEQUEL (Structured English Query Language - структурована англійська мова запитів). Пізніше з'явилася назва SQL (Structured Query Language). В 1986 р. організація ANSI опублікувала офіційний стандарт мови SQL.

5. Етапи розвитку субд [самостійне вичення]

Виділяють чотири етапи в розвитку систем управління базами даних.

Перший етап – бази даних на великих ЕОМ

Перший етап розвитку СУБД пов’язаний з організацією баз даних на великих машинах типу IBM 360/370, ЄС-ЕОМ і МІНІ-ЕОМ типу PDP11 (фірми Digital Equipment Corporation – DEC), різних моделях HP (фірми Hewlett Packard). Особливості цього етапу розвитку виражаються в наступному:

• Всі СУБД базуються на могутніх мультипрограмних операційних системах (MVS, SVM, RTE, OSRV, RSX, UNIX), тому в основному підтримується робота з централізованою базою даних в режимі розподіленого доступу.

• Значна роль відводиться адмініструванню даних.

• Проводяться серйозні роботи по обгрунтуванню та формалізації реляційної моделі даних, в цей час була створена перша система (System R), що реалізовує ідеологію реляційної моделі даних.

• Проводяться теоретичні роботи по оптимізації запитів і управлінню розподіленим доступом до централізованої БД, було введене поняття транзакції.

• З’являються перші мови високого рівня для роботи з реляційною моделлю даних. Проте відсутні стандарти для цих мов.

Другий етап – епоха персональних комп’ютерів

Особливості цього етапу наступні:

• Всі СУБД були розраховані на створення БД в основному з монопольним доступом. І це зрозуміло. Комп’ютер персональний, він не був приєднаний до мережі, і база даних на ньому створювалася для роботи одного користувача. У окремих випадках передбачалася послідовна робота декількох користувачів, наприклад, спочатку оператор, який вводив бухгалтерські документи, а потім головбух, який визначав проводки.

• Більшість СУБД мали розвинений і зручний призначений для користувача інтерфейс. В більшості випадків існував інтерактивний режим роботи з БД, як в рамках опису БД, так і в рамках проектування запитів. Крім того, більшість СУБД пропонували розвинений і зручний інструментарії для розробки готових додатків без програмування. Інструментальне середовище складалося з готових елементів додатку у вигляді шаблонів екранних форм, звітів, графічних конструкторів запитів, які досить просто могли бути зібрані в єдиний комплекс.

• У всіх настільних СУБД підтримувався тільки зовнішній рівень представлення реляційної моделі, тобто тільки зовнішній табличний вигляд структур даних.

• У настільних СУБД були відсутні засоби підтримки посилальної і структурної цілісності бази даних. Ці функції повинні були виконувати додатки, проте незначність засобів розробки додатків іноді не дозволяла це зробити, і в цьому випадку ці функції повинні були виконуватися користувачем, вимагаючи від нього додаткового контролю при введенні і зміні інформації, що зберігається в БД.

• Наявність монопольного режиму роботи фактично привела до знищення функцій адміністрування БД і у зв’язку з цим – до відсутності інструментальних засобів адміністрування БД.

• Остання і вельми позитивна особливість – це порівняно скромні вимоги до апаратного забезпечення з боку настільних СУБД.

Яскраві представники цього сімейства це СУБД dBase (dBase III+, dBase IV), FoxPro, Clipper, Paradox, які дуже широко використалися до недавнього часу.

Третій етап – розподілені бази даних

Особливості даного етапу:

• Практично всі сучасні СУБД забезпечують підтримку повної реляційної моделі, а саме:

• структурної цілісності – допустимими є тільки дані, представлені у вигляді відносин реляційної моделі;

• мовної цілісності, тобто мов маніпулювання даними високого рівня (в основному SQL);

• посилальної цілісності – контроль за дотриманням посилальної цілісності протягом всього часу функціонування системи, і гарантій неможливості з боку СУБД порушити ці обмеження.

  • Більшість сучасних СУБД розрахована на багатоплатформену архітектуру, тобто вони можуть працювати на комп’ютерах з різною архітектурою і під різними операційними системами.

  • Необхідність підтримки розрахованої на багатьох користувачів роботи з базою даних і можливість децентралізованого зберігання даних зажадали розвитку засобів адміністрування БД з реалізацією загальної концепції засобів захисту даних.

  • Для того, щоб не втратити клієнтів, які раніше працювали на настільних СУБД, практично всі сучасні СУБД мають засоби підключення клієнтських додатків, розроблених з використанням настільних СУБД, і засобу експорту даних з форматів настільних СУБД другого етапу розвитку.

  • До цього етапу можна віднести розробку ряду стандартів в рамках мов опису та маніпулювання даними (SQL89, SQL92, SQL99) і технологій по обміну даними між різними СУБД, до яких можна віднести і протокол ODBC (Open DataBase Connectivity), запропонований фірмою Microsoft.

Саме до цього етапу можна віднести початок робіт, пов’язаних з концепцією об’єктно-орієнтованих БД – ООБД. Представниками СУБД, що відноситься до цьогоетапу, можна рахувати MS Access, сучасні сервери баз даних Огас1е, MS SQL 6.5, MS SQL 7.0, System 10, Informix DB2, SQL Base і інші сервери баз даних, яких зараз налічується декілька десятків.