Архитектура системы баз данных
Три уровня архитектуры
Очевидно, что существует множество уровней представлений между ЭВМ, имеющей дело с битами, и конечным пользователем, оперирующим такими категориями как, например, рейсы или закрепление экипажа за самолетом. Общепринято выделять три уровня в архитектуре систем баз данных: внешний, концептуальный и внутренний уровни.
Внешний уровень
Внешний уровень – уровень, на котором определяется то, как "видит" базу данных отдельный пользователь. Каждый пользователь БД решает с ее помощью свои конкретные задачи. Эти задачи определяют соответствующие функциональные, информационные потребности. Объекты (и их атрибуты и взаимосвязи), наличие которых необходимо в БД для обеспечения решения этих задач пользователя, составляютвнешнее представление. Как уже отмечалось, отдельного пользователя интересует только некоторая часть всей БД, но пользовательское представление этой части совершенно не обязательно будет соответствующей частью более общего представления (классический пример: пользователя интересует возраст человека, но на концептуальном уровне, конечно же, эти данные представляются в виде даты рождения). Таким образом, внешнее представление – это содержимое базы данных, каким его видит определенный пользователь, для которого внешнее представление и есть база данных. В одно и то же время может существовать любое количество внешних представлений, одно и тоже внешнее представление может принадлежать нескольким пользователям, разные внешние представления могут перекрываться. Каждое внешнее представление определяется средствамивнешней схемы или подсхемы, описываемой с помощью языка определения данных.
Концептуальный уровень
Концептуальный уровень – уровень, обобщающий представления о структуре и взаимосвязях всей информации в базе данных.
Концептуальное представление данных является полной и согласованной совокупностью всех требований к данным, полученных из пользовательских представлений. Оно отражает общие информационные потребности предметной области. Как результат объединения пользовательских представлений, существует только одно концептуальное представление предметной области.
Концептуальное представление служит в качестве основы для оценки возможности подключения новых внешних представлений с точки зрения их соответствия уже установленным стандартам и требованиям к данным, а также для получения внутреннего представления.
Внутренний уровень
Внутренний уровень– уровень, наиболее близкий к физическому хранению информации в памяти ЭВМ.
Сама по себе физическая БД может быть представлена на нескольких уровнях абстракции – от уровня бит и физических адресов до уровня записей и файлов. Внутреннее представление описывается с помощью внутренней схемы, которая определяет типы хранимых записей, существующие индексы, способы представления хранимых полей, физическую последовательность хранимых записей. Внутренняя схема описывается с помощью внутреннего языка определения данных.
1Например вPascalимеются выражения:
type Day = (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat);
var Today :Day;
2Однако, при отсутствии таких правил безопасность БД подвергается даже большему риску, чем в обычной файловой системе, т.к. в этом случае от самой файловой системы, содержащей БД, придется потребовать максимальных прав для всех пользователей на всю БД. Т.о. централизованная природа систем баз данныхтребуетналичия хорошей системы безопасности.