1.Физическое описание и представление. Представление — это сами данные. Описание содержит структуру физических записей, их размещение в файловой структуре, описание методов доступа, реализованных в БД, с указанием используемых индексных файлов, описания динамических характеристик: отведенного динамического пространства и областей переполнения — и т.д.

2.Глобальное логическое описание. Содержанием этого уровня является схема БД: отношения, ограничения целостности, связи. Схема БД не должна зависеть от места и способа хранения данных, равно как и от способа использования данных. Здесь чаще всего происходят нарушения, как, например, в Access.

3.Внешние схемы. Здесь содержатся описания данных в том виде, в котором они используются в прикладных программах. Назначение - преобразование данных при передаче информации между СУБД и прикладной программой. Например, в Access это запросы, формы и отчеты.

Замечание. При эксплуатации БД наиболее подвержены изменениям 1-ый и 3-ий уровни. Если любое изменение приводит к необходимости переписывания прикладного ПО, то эксплуатация базы данных экономически не целесообразна.

Стабильность функционирования информационной системы обеспечивает 2-ой уровень описания данных, и именно в него при проектировании базы данных закладывается принцип независимости данных.

При дополнении новой программы, работающей с новым типом данных, этот новый тип должен быть введен в логическое и физическое описания. Это никоим образом не должно касаться уже имеющегося ПО. При дополнении новой программы, работающей со старыми типами данных, изменения вообще не происходят.

Четвертый пункт, объединение двух разнотипных БД в одну, выявляет качество проектирования БД. Если программа работает с таблицами одной из баз, то в объединении эти таблицы — при правильном построении каждой базы — останутся неизменными, не возникнет одноименных таблиц различной структуры, например.

Изменения в операционной среде или аппаратном обеспечении потребует реорганизации физического представления данных, и только.

Принцип независимости данных виден во втором столбце, касающемся прикладного ПО — там стоят одни плюсы.

1.3.4 Секретность данных

Традиционно в БД авторизация доступа выполняется за счет аппарата внешних схем: при входе пользователь вводит имя группы и пароль. В описании схемы присутствуют ограничения на доступ к данным (в виде SQL-команд). Также применяется шифрование на физическом уровне. Например, в СУБД Clarion пароль является ключом шифра.

1.4Представление и описание информации

Ниже приведены основные тезисы, требующие некоторого осмысления.

•Материальна ли информация? А. П. Ершов утверждает, что аргументов за ее нематериальность много, но за материальность — больше. Информация не существует без материальных носителей. Она также не существует без восприятия себя. Существует точка зрения, что информация не является ни материальной, ни идеальной — она, фактически, третья составляющая мироздания, мост между материей и сознанием.

•Окружающая действительность воспринимается как множество объектов и отношений между ними. Объекты бывают материальными и нематериальными; отношения чаще всего нематериальны.

•Отношения между объектами сами могут быть интерпретированы как объекты. Таким образом, информация сводится к объектам, материальным и нематериальным.

•Различие между объектами достигается за счет различия их свойств.

•Набор свойств объектов зависит от прикладной области, то есть от точки зрения. С одной точки зрения объекты могут быть неразличимы, с другой — резко различаться.

Определение 1.4 Существенные для данной прикладной области свойства объектов называются атрибутами.

1.4.1Плоские (двойные) файлы

Определение 1.5 Объекты прикладной области однотипны, если характеризуются одинаковым набором атрибутов (имеют одинаковую семантику).

Пример. Студенты

Замечание. В примере информация о классе «Студент» представлена в виде плоского файла.

Определение 1.6 Табличное представление информации называется плоским файлом, если выполнено:

1.таблица имеет наименование и заголовок в виде наименований атрибутов;

2.содержимым одной строки таблицы является информация об одном объекте данного класса (и, следовательно, в таблице не может быть совпадающих строк);

3.содержимое одного столбца зовется доменом — областью определения атрибута (содержимое столбца всегда однотипно).

Замечание. В примере рассмотрен класс материальных объектов, однако атрибуты его нематериальны. Можно для атрибута «Факультет» взять материальное представление: кабинет декана или секретаря — но это будет уже другой класс объектов, и ему соответствуют уже материальные объекты.

Пример. Супруги.

Вэтом примере класс объектов нематериален, так как задает отношение между объектами,

аатрибуты — материальны. ФИО, впрочем, тоже нематериально — но за ним стоит вполне конкретный человек.

Замечание. Плоский файл является описанием и представлением информации. Описание представлено именем плоского файла и заголовком таблицы, представление (или реализация) — содержимым его.