Основные сведения теории баз данных. 
История развития баз данных

Примеры использования баз данных (БД). Предшественники современных БД

Сегодня трудно представить себе работу магазина, склада, библиотеки, любого предприятия и т. д. без использования баз данных. Сегодня компьютерные системы, использующие базы данных, применяются почти повсюду.

Например, при совершении покупки с помощью кредитной карты специальное приложение связывается с базой данных банка, содержащей сведения о кредитном лимите, о покупках, совершенных ранее с помощью данной кредитной карты, а также о том, не находится ли она в списке украденных или утерянных. В случае подтверждения возможности покупки другое приложение оплачивает счета (т. е. производит списание средств с карты) и формирует ежемесячный отчет о проведенных операциях.

При совершении покупки в супермаркете считываемый с товаров штрих-код передается приложению базы данных, которое вычитает количество только что проданных товаров из списка хранящихся на складе и распечатывает товарный чек. Если количество какого-либо товара на складе приближается к заранее определенной отметке, то система должна автоматически сформировать заказ на поставку этого товара.

При бронировании авиаи железнодорожных билетов система управления базой данных должна не только найти информацию о наличии свободных мест на определенный рейс, но и убедиться в том, что одно и то же место не бронируется одновременно двумя операторами. В случае возникновения такой ситуации система обязана корректно обработать ее: разрешить бронирование только одному из операторов, послав другому сообщение о невозможности сделки.

Список этих примеров можно продолжать бесконечно долго, однако нельзя не вспомнить, что базы данных лежат в основе работы многих Интернет-узлов. Так, Интернет-магазины позволяют проводить поиск товара по различным категориям и осуществлять покупки как с помощью кредитных карт, так и путем денежного перевода. При этом ведется учет персональных данных пользователей. Некоторые Интернет-сайты как обязательное условие доступа к своим ресурсам используют авторизацию зарегистрированных пользователей, данные о которых накапливаются в базе.

Всем известен способ хранения информации в виде ручных картотек или подшивок документов. Карточки или документы сортируются по алфавиту или по номерам; в целях сохранности они могут помещаться в сейфы. Такие базы данных вполне пригодны для того, чтобы хранить и время от времени извлекать необходимые сведения. Но обработать данные из картотек или установить связи между ними, особенно при большом объеме хранимой информации, довольно сложно.

Первой попыткой компьютеризировать ручные картотеки были так называемые файловые системы, которые включали в себя прикладные программы, выполнявшие некоторые операции для пользователей. Данные же хранились в файлах в виде записей, содержащих информацию о каждом конкретном объекте; каждая из записей в свою очередь состояла из полей, описывавших свойства такого объекта. Каждая программа хранила и обрабатывала свои собственные данные.

Существенным недостатком файловых систем являлось то, что физическая структура и способ хранения данных были жестко зафиксированы в коде приложений. Так, при добавлении (изменении) свойств объекта было необходимо вносить изменения во все приложения, использующие данные о нем. Другой проблемой, с которой сталкивались пользователи файловых систем, было дублирование данных, т. е. использование одних и тех же данных в разных, независимых друг от друга программах, применяемых, например, в различных подразделениях одного и того же предприятия. Помимо неэкономного расходования ресурсов дублирование данных влекло за собой нарушение их целостности, т. е. несогласованное изменение данных в программах разных отделов часто делало их противоречивыми. Следует отметить также, что необходимость сформулировать новый запрос к базе данных при использовании файловых систем влекла за собой появление нового приложения, и как следствие, количество таких приложений неуклонно нарастало.

Нетрудно видеть, что все эти проблемы обусловлены двумя неотъемлемыми свойствами файловых систем: определение данных содержалось внутри приложений, а не хранилось независимо от них; единственным средством доступа к данным и их обработке являлись приложения.

Качественно новым подходом к обработке информации стало введение систем управления базами данных, существующих обособлено от самих данных и их описания.