Трехуровневая модель организации БД




3 уровня:

1. внешний – это тот, на котором представляют данные пользователи;

2. концептуальный - служит для отображения данных внешнего ур-ня на внутренний и обеспечивает необходимую независимость данных разных уровней друг от друга;

3. на внутреннем - данные воспринимаются СУБД и операц. сист.

Внешний уровень – это самый верхний Ур-нь, который отражает представление конечного пользователя о конфигурации данных. Некоторые представления пользователя не являются исходными, а потому в базе данных их не следует сохранять. Конечные пользователи часто оперируют с приложениями. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно ему.

Концептуальный уровень – это объединяющее представление данных, используемых всеми пользовательскими приложениями, работающими с данной базой. На этом уровне БД - общий взгляд пользователя на данные проектируемой базы. Здесь описывается: какие данные хранятся в базе, и каковы связи между ними. Этот уровень отражает логическую структуру всей базы с точки зрения администратора базы данных. Здесь должны быть отражены: § все сущности, включаемые в базу, их атрибуты и связи; § накладываемые на данные ограничения; § семантическая информация о данных; § информация о мерах обеспечения безопасности и поддержки целостности данных. База данных на концептуальном уровне имеет высокую степень абстракции и характеризуется аппаратной и программной независимостью.

Внутренний уровень служит для адаптации концептуальной модели к конкретной СУБД. Другими словами, внутренняя уровень – это представление базы данных со стороны СУБД, и на этом уровне описывается, как данные должны храниться в компьютере. Внутренний уровень предназначен для достижения оптимальной производительности и обеспечения оптимального использования дискового пространства. Здесь хранится такая информация: § распределение дискового пространства для хранения данных и индексов; § описание подробностей хранения данных; § сведения о размещении записей; § сведения о сжатии данных и методах их шифрования. База данных, создаваемая на этом уровне, имеет средний уровень абстракции и характеризуется аппаратной независимостью и программной зависимостью, то есть она зависит от программного обеспечения базы данных.

В действительности ниже внутреннего Ур-ня находится еще урнь физ. представления данных, то есть физ.ур-нь, на кот. описываются способы хранения инф-ции на носителях. Другими словами, физ. Ур-нь – это собственно данные, хранящиеся на внешних носителях информации и расположенные в файлах или страничных структурах.

Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других, работающих с этой же базой данных. А физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с конкретной базой. Логическая независимость устанавливается между 1 и 2 уровнями, а физическая между 2 и 3.

12. Сетевая модель, ее +и-

Дальнейшим развитием иерархической модели является сетевая. Сет. модель – структура, у кот. любой элемент может быть связан с любым др. элементом. Сетевая база данных состоит из наборов записей, кот. связаны между собой так, что записи могут содержать явные ссылки на другие наборы записей. Тем самым наборы записей образуют сеть. Связи между записями могут быть произвольными, и эти связи явно присутствуют и хранятся в БД. Над данными в сет. базе могут выполняться следующие операции: Добавить – внести запись в БД; Извлечь – извлечь запись из БД; Обновить – изменить значение элементов предварительно извлеченной записи; Удалить – убрать запись из БД; Включить в групповое отношение – связать существующую подчиненную запись с записью-владельцем; Исключить из групп. отношения – разорвать связь между записью-владельцем и записью-членом; Переключить – связать существующую подчиненную запись с другой записью-владельцем в том же групповом отношении. Первоначально сет. модель замышлялась как инструмент для программистов. В качестве базового языка программирования был выбран Cobol. К известным сетевым системам управления БД относятся: DBMS, IDMS, TOTAL, VISTA, СЕТЬ, СЕТОР, КОМПАС и др. Достоинства сетевой модели: 1. высокая эффективность затрат памяти; 2. оперативность; 3. возможность образования произвольных данных. Недостатки сетевой модели: 1. сложность и жесткость схемы базы; 2. сложность понимания для обычного пользователя; 3. ослаблен контроль целостности, так как допускается устанавливать произвольные связи между записями; 4. много весит. Поскольку в сетевых базах основная структура представления информации имеет форму сети, в которой каждая вершина (узел) может иметь связь с любой другой, то данные в сетевой базе более равноправны, чем в иерархической, так как доступ к информации может быть осуществлен, начиная с любого узла. Графовые (иерархические и сетевые) модели реализованы в качестве моделей данных в системах управления базами данных, работающих на больших ЭВМ. Для ПК больше распространены рел. БД, хотя имеются и СУБД поддерживающие сетевую модель.


14. Связь между табл. в рел. модели данных. Перв. и вн. ключи, их отличия

Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отн., называется его ключом, или первичным ключом, или ключевым полем. Т.е. ключевое поле – это такое поле, значения которого в данной табл. не повторяется. Записи в табл. хранятся упорядоченными по ключу. Ключ может быть простым, состоящим из одного поля, и сложным, сост. из нескольких полей. Сложный ключ выбирается в тех случаях, когда ни одно поле табл. однозначно не определяет запись. Кроме первичного ключа в табл. могут быть вторичные ключи, называемые еще внешними ключами, или индексами. Индекс – это поле или совокупность полей, чьи значения имеются в неск. таблицах и которое является первичным ключом в одной из них. Значения индекса могут повторяться в некоторой табл. Индекс обеспечивает логическую послед-ть записей в табл., а также прямой доступ к записи. По первичному ключу всегда отыскивается только одна строка, а по вторичному – может отыскиваться группа строк с одинаковыми значениями первичного ключа. Ключи нужны для однозначной идентификации и упорядочения записей табл., а индексы для упорядочения и ускорения поиска. Индексы можно создавать и удалять, оставляя неизменным содержание записей рел. таблицы. Кол-во индексов, имена индексов, соответствие индексов полям таблицы определяется при создании схемы таблицы. Индексы позволяют эффект. реализовать поиск и обр-ку данных, формируют доп. индексные файлы. При корректировке данных автом. упорядочиваются индексы, изменяется местоположение каждого индекса согласно принятому условию (возрастанию или убыванию значений). Сами же записи рел. табл. не перемещаются при удалении или включении новых экземпляров записей, изменении значений их ключевых полей. С помощью индексов и ключей устан-тся связи между таблицами. Связь устан-тся путем присвоения значений внешнего ключа одной таблицы значениям первичного ключа другой. Группа связанных таблиц называется схемой данных. Информация о таблицах, их полях, ключах и т.п. называется метаданными.


17. Постреляционная модель. Ее +и-

Постреляционная модель является расширением рел. модели. Она снимает ограничение неделимости данных, допуская многозначные поля, значения кот. состоят из подзначений, и набор значений воспринимается как самост. таблица, встроенная в главную табл. В пострел. БД данные хранятся более компактно, и не требуется выполнять операции связи 2-х таблиц. Такое хранение обеспечивает высокую наглядность представления данных и повышение эфф-ти их обр-тки. Спецификой пострел. модели является то, что она поддерживает множеств. группы, называемые ассоциированными множеств. полями, а совокупность объединенных множеств. полей называется ассоциацией. В пострел. модели не накладываются требования на длину и кол-во полей в записях, что делает структуру табл. более наглядной. Таким образом, осн. достоинством пострел. модели является возм-ть представления совокупности связанных рел. таблиц в виде одной пострел. табл. А недостаткомявляется сложность обеспечения целостности и непротиворечивости данных, хранимых в ней. Постреляц. модель данных реализована в СУБД uniVers, Bubba и Dasdb.


13. Рел. модель. Понятия, + и -

Реляционная модель-сов-ть данных, сост. из набора 2мерных таблиц. Рел. модель является удобной и наиболее привычной ф. представления данных. При табл. организации данных отсутствует иерархия элементов. Строки и столбцы могут быть просмотрены в любом порядке, поэтому высока гибкость выбора любого подмножества эл-тов в строках и столбцах. Любая табл. в рел. базе состоит из строк, кот. называют записями, и столбцов, которые называют полями. На пересечении строк и столбцов находятся конкретные значения данных. Структура таблицы в рел. базе характеризуется след.: она состоит из совокупности столбцов;каждый столбец имеет уникальное,т.е. не повт. в др. столбцах, имя;последовательность столбцов в таблице не существенна;все строки табл. организованы по одинаковой структуре, т.е. имеют одно и то же кол-во реквизитов и имеют одинаковую длину; в табл. нет одинаковых строк;кол-во строк в табл. практически не ограничено; послед-ть строк в табл. не существенна;при выполнении манипуляций с табл. все строки и столбцы могут просматриваться в произв. порядке безотносительно к их содержанию и смыслу. Для этого типа модели имеется развитый матем. аппарат – рел. алгебра. В рел. алгебре поименованный столбец отношения называется атрибутом, а мно-во всех возможных значений конкр. атрибута – доменом. Строки табл. со значениями разн. атрибутов называют кортежами. Кол-во атрибутов, содержащихся в отн., определяет его степень, а кол-во кортежей – кардинальность отношения. Достоинства реляционных БД: Упрощенная схема представления данных – в виде табл.;Простота инструментальных средств поддержки рел. модели;Оптимизация доступа к БД,т.к. сис-мы сами выбирают наиболее эффект. послед-ть действий;Улучшение целостности и защиты, поскольку рел. модель позволяет улучшить выр-ние требований целостности путем использования языка высокого уровня;возм-ти разл. применений, в том числе и рассчитанных на не

специалистов в области программ-ния;Обеспечение пользователя языками высокого уровня при работе с БД;Обеспечение методологического подхода, т.к. главной целью модели БД является возможность описания реального мира, что проще всего осуществляется в рел. модели. Недостаток реляционной моделив жесткости структуры данных, например, невозможно задать строку таблицы произвольной длины, а также сложность описания иерархических и сетевых связей. Неудобства, возникающие при работе с рел.базами:

· Рел. сис-мы ограничены в структурах представления данных, т.к.все данные хранятся в них в виде отн., сост. из простых атрибутов. Классическая рел. модель предполагает неделимость данных, хран-ся в полях табл.,т.е. информация в табл. должна быть представлена в первой норм. форме. Однако на практике иногда возникают ситуации, когда такое ограничение снижает эфф-ть работы с базой. Данные в рел. системе пассивны, и для описания их поведения требуется создавать прикладные программы;Возм-ти рел. БД недостаточны в тех случаях, когда объекты данных сложны, напр: географ. информ. сис-мы, мультимедийные базы. Все эти требования можно реализовать с помощью реляц. методов, но в рез-те получается не очень естественное представление требований пользователя.

В наст. время многие известные СУБД используют именно рел. модель представления данных –:это dBase, FoxBase, FoxPro, Paradox, Oracle, Microsoft Access, Clarion, Clipper, Ingres; отечественные: ПАЛЬМА, HyTech и др.

 





©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!