exam11 4
Реферат к лекции 11 (27). Базы Данных
Выполнил: Хлудов И.В. ИДБ-19-05
Проверил: Устинов А.Ф. ИДБ-19-05
Важнейшим шагом явился принцип независимости программ и данных, которое выражается в четком разделении программ и данных. Ранние программы, где производилась обработка данных, содержали в явном виде физическое форматирование данных, т.е. программа зависела от формата данных, и любое изменение этого формата требовало соответствующего изменения программного обеспечения. Ошибки в программном обеспечении, связанные с наступлением 2000, были прямым следствием подобной жесткой связи программ и данных. Можно, естественно, уменьшить стоимость и сложность сопровождения программ и данных в результате их четкого разделения. В базе данных хранится информация, которая должна быть доступна любой программе. Программы получают доступ к данным на логическом уровне абстракции, который не зависит от физической реализации хранения данных.
Для разделения представления БД была создана трехуровневая архитектура ANSI-SPARK.
Данная модель позволяет стандартным образом описать особенности функционирования СУБД, выделяя при этом 3 уровня: внешнего(общего), концептуального(логического) и внутреннего(физического).
Цель - отделение пользовательского представления БД от ее физической реализации.
Внешний уровень – представление БД с точки зрения пользователя. Описывает часть БД, относящуюся к конкретному пользователю. Состоит из внешнего представления БД, каждое представление – ведение предметной сущности пользователя и содержит только те сущности, атрибуты и связи, которые интересны этому пользователю.
Концептуальный уровень – обобщающее представление БД, описывает, какие данные хранятся в БД, отображает связи между ними. Содержит полную структуру БД, отображающую требования организации. Концептуальный уровень включает в себя понятия объектов базы данных (таких как ключи, таблицы, индексы, представления и тп) без учета их внутренней организации.
Внутренний уровень – физическое представление БД в ЭВМ. Описывает хранение информации в БД, сведения о размещении, сжатии и методах шифрования. Внутренний уровень занимается управлением файлами и файловыми группами, страницами файлов данных, организацией таблиц и индексов, управлением работой с экстентами и отслеживанием свободного места.
Независимость данных — критический аспект при управлении любой системой баз данных. Она позволяет изменять приложения, не изменяя для этого структуру базы данных, и изменять конструкцию базы данных, не оказывая при этом влияния на работу приложений. Трехуровневая архитектура обеспечивает то, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни.
На рисунке показан простой пример, иллюстрирующий некоторые функции логических файлов: использование программой логического файла для получения иного представления данных физического файла:
Каждая запись физического файла содержит шесть полей; в то же время программа, посредством логического файла, «видит» только четыре из них. Возможность исключения полей из логического файла позволяет реализовывать защиту на уровне полей. Пользователи имеют доступ только к тем полям, которые им позволено видеть.
Логическая независимость от данных - это возможность изменять логическую схему без необходимости перезаписи прикладных программ. Изменения на логическом уровне необходимы всякий раз, когда изменяется логическая структура базы данных (например, когда в банковскую систему добавляются счета денежного рынка). Логическая независимость от данных означает, что если мы добавим несколько новых столбцов или удалим некоторые столбцы из таблицы, то представление пользователя и программы не должны меняться.
Из-за логической независимости любое из приведенных ниже изменений не повлияет на внешний уровень.
- Добавить / изменить / удалить новый атрибут, сущность или отношение возможно без перезаписи существующих прикладных программ
- Объединение двух записей в одну
Независимость физических данных помогает вам отделить концептуальные уровни от внутренних и физических уровней. Это позволяет предоставить логическое описание базы данных без необходимости указывать физические структуры. По сравнению с логической независимостью легко достичь физической независимости данных.
Благодаря физической независимости вы можете легко изменять физические структуры или устройства хранения, влияя на концептуальную схему. Любые сделанные изменения будут поглощены сопоставлением концептуального и внутреннего уровней. Физическая независимость данных достигается благодаря наличию внутреннего уровня базы данных, а затем трансформации с концептуального уровня базы данных на внутренний уровень.
Из-за физической независимости любое из приведенных ниже изменений не повлияет на концептуальный уровень.
- Использование нового устройства хранения, такого как жесткий диск или магнитные ленты
- Изменение метода организации файлов в базе данных
- Переключение на разные структуры данных.
Независимость данных – это свойство СУБД, которое помогает вам изменять схему базы данных на одном уровне системы базы данных, не требуя изменения схемы на следующем более высоком уровне. Независимость данных дает ряд преимуществ:
- Обслуживание системы баз данных становится доступным
- Обеспечение соблюдения стандартов и улучшение безопасности баз данных
- Вам не нужно изменять структуру данных в прикладных программах
- Разрешить разработчикам сосредоточиться на общей структуре базы данных, а не беспокоиться о внутренней реализации
- Помогает вам улучшить качество данных
Список литературы: