Прошло два года после выхода в свет первого русского перевода монографии. Книга вызвала большой интерес советских специалистов в области разработки и использования банков данных и сразу же стала библиографической редкостью. По всей видимости, настоящее издание позволит в более полной мере удовлетворить спрос читателей.
Вопросы, которые рассматривает автор, относятся к сравнительно повой области исследований по банкам данных и автоматизированным информационным системам. До недавнего времени конструирование баз данных и разработка систем управления ими велись исключительно на основе интуиции и опыта разработчиков, т. е. представляли собой своего рода искусство. Однако сейчас можно юворить о превращении проектирования банков данных в особую научную дисциплину.
Наметившиеся тенденции и сложившийся опыт позволяют отнести эту дисциплину скорее к инженерной, чем к чисто научной области знаний. Она призвана вооружить разработчиков четкими и глубоко обоснованными методами и приемами создания больших автоматизированных информационных систем (АИС), их совершенствования и развития. В настоящее время, например, программное обеспечение АИС представляется в виде трехуровневой системы, облегчающей его анализ и проектирование:
1) программное обеспечение операционной системы для выбранной ЭВМ;
2) системы управления базами данных (СУБД), связанные с описанием и манипулированием данными;
3) программное обеспечение ЛИС, ориентированное па весьма узкий набор приложений и реализуемое в виде пакетов прикладных программ.
Существующий процесс превращения той или иной технической дисциплины в научную не всегда является удовлетворительным с точки зрения его длительности и стоимости. Быстрое моральное старение программного и технического обеспечения многих АИС — лучшее тому подтверждение. Мы знаем, как трудны в науке прогнозы — в лучшем случае можно предсказать тенденции развития. Однако можно смело утверждать, что в ближайшие годы важное место в фундаментальных исследованиях по вычислительной технике и программированию займет разработка научных основ построения больших информационных систем, автоматизированных методов проектирования банков данных и АИС.
Следует отметить, что Президиум АН СССР уделяет этим актуальным проблемам самое пристальное внимание, что нашло свое отражение в создании специальной Комиссии по банкам данных и информационно-поисковым системам Координационного комитета по вычислительной технике Президиума АН СССР.
Монография Дж. Мартина, безусловно, не содержит решения всех проблем, стоящих сегодня перед разработчиками банков данных, но в ней сделан очень глубокий анализ современного состояния рассматриваемой дисциплины.
Второе издание книги существенно переработано и дополнено новыми интересными разделами и главами.
Несомненный интерес для специалистов представляют новые исследования автора п° анализу моделей архитектуры систем управления базами данных и излагаемые в ряде глав методы и средства проектирования логических структур баз данных. -Здесь хотелось бы отметить, что из рассмотренных в книге трех основных моделей баз данных наиболее интенсивно в последнее время в нашей, странен за рубежом раз-иваются исследования по двум типам моделей: сетевой и реляционной. Сетевая мо-Дель обеспечивает высокую эффективность создаваемых на ее основе информацией-ных систем, но требует от пользователя спецификации структур хранения, путей доступа, логических структур данных. Это ведет к снижению гибкости системы и постепенному усложнению баз данных.
При реляционном подходе к построению баз данных пользователь освобождается от необходимости предсказания путей доступа, определения сложных структур логических и физических баз данных. Пользователь получает в распоряжение мощный интерфейс с вычислительной системой, возможность обработки непредсказуемых запросов, ясность и обозримость используемых им структур данных. По-видимому, относительный успех Э. Ф. Кодда и его последователей связан именно с превращением рассматриваемой дисциплины из искусства в науку и основан на использовании алгебры отношений в качестве средства описания и порождения информационных элементов и отношений. Недостатком реляционных баз данных является в ряде слу« чаев низкая эффективность использования ресурсов вычислительной системы. Однако по мере снижения стоимости обработки информации на ЭВМ, с одной стороны, и непрерывного увеличения затрат на программирование — с другой, приолекатель-ность реляционного подхода к построению баз данных будет расти. Применение таких баз еще больше возрастет при появлении и совершенствовании аппаратных средств реализации ассоциативной Памяти и построенных на их основе процессоров баз данных.
Данная монография — это и учебник и справочник одновременно. Такое редкое сочетание оказалось возможным лишь благодаря писательскому дару Дж. Марти-на — специалиста, широко известного во всем мире, с большим практическим опытом, автора полутора десятков книг.
По сравнению с первым изданием часть II книги претерпела мало изменений! в части I отдельные главы почти полностью переработаны.
Содержание и оценка книги рассмотрены А. Л. Щёрсом в его предисловии к первому русскому изданию.
Перевод книги выполнен Ллчиным Ю. А. (гл. 1, 8, 12, 20—22, 24, 31 33), Голь-дштейном Б. Д. (гл. 2, 9—11, 19, 23, 25, 34), Евсюковой Е. А. (гл. 3—7, 15—18, 85) и Денисенко А. В. (гл. 13, 14, 26—30, 32, 36).
Ч л.-корр. АН УССР А. А. Стогнай
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Дальнейшее развитие и повышение эффективности автоматизированных систем управления и вычислительных центров, последовательное объединение их в единую общегосударственную систему сбора и обработки информации для учета, планирования и управления вызвали широкое развитие работ по созданию автоматизированных банков данных различного назначения. Под автоматизированным банком данных понимается организационно-техническая система, представляющая собон совокупность баз данных пользователей, технических и программных средств формирования и ведения этих баз и коллектива специалистов, обеспечивающих функционирование системы.
Сегодня трудно себе представить реальную большую автоматизированную систему обработки информации, которая на содержала бы в качестве основной компоненты автоматизированный банк данных. Автоматизированные системы управления различными объектами народного хозяйства, системы автоматизации^ проектирования и проведения научных исследований, системы информационного обслуживания (заказ билетов на транспорте, комплектование книжных фондов, медицинская диагностика) и многие другие связаны с выполнением основных функций банков данных: восприятия сведений о реальных объектах, формирования больших и сложных баз данных, их ведения и представления данных для обработки и принятия управленческих решений.
Центральной проблемой создания любого автоматизированного банка данных является конструирование конкретной базы данных. База данных в общем случае представляет собой поименованную совокупность данных, отображающую состояние объекта или множества объектов, их свойства и взаимоотношения, По сути дела базу данных можно рассматривать как информационную модель данного объекта, от обоснованности, точности и достоверности которой во многом зависит эффективность системы управления объектом.
Следует подчеркнуть, что концепция базы данных складывалась постепенно в процессе развития систем автоматизированной обработки информации. На ранних этапах развития вычислительной техники ЭВМ использовались в основном для решения научно-технических задач и обработки небольших порций информации. Способы формирования записей данных и файлов (как правило, последовательных), ведение файлов и организация доступа к данным полностью определялись конкретной программой пользователя.
Использование вычислительной техники для управления экономическими объектами, создание эффективных внешних запоминающих устройств с прямым доступом привели к разработке целого спектра средств управления файлами, многие из которых реализованы в операционных системах современных ЭВМ. Широкое распространение получили индексно-последовательная и прямая организации данных и перекрестные ссылки для связи различных файлов. Однако управление данными, их коллективное использование многими приложениями (задачами) выполнялись только на уровне файла.
Создание автоматизированных банков данных, получивших широкое распространение в последние годы, можно рассматривать как третий важный этап в развитии автоматизированных систем обработки информации. Он характеризуется чрезвычайно большими объемами и сложностью структур обрабатываемой информации, необходимостью коллективного доступа к различным элементам данных и высокими требованиями к скорости получения информации и ее достоверности.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ко второму русскому изданию............... 5
Предисловие к первому русскому изданию................ 7
Предисловие............................... 10
Глава 1. Введение........................... И
Iлава 2. Основная терминология . ,.................. 17
Часть I.
ЛОГИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ
Глава 3. Что такое база данных?................... 23
Г шва 4. Требования, которым должна удовлетворять организация базы данных............................. 42
Глава 5. Объекты и атрибуты..................... 57
Глава 6. Модели данных: схемы и подсхемы.............. 68
Глава 7. Системы управления базами данных.............. 90
Глава 8. Древовидные структуры , , ................. 104
Глава 9. Ceiesue структуры . . , . ,................. 117
Глава 10. Языки описания данных................... 131
Глава П. Язык описания данных CODASYL.............. 142
Глава. 12. Язык данных DL/1 фирмы IBM................ 174
Глава 13. Реляционные базы данных.................. 203
Глава 14. Третья нормальная форма................... 230
Глава 15. Канонические структуры данных............... 245
Глава 16. Независимость данных , , ,................. 288
Часть II.
ФИЗИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ
Глава 17. Критерии, определяющие выбор физической организации данных 298
Глава 18. Различия между физической и логической организациями данных 311
Глава 19. Способы адресации...................... 323
Глава 20. Индексно последовательная организация............ 338
Глава 21. Алгоритмы перемешивания ,................. 364
Глава 22. Указатели.......................... 384
Глава 23. Цепи и кольцевые структуры................. 393
Глава 24. Физическое представление древовидных структур....... 411
Глава 25. Физическое представление сетевых структур.......... 429
Глава 26. Поиск по нескольким ключам................. 441
Глава 27. Сравнение различных способов организации файлов с несколькими
ключами.......,................... 461
Глава 28. Разделение данных и связей................. 474
Глава 29, Организация индекса............,........ 484
Глава 30. Методы поиска в индексе.................. 496
Глава 31. Инвертированные файлы................... 523
Глава 32, Сжатие данных , ,.....,.,..,........... 538
Глава 33. Виртуальная память и иерархическая организация памяти .... 553
Глава 34. Изменчивые файлы...................... 580
Глава 35. Системы, обеспечивающие быстрый ответ.........., 591
Глава 36. Ассоциативная память.................... 604
Приложение Л. Среднее число проверок при двоичном поиске 613
Приложение В. Образец логического описания данных..... 616
Контрольные вопросы.......................... 624
Толковый словарь......./.................... 640
Предметный указатель.....'..................... 656
Цена: 200руб.
