4 Архитектура системы баз данных. Архитектура ansi/sparc: три уровня архитектуры. Архитектура клиент/сервер. Архитектура распределенной системы.

Первая попытка создания стандартной терминологии и общей архи­тектуры СУБД была предпринята в 1971 году группой DBTG, признавшей необхо­димость использования двухуровневого подхода, построенного на основе использо­вания системного представления, т.е. схемы, и пользовательских представлений, т.е. подсхем. Сходные терминология и архитектура были предложены в 1975 году Комитетом планирования стандартов и норм SPARC, Национального Института Стандартизации США. Комитет ANSI/SPARC признал необходимость использования трехуровневого подхода. Хотя модель ANSI/SPARC не стала стан­дартом, тем не менее она все еще представ­ляет собой основу для понимания некото­рых функциональных особенностей СУБД. Наиболее важным моментом является идентификация трех уровней абстракции, т.е. трех различных уровней описания элементов данных. Эти уровни формируют трехуровневую архитектуру, которая охва­тывает внешний, концептуальный и внутренний уровни. Цель трехуровневой архитектуры заключается в отделении пользовательского представления базы данных от ее физического представления.

Уровень, на котором воспринимают данные пользователи, называется внешним уров­нем, тогда как СУБД и опе­рационная система воспринимают данные на внутреннем уровне. Именно на внутреннем уровне данные реально сохраняются с использованием всех тех структур и файловой организации. Концептуальный уровень представления данных предназначен для отображения внешнего уровня на внутрен­ний и обеспечения необходимой независи­мости друг от друга. Независимость от данных. Основным назначением трехуров­невой архитектуры является обеспечение независимости от данных, которая озна­чает, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Разли­чают два типа независимости от данных: логическую и физическую. Технология клиент-сервер Положительные - обилие нструментальных средств. Работа с SQL серверами через ODBC.

Распределенные системы - это системы "клиент-сервер". Существует три модели "клиент-сервер".

• Модель доступа к удаленным данным (RDA-модель)

• Модель сервера базы данных (DBS-модель)

• Модель сервера приложений (AS-модель)

Первые две являются двухзвенными и не могут рассматриваться в качестве базовой модели распределенной системы. Трехзвенная модель хороша тем, что в ней интерфейс с пользователем полностью независим от компонента обработки данных. Собственно, трехзвенной ее можно считать постольку, поскольку явно выделены: компонент интерфейса с пользователем, компонент управления данными (и базами данных в том числе), а между ними расположено программное обеспечение промежуточного слоя (middleware), выполняющее функции управления транзакциями и коммуникациями, транспортировки запросов, управления именами и множество других. Middleware - это ГЛАВНЫЙ компонент распределенных систем и, в частности, DDB-систем

5 Модели данных: иерархическая, сетевая и реляционная модели данных. Достоинства и недостатки перечисленных моделей данных

Иерархическая структура имеет место при описании нескольких разнотипных взаимосвязанных объектов, находящиеся в строгой иерархии. Такая структура состоит из узлов (элементов, сегментов) - совокупности атрибутных данных, описывающих объект, и ветвей – связей между типами объектов.

Наивысший узел называется корнем. Зависимые узлы располагаются на более низких уровнях дерева. Узел, каждому экземпляру которого можно поставить в соответствии несколько экземпляров другого узла называется старшим узлом или родителем, следующий за ним в структуре называется подчиненным элементом или потомком, который в свою очередь может иметь несколько типов подчиненных элементов и быть старшим по отношению к ним. Тип связи в древовидной структуре определяется как 1:М один–ко–многим.

Сетевая модель данных в ней объекты предметной области объединяются в сеть. Элементами таковой сетевой структуры является линейные структуры. Иерархическая структура является частным случаем сетевой. Связи в сетевой структуре определяются так же как и в иерархической. Но однако, при определение связей в сетевой структуре допустимы следующие положения: - в сет. структуре м б неск/ко главных элементов (корней) либо главный элемент вообще м отсутствовать; - допускается наличие более одной связи между двумя элементами структуры; - подчиненный элемент м иметь более одного старшего; - Допускаются циклические связи; - возможно наличие связей между экземплярами одного и того же элемента структуры.

Реляционная модель данных. Важными характеристиками реляционной модели является: - реляционная модель описывает данные с их естественной структурой, не добавляя каких – либо дополнительных структур, необходимых для машинного представления или для целей реализации; - модель обеспечивает математическую основу для интеграции видимости, избыточности и непротиворечивости отношений; - РМ позволяет добиться реальной независимости данных от физического представления, связей между данными и способов реализации, связанных с эффективностью и подобными заботами. В РМ данные представляют в виде плоских таблиц, называемых отношениями. Столбец таблицы называется атрибутом или полем, строка кортежем отношения.

	Достоинство	Недостаток
Иерархическая модель	Представление структур данных в виде дерева практически не ограничивает сложность логических связей между порциями данных	Чрезмерная громоздкость при описании данных со сложными логическими связями
Сетевая модель	Представление данных в виде произвольного графа позволяет представлять структуру данных любой сложности	Сложность реализации
Реляционная модель	Представление структур данных в виде совокупности связанных отношениями таблиц весьма наглядно и удобно для реализации обработки данных	Представление сложных структур требует большого количества связанных таблиц