4. Ключи переменных-отношений. Виды ключей.

По определению, первичным ключом переменной отношения является такое подмножество5) S множества атрибутов ее заголовка, что в любое время значение первичного ключа (составное, если в состав первичного ключа входит более одного атрибута) в любом кортеже тела отношения отличается от значения первичного ключа в любом другом кортеже тела этого отношения, а никакое собственное подмножество6) S этим свойством не обладает. В следующем разделе мы покажем, что существование первичного ключа у любого значения отношения является следствием одного из фундаментальных свойств отношений, а именно того свойства, что тело отношения является множеством кортежей. Обычным житейским представлением отношения является таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками – кортежи отношения-экземпляра; в этом случае имена атрибутов соответствуют именам столбцов данной таблицы. Поэтому иногда говорят про «столбцы таблицы», имея в виду «атрибуты отношения».

5. Трехуровневая архитектура базы данных. Внешний, концептуальный и внутренние уровни.

Трехуровневая архитектура базы данных.Различие между логическим и физическим представлением данных официально признано в 1978 году, когда комитет ANSI/SPARC предложил обобщенную структуру систем баз данных. Эта структура получила название трехуровневой архитектуры. Три уровня архитектуры следующие: внутренний, концептуальный и внешний.

Внутренний уровень – это уровень, определяющий физический вид базы данных, наиболее близкий к физическому хранению и связан со способами сохранения информации на физических устройствах хранения. С данным уровнем связаны дисководы, физические адреса, индексы, указатели и т.д. За этот уровень отвечают проектировщики физической БД, которые решают, какие физические устройства будут хранить данные, какие методы доступа будут использоваться для извлечения и обновления данных и какие меры следует принять для поддержания или повышения быстродействия системы управления базами данных. Пользователи не касаются этого уровня.

Концептуальный уровень – структурный уровень, определяющий логическую схему базы данных. На данном уровне выполняется концептуальное проектирование базы данных, которое включает анализ информационных потребностей пользователей и определение нужных им элементов данных. Результатом концептуального проектирования является концептуальная схема, логическое описание всех элементов данных и отношений между ними.

Внешний уровень – структурный уровень БД, определяющий пользовательские представления данных. Каждая пользовательская группа получает свое собственное представление данных в БД. Каждое такое представление данных дает ориентированное на пользователя описание элементов данных, из которых состоит представление данных, и отношений между ними. Его можно напрямую вывести из концептуальной схемы. Совокупность таких пользовательских представлений данных и дает внешний уровень.

6. Независимость данных.

В технологиях баз данных одной из ключевых концепций является концепция независимости данных. Различают логическую и физическую независимость данных.

Обеспечение логической независимости данных означает способность СУБД предоставлять администратору системы базы данных определенную степень свободы вариации логического представления базы данных без необходимости соответствующей модификации приложений и пользовательских запросов.

Под физической независимостью данных понимается способность СУБД предоставлять администратору системы базы данных некоторую свободу модификации способов организации базы данных в среде хранения, не вызывая необходимости внесения соответствующих изменений в логическое ее представление. Благодаря этому можно вносить изменения в организацию хранимых данных, производить настройку системы с целью повышения ее производительности и эффективности использования ресурсов памяти для хранения базы данных, не затрагивая созданных прикладных программ, использующих базу данных.