архитектура базы данных. Архитектура и обеспечение систем базы данных. Субд план Введение

• Название: Архитектура и обеспечение систем базы данных. Субд план Введение
• Дата: 04.10.2022
• Размер: 99.69 Kb.
• Имя файла: архитектура базы данных.ppt
• Тип: Документы; #714019

Архитектура и обеспечение систем базы данных. СУБД 
План:
Введение

• 1.Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC
• 1.1 Внешний уровень
• 1.2 Концептуальный уровень
• 1.3 Внутренний уровень
• 1.4 Физический уровень
• 1.5 Независимость от данных

Введение

• Основная цель системы управления базами данных (СУБД) заключается в том, чтобы предложить пользователю абстрактное представление данных, скрыв конкретные особенности хранения и управления ими. СУБДСУБД
Главным при проектировании базы данных должно быть абстрактное и общее описание информационных потребностей организации, которые должны найти свое отражение в создаваемой базе данных.
Поскольку база данных является общим ресурсом, то каждому пользователю может потребоваться свое, отличное от других представление о характеристиках информации, сохраняемой в базе данных.

Трехуровневая архитектура СУБД

• Для удовлетворения потребности коллективного использования структур данных при их индивидуальном представлении разработана архитектура ANSI-SPARC.
Три уровня абстракции, уровни описания элементов данных, которые формируют трехуровневую архитектуру:

• Внешний уровень
• Концептуальный уровень
• Внутренний уровень

Трехуровневая архитектура СУБД

• Цель трехуровневой архитектуры заключается в отделении пользовательского представления базы данных от ее физического представления.
• Причины разделения на три уровня:
• Каждый пользователь должен иметь возможность обращаться к одним и тем же данным, используя свое собственное представление о них; изменять свое представление о данных, причем это изменение не должно оказывать влияния на других пользователей.
• Пользователи не должны непосредственно иметь дело с такими подробностями физического хранения данных в базе, как индексирование и хеширование, т.е. взаимодействие пользователя с базой не должно зависеть от особенностей хранения в ней данных. Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC 

Трехуровневая архитектура СУБД
Причины разделения на три уровня;.

• Администратор БД (АБД) должен иметь возможность изменять структуру хранения данных в базе, не оказывая влияния на пользовательские представления.
• Внутренняя структура базы данных не должна зависеть от таких изменений физических аспектов хранения информации, как переключение на новое устройство хранения.
• АБД должен иметь возможность изменять концептуальную или глобальную структуру базы данных без какого-либо влияния на всех пользователей. Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC

Трехуровневая архитектура СУБД
Внешний Уровень

• Внешний уровень (external level) – это представление базы данных с точки зрения пользователей, описывает ту часть базы данных, которая относится к каждому пользователю. СУБД и операционная система воспринимают данные на внутреннем уровне (internal level).
Внешний уровень состоит из нескольких различных внешних представлений базы данных, имеет дело с представлением "реального мира", выраженным в наиболее удобной для него форме.
Внешнее представление содержит только те сущности, атрибуты и связи "реального мира", которые интересны пользователю.
Другие сущности, атрибуты или связи, которые ему неинтересны, также могут быть представлены в базе данных, но пользователь может даже не подозревать об их существовании.
Различные представления могут по-разному отображать одни и те же данные.
Некоторые внешние представления могут включать производные или вычисляемые данные, которые не хранятся в базе данных как таковые, а создаются по мере надобности.
Представления могут также включать комбинированные или производные данные из нескольких объектов. 

Концептуальный уровень
Промежуточным уровнем в трехуровневой архитектуре является концептуальный уровень

• Концептуальный уровень – это обобщающее представление базы данных, описывает то, какие данные хранятся в базе данных, а также связи, существующие между ними, содержит логическую модель всей базы данных и не содержит никаких сведений о методах хранения данных
на концептуальном уровне представлены следующие компоненты:

• все сущности, их атрибуты и связи;
• накладываемые на данные ограничения;
• семантическая информация о данных;
• информация о мерах обеспечения безопасности и поддержки целостности данных.

Внутренний уровень

• Внутренний уровень Внутренний уровень – это низкоуровневое представление всей базы данных как базы, состоящей из некоторого множества экземпляров каждого из существующих типов внутренних записей.
• Внутреннее представление, так же как внешнее и концептуальное, отделено от физического уровня, поскольку в нем не рассматриваются физические записи, обычно называемые блоками или страницами, и физические области устройства хранения, такие как цилиндры и дорожки.
• Блоки (или страницы) устройства ввода-вывода – это количество данных, передаваемых из вторичной памяти (памяти накопителя) в основную (оперативную) память за одну операцию ввода-вывода.
• Внутреннее представление предполагает наличие бесконечного линейного адресного пространства.

Внутренний уровень

• Внутреннее представление описывается с помощью внутренней схемы.
• Внутренняя схема определяет не только различные типы хранимых записей, но также существующие индексы, способы представления хранимых полей, физическую упорядоченность хранимых записей и т.д.
• Внутренняя схема формируется с использованием еще одного языка определения данных – внутреннего.

Физический уровень

• Ниже внутреннего уровня находится физический уровень, который контролируется операционной системой под руководством СУБД. 
• Cостоит только из известных операционной системе элементов.

• Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных, которая означает, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую и физическую. Независимость от данных 
1) Логическая независимость от данных означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему.
2) Физическая независимость от данных означает защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему. Логическая независимость от данных означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему. Физическая независимость от данных означает защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему.