Введение в базы данных Ограничения, присущие файловым системам

Лекция 1. Введение в базы данных
1 Введение в базы данных
1.1 Ограничения, присущие файловым системам
Можно выделить следующие ограничения, присущие файловым системам.
1. Разделение и изоляция данных. Когда взаимосвязанные данные находятся в отдельных файлах, то доступ к ним - затруднен, так как для извлечения информации, соответствующей поставленным условиям, программист должен организовать синхронную обработку нескольких файлов.
2. Дублирование данных. Из-за децентрализованной работы с данными, накапливаемых в каждом подразделении предприятия независимо от других подразделений, в файловой системе фактически допускается дублирование данных, и это, в принципе, неизбежно. Дублиро­вание данных нежелательно по следующим причинам: оно сопровождается неэкономным расходованием ресур­сов, поскольку на ввод избыточных данных требуется затрачивать допол­нительное время и для их хранения необходимо дополнительное место во внешней памяти. Дублирование данных может привести к на­рушению их целостности. Иначе говоря, данные в разных отделах могут стать противоречивыми. Поскольку не существует автоматического способа обновления дублированных данных одновременно в нескольких файлах, нетрудно предвидеть, что подобные противоречия время от времени будут неизбежно возникать.
3. Зависимость от данных. Физическая структура и способ хранения запи­сей файлов данных жестко зафиксированы в коде приложений. Это значит, что изменить существующую структуру данных сложно, потребуется, как минимум, создать одноразовую программу, преобразующую уже существующий файл в новый формат. Помимо этого, все обращающиеся к файлу программы должны быть изменены с целью соответствия новой структуре файла. Выполнение этих действий требует затрат времени и может явиться причиной появления ошибок. Данная особенность файловых систем называется зависимостью программ от данных (program-data dependence).
4. Несовместимость форматов файлов. Поскольку структура файлов определяется кодом приложений, она также за­висит от языка программирования этого приложения. Прямая несовмести­мость таких файлов затрудняет процесс их совместной обработки.
5. Фиксированные запросы/быстрое увеличение количества приложений. Файловые системы требуют больших затрат труда программиста, поскольку все необходимые запро­сы и отчеты должны быть созданы именно им в коде программы. В результате типы применяемых запросов и отчетов имеют фиксированную фор­му, и нет никаких инструментов создания незапланированных или произвольных запросов. В любом случае, подобная организация работы с течением времени изживает себя, и требуется искать другие решения.
Все перечисленные выше ограничения файловых систем являются следствием двух факторов.
1. определение данных содержится внутри приложений, а не хранится отдельно и независимо от них;
2. помимо приложений не предусмотрено никаких других инструментов доступа к данным и их обработки.
Для повышения эффективности работы необходимо использовать новый подход, а именно базу данных (database) и систему управления базами данных, или СУБД (Database Management System - DBMS).