Вопрос № 4. Архитектура БД.
По мере развития АИС были сформулированы следующие требования: 1) каждый пользователь должен уметь вносить изменение в свое представление о БД, не затрагивая при этом представление др. пользователей; 2) администратор банка данных должен уметь вносить изменения в структуры данных, не затрагивая прии этом представл. пользователей; 3) такие изменения на уровне хранения данных, как перенос данных с одного носителя на др. не долджны влиять на описание структуры и представления пользователя.
Попытки выполнить эти требования привели к появлению концепции 3х уровневой архитектуры БД. Была предложена в 1975 г. амер. институтом стандартов ANSI и международным комитетом по планированию рек-й и стандарт SPARC.
Архитектура ANSI SPARC. На каждом уровне БД описывается с различной степенью абстрагирования, очевидно, что на внутреннем уровне хранится описание наиб. близкое к уровню физич. хранения данных.
На внеш. уровне предметная обл представлена в виде совокупности внешних представл. пользовтателей системы БД. Пользователь- физ. лицо или приложение. Каждому пользователю «виден» только фрагмент БД. При этом различн. внешн. представл. могут включать одни и те же данные в разных форматах. Внешние представл. могут включать вычисляем. данные.
Концептуальный уровень включает обобщенное описание данных. На этом уровне показано какие данные хранятся в БД, какие между ними существуют связи и какие огранич. накладываются на данные. Но на этом уровне не содержится никаких сведений о способе и формате физ. хранения данных.
Внутр. уровень определяет способы физ. организации данных, т.е. на этом уровне описываются структуры данных , индексные файлы (используются для упорядочив. файлов, для ускорения доступа к ним).
3х уровневая архитектура обеспечивает независимость от данных. Различают логическую и физическую независимость. Логическая независимость означает защищенность внешних преставлений от изменений вносимых в концепт. модель (такие изменен. коснуться лишь представления того пользователя, для которого осущест-ся изменения).
Физич. независимость означает незащищенность концепт. модели от таких изменений на ур-не хранения данных, как перенос БД с одного носителя на др. Самым важным ур-м является концептуальный. Он должен поддерживать все внешние представления пользователя, т.е. должен хранить все необход. данные.
Модели данных.
Модель данных – интегрированный набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений накладываемых на данные.
В теории БД особое внимание уделяется моделям концептуального уровня. К ним относятся:
1. инфологическая концептуальная модель ;
2. датологическая концепт. модель.
Инфологическая модель разработана на ранних этапах проектирования БД, она отображает семантику предм. обл. и формируется в терминах, понятных даже пользователю не ИТ-специалисту.
Датологическая модель разраб. путем преобразов. инфологич. модели в ту модель, которую поддерж. используя СУБД.Внутренние модели данных специфичны для каждой СУБД. Внешн. модели не рассм. т.к. они оперируют такими же терминами, что и модели концепт.
Классификация моделей данных.
Физич. модели отображают структуру внутр. представления данных на физ. носителе. Эволюция этих моделей началась с простых последов-х файлов на магнитных лентах, когда еще не было внешних устройств прямого доступа. Затем появились файлы прямого доступа и индексно-последов. файлы, был возможен и прямой, и последов. доступ. соврем-й способ организации файлов – это сегментно-страничный. Каждая СУБД реализует этот способ по своему.
По мере развития АИС были сформулированы следующие требования: 1) каждый пользователь должен уметь вносить изменение в свое представление о БД, не затрагивая при этом представление др. пользователей; 2) администратор банка данных должен уметь вносить изменения в структуры данных, не затрагивая прии этом представл. пользователей; 3) такие изменения на уровне хранения данных, как перенос данных с одного носителя на др. не долджны влиять на описание структуры и представления пользователя.
Попытки выполнить эти требования привели к появлению концепции 3х уровневой архитектуры БД. Была предложена в 1975 г. амер. институтом стандартов ANSI и международным комитетом по планированию рек-й и стандарт SPARC.
Архитектура ANSI SPARC. На каждом уровне БД описывается с различной степенью абстрагирования, очевидно, что на внутреннем уровне хранится описание наиб. близкое к уровню физич. хранения данных.
На внеш. уровне предметная обл представлена в виде совокупности внешних представл. пользовтателей системы БД. Пользователь- физ. лицо или приложение. Каждому пользователю «виден» только фрагмент БД. При этом различн. внешн. представл. могут включать одни и те же данные в разных форматах. Внешние представл. могут включать вычисляем. данные.
Концептуальный уровень включает обобщенное описание данных. На этом уровне показано какие данные хранятся в БД, какие между ними существуют связи и какие огранич. накладываются на данные. Но на этом уровне не содержится никаких сведений о способе и формате физ. хранения данных.
Внутр. уровень определяет способы физ. организации данных, т.е. на этом уровне описываются структуры данных , индексные файлы (используются для упорядочив. файлов, для ускорения доступа к ним).
3х уровневая архитектура обеспечивает независимость от данных. Различают логическую и физическую независимость. Логическая независимость означает защищенность внешних преставлений от изменений вносимых в концепт. модель (такие изменен. коснуться лишь представления того пользователя, для которого осущест-ся изменения).
Физич. независимость означает незащищенность концепт. модели от таких изменений на ур-не хранения данных, как перенос БД с одного носителя на др. Самым важным ур-м является концептуальный. Он должен поддерживать все внешние представления пользователя, т.е. должен хранить все необход. данные.
Модели данных.
Модель данных – интегрированный набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений накладываемых на данные.
В теории БД особое внимание уделяется моделям концептуального уровня. К ним относятся:
1. инфологическая концептуальная модель ;
2. датологическая концепт. модель.
Инфологическая модель разработана на ранних этапах проектирования БД, она отображает семантику предм. обл. и формируется в терминах, понятных даже пользователю не ИТ-специалисту.
Датологическая модель разраб. путем преобразов. инфологич. модели в ту модель, которую поддерж. используя СУБД.Внутренние модели данных специфичны для каждой СУБД. Внешн. модели не рассм. т.к. они оперируют такими же терминами, что и модели концепт.
Классификация моделей данных.
Физич. модели отображают структуру внутр. представления данных на физ. носителе. Эволюция этих моделей началась с простых последов-х файлов на магнитных лентах, когда еще не было внешних устройств прямого доступа. Затем появились файлы прямого доступа и индексно-последов. файлы, был возможен и прямой, и последов. доступ. соврем-й способ организации файлов – это сегментно-страничный. Каждая СУБД реализует этот способ по своему.