2. Файли та файлові системи

Важливим кроком у розвитку саме інформаційних систем з’явився перехід до використання централізованих систем управління файлами. Не дивлячись на відносну простоту організації, файлові системи мають ряд недоліків:

1. Надмірність даних. Файлові системи характеризуються значною надмірністю, оскільки нерідко для вирішення різних завдань управління використовуються одні і ті ж дані, розміщені в різних файлах. Із-за дублювання даних в різних файлах пам’ять на зовнішніх запам’ятовуючих пристроях використовується неекономно, інформація одного і одного і того ж об’єкту управління розподіляється між багатьма файлами. При цьому досить важко представити загальну інформаційну модель наочної області.

2. Неузгодженість даних. Враховуючи, що одна і одна і та ж інформація може розміщуватися в різних файлах, технологічно важко простежити за внесенням змін одночасно у всі файли. Через це може виникнути неузгодженість даних, коли одне і одне і те ж поле в різних файлах може мати різні значення.

3. Залежність структур даних і прикладних програм. При файловій організації логічна та фізична структури файлу повинні відповідати їх опису в прикладній програмі. Прикладна програма повинна бути модифікована при будь-якій зміні логічної або фізичної структури файлу. Оскільки зміни в одній програмі часто вимагають внесення змін в інші інформаційно-зв’язані програми, то іноді простіше створити нову програму, чим вносити зміни в стару.

4. Оскільки файлові системи є загальним сховищем файлів, що належать різним користувачам, системи управління файлами повинні забезпечувати авторизацію доступу до файлів. У загальному вигляді підхід полягає в тому, що по відношенню до кожного зареєстрованого користувача даної обчислювальної системи для кожного існуючого файлу указуються дії, які дозволені або заборонені даному користувачу. Для безлічі файлів, що відображають інформаційну модель однієї наочної області, такий децентралізований принцип управління доступом викликав додаткові труднощі.

5. Наступною причиною стала необхідність забезпечення ефективної паралельної роботи багатьох користувачів з одними і тими ж файлами. Якщо операційна система підтримувала розрахований на багато користувачів режим, цілком реальна ситуація, коли два або більш користувача одночасно намагаються працювати з одним і тим же файлом. Якщо всі користувачі збираються тільки читати файл, нічого страшного не відбудеться. Але якщо хоч би один з них змінюватиме файл, для коректної роботи цих користувачів потрібна взаємна синхронізація їх дій по відношенню до файлу. У системах управління файлами звичайно застосовувався наступний підхід. В операції відкриття файлу (першої та обов’язкової операції, з якою повинен починатися сеанс роботи з файлом) серед інших параметрів указувався режим роботи (читання або зміна). Якщо до моменту виконання цієї операції деяким призначеним для користувача процесом PR1 файл був вже відкритий іншим процесом PR2 у режимі зміни, то в залежності від особливостей системи процесу PR1 або повідомлялося про неможливість відкриття файлу, або він блокувався до тих пір, поки в процесі PR2 не виконувалася операція закриття файлу. При подібному способі організації одночасна робота декількох користувачів, пов’язана з модифікацією даних у файлі, або взагалі не реалізовувалася, або була дуже сповільнена.

Ці недоліки слугували тим поштовхом, який примусив розробників інформаційних систем запропонувати новий підхід до управління інформацією. Цей підхід був реалізований в рамках спеціальних програмних систем, які назвалися згодом Системами Управління Базами Даних (СУБД), а самі сховища інформації, які працювали під управлінням даних систем, називалися базами або банками даних (БД і БНД).