Лекция 2. Архитектура бд Трехуровневая архитектура бд

Методы доступа к данным развивались на протяжении нескольких последних десятилетий от громоздких, физически ориентированных методов начального периода обработки файлов к различным видам обработки баз данных. Одним из наиболее важных аспектов реляционной «революции» стала идея отделения логической структуры, как она понимается конечным пользователем, от физического представления, требуемого компьютерным оборудованием. Это суть философии структуры данных, представленной в модели ANSI/SPFRC.

Трехуровневая архитектура БД – это стандартная структура БД, состоящая из концептуального, внешнего и внутреннего уровней.

На концептуальном уровне выполняется концептуальное проектирование БД. Оно включает анализ информационных потребностей пользователей и определение нужных им элементов данных. Результатом этого уровня является концептуальная схема, единое логическое описание всех элементов данных и отношений между ними.

Концептуальный уровень – структурный уровень БД, определяющий логическую схему БД.

Внешний уровень составляют пользовательские представления данных БД. Каждая пользовательская группа имеет свое представление данных в базе данных. Каждое такое представление имеет ориентированное на пользователя описание элементов данных и отношений между ними. Его можно напрямую вывести из концептуальной схемы. Совокупность всех таких пользовательских представлений данных и есть внешний уровень.

Внешний уровень – структурный уровень базы данных, определяющий пользовательские представления данных.

Внутренний уровень обеспечивает физический взгляд на БД: дисководы, физические адреса, индексы, указатели и т.д. За этот уровень отвечают проектировщики физической БД. Ни один пользователь не касается этого уровня.

Внутренний уровень – структурный уровень БД, определяющий физический вид БД. Рис. 8. Трехуровневая архитектура БД

Внешний уровень Концептуальный Внутренний

Уровни моделей бд

В БнД отражается информация об определенной предметной области. Предметной областью называется часть реального мира, представляющая интерес для данного использования и отражаемая в информационной системе. В ОИС отражение предметной области представлено моделями нескольких уровней.

Информационная модель предметной области в БнД – это база данных (собственно хранимые данные о предметной области и ее описанием (схемой и схемой хранения). Схема играет двойственную роль: с одной стороны, она является моделью базы данных, а с другой моделирует (косвенно) предметную область.

Классификация моделей для описания предметной области

Описание предметной области, выполненное без ориентации на используемые в дальнейшем программные и технические средства, называется инфологической моделью предметной области. Такой информацией являются ведения о классах объектов предметной области и их количеств в каждом классе, о фиксируемых свойствах этих объектов, о связях между ними, динамике их изменения.

Модель данных логического уровня, поддерживаемую средствами СУБД, называют даталогической моделью. Эта модель представляет собой отображение логических связей между элементами данных безотносительно к их содержанию и среде хранения. Даталогическая модель строится с учетом ограничений конкретной СУБД. При построении даталогической модели учитываются особенности отображаемой предметной области. База данных предполагает интегрированное и взаимосвязанное хранение данных, поэтому для проектирования данной модели необходимо иметь соответствующее описание предметной области.

Инфологическая модель является исходной по отношению к даталогической. Она служит связующим звеном между специалистами предметной области и администрацией БД в процессе проектирования БнД.

Для привязки даталогической модели к среде хранения используется физическая модель. Она определяет используемые запоминающие устройства, способ расположения элементов данных в памяти, способы физической реализации логических отношений между элементами данных. Модель физического уровня (или внутреннего уровня) строится с учетом ограничений СУБД и операционной системы.

Модель каждого из последующих уровней строится на основе фиксированных характеристик моделей предшествующих уровней.

Описание БД

Информационная модель

предметной области

Рис. 4. Отражение предметной области в БД