10.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.

1 2. 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.