Основные принципы организации баз данных
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
концептуальный
Концептуальный
уровень
Отображение концептуальный - внутренний
Внутренний
уровень
На данные, подлежащие хранению в БД, накладываются определенные ограничения, определяются операции, которые будут выполняться над данными. После этого строится схема БД. Т. о. концептуальная схема - это логическая структура данных (модель данных), ограничения, накладываемые на данные и операции с данными.
Разработанная схема описывается на ЯОД (языке описания данных) той СУБД, которая будет использоваться. Описание БД на концептуальном уровне хранится в памяти машины наряду с самими данными и образует так называемые метаданные. В некоторых СУБД метаданные выделяются в отдельную подсистему СУБД, называемую словарем данных.
Схема, содержащая конкретные данные, называется экземпляром схемы или текущим состоянием БД. С течением времени текущее состояние меняется, но схема остается неизменной.
Так, например, табло в аэропорту можно рассматривать как схему данных. Данные на табло меняются, но схема табло остается неизменной.
На концептуальном уровне представления данных никак не учитывается способ хранения данных в памяти ЭВМ, стратегия доступа к данным, программные средства реализации БД. Этим обеспечивается независимость концептуального уровня от уровня хранения данных.
С БД будут работать пользователи разных уровней.
Для пользователей - программистов, решающих конкретные прикладные задачи, разрабатывается внешний уровень представления данных или так называемые подсхемы или, иначе, представления (view). В каждую подсхему из схемы выделяется то подмножество данных, которое необходимо для решения определенного круга задач. Такой пользователь имеет представление о схеме данных, знает, как построена его подсхема, может самостоятельно писать программы обработки данных. Но он не имеет доступа ко всей БД и не может изменять концептуальную схему БД. Работа с БД через подсхему - это эффективное средство защиты данных. В ряде СУБД есть специальные средства создания подсхем
Самый верхний уровень - уровень пользователя - разрабатывается для пользователей-непрограммистов. Такой пользователь (кассир в ж/д кассе, банковский служащий) может ничего не знать о базах данных и программировании. Он знает лишь определенную совокупность действий или простейших команд, которые позволяют ему выполнять свою работу, получая нужные данные из БД. Такой пользователь имеет доступ только к подсхеме. Для него разрабатывается специальный дружественный интерфейс, обеспечивающий простое и удобное взаимодействие с системой, - интерфейс пользователя-непрограммиста. Такой интерфейс часто основан на принципе "меню" с инициативой со стороны системы.
Уровень хранения - это описание способа хранения БД на ВЗУ. На этом уровне определяются форматы хранимых записей, типы данных, типы файлов, способы индексации, выбирается метод доступа к данным. Разные СУБД предоставляют системному программисту различные возможности для работы на этом уровне.
Физический уровень или физическая БД - это собственно данные, размещенные на носителе. На этом уровне определяется, на каких участках носителя размещаются файлы БД, каким образом адресуются данные и т.п. Этот уровень обычно "закрыт" от программиста СУБД и операционной системой.
Как отмечалось выше, уровень хранения и физический уровень обычно рассматриваются как один внутренний уровень.
В архитектуре БД есть два дополнительных связующих уровня, называемых отображениями.
Отображение внешний - концептуальный (между внешним и концептуальным уровнями) описывает, как именно и по каким правилам из концептуальной схемы формируется подсхема. Отображение концептуальный - внутренний описывает, как концептуальная схема преобразуется в хранимую БД.
Основное назначение отображений - обеспечивать независимость данных. При любых изменениях в каком-либо из нижних уровней вышестоящий уровень не должен претерпевать изменений. Все изменения "скрываются" в отображениях. Например, при внесении изменений в хранимую БД концептуальная схема не должна меняться, а в прикладные программы пользователей не потребуется вносить исправления, т.е. обеспечивается независимость прикладных программ от хранимых данных.
СУБД построена таким образом, что изменения на внутреннем и концептуальном уровнях не влияют на работающие прикладные программы, т.е. обеспечивается независимость прикладных программ от хранимых данных.
Лицо или группа лиц, ответственных за всю БД в целом, за систему защиты и за все уровни представления данных называется Администратором Базы Данных (АБД).
Языки баз данных
Основная часть СУБД, используемая программистом, это Язык Данных (ЯД). Существует следующие основные типы ЯД:
ЯОД - язык описания данных,
ЯМД - язык манипулирования данными,
ЯЗ - язык запросов.
Кроме того, многие СУБД позволяют использовать тот или иной язык программирования для разработки приложений. Язык программирования, который можно использовать в данной СУБД называется включающим.
ЯОД обязательно есть в любой СУБД, на нем описывается схема БД. Обычно ЯОД содержит лексические единицы, описывающие основные конструкции схемы БД. Так в иерархических и сетевых БД описываются вершины ?/p>