1.3. Программные компоненты субд
Среда СУБД состоит из следующих программных компонентов:
1. Процессор запросов. Основной компонент СУБД, который преобразует запросы в последовательность низкоуровневых инструкций для контроллера базы данных.
2. Контроллер базы данных. Этот компонент взаимодействует с пользовательскими прикладными программами и запросами. Для выполнения поступившего запроса контроллер базы данных вызывает контроллер файлов.
3. Контроллер файлов. Этот компонент предназначен для хранения файлов и отвечает за распределение дискового пространства. Он создает и поддерживает список структур и индексы, определенные во внутренней схеме СУБД.
4. Процессор языка DML. Этот программный компонент преобразует операторы DML, вставленные в прикладные программы. Для генераций соответствующего кода препроцессор DML взаимодействует с процессором запросов.
5. Компилятор языка DDL. Компилятор языка DDL преобразует DDL-команды в набор таблиц, содержащих «данные о данных». Эти таблицы сохраняются в системном каталоге, а управляющая информация сохраняется в заголовках файлов с данными.
6. Контроллер словаря. Контроллер словаря управляет доступом к системному каталогу и работает с ним. Системный каталог доступен большинству компонентов СУБД.
Основные компоненты среды СУБД представлены на рис.1.1.
Рис.1.1. Основные компоненты СУБД
1.4. Архитектура среды базы данных
Главная особенность систем с базами данных заключается в том, чтобы предложить пользователям систем абстрактное представление о данных, скрыв особенности хранения и управления ими. Поскольку база данных является общим ресурсом информационной системы, то каждому пользователю может потребоваться свое, отличное от других представление о данных, хранимых в системе. Для удовлетворения этих потребностей комитет стандартов ANSI/ SPARC признал необходимость использования системы трехуровневого подхода при описании элементов данных. Трехуровневая архитектура состоит из: внешнего, концептуального и внутреннего уровней абстракций. Трехуровневая архитектура ANSI/SPARC представлена на рис.1.2.
Основная задача этой системы – отделение пользовательского представления базы данных от ее физической реализации.
Рис.1.2. Архитектура ANSI/SPARC
Внутренний уровень – это уровень, наиболее близкий к физическому хранению, т.е. связанный со способами хранения информации на физических устройствах.
Внутреннее представление состоит из многих экземпляров каждого типа внутренней записи (терминология ANSI/SPARC). Внутреннее представление не рассматривает физические области устройства хранения, такие, как цилиндры, дорожки и т.д. Оно предполагает, что адресное пространство имеет линейную структуру и оно бесконечно. Внутреннее представление описывается с помощью внутренней схемы. Внутренняя схема пишется с использованием внутреннего языка определения данных. Она определяет способы представления хранимых полей и записей; физическую последовательность хранимых записей; существующие индексы и т.д.
Внешний уровень наиболее близок к пользователю, точнее, это индивидуальный уровень пользователя. Пользователем может быть прикладной программист, конечный пользователь или администратор БД.
У каждого пользователя есть свой язык общения. Как правило, такие языки общения включают в себя подъязыки данных.
Существующий язык SQL практически поддерживается всеми системами БД. Его используют как самостоятельный язык запросов и как встроенный в другие языки программирования.
В соответствии с терминологией ANSI/SPARC , представление отдельного пользователя называется внешним представлением.
Внешнее представление – это содержимое БД, каким видит его пользователь (т.е. для этого пользователя внешнее представление и его БД). Например, пользователь из отдела кадров может рассматривать БД как набор записей с информацией об отделах плюс набор записей с информацией о служащих и ничего не знать о записях с информацией о деталях и поставщиках, с которыми работает пользователь в отделе обеспечения.
В общем, внешнее представление состоит из множества экземпляров каждого типа внешней записи, которые, в свою очередь, не обязательно должны совпадать с хранимыми записями. В распоряжении пользователя имеется язык определения данных и язык обработки данных (составные части любого подъязыка данных).
Операция выборки данных с их использованием будет осуществлять выборку из экземпляров внешних, а не хранимых записей.
Концептуальное представление – это представление данных такими, какие «они есть на самом деле», а не такими, какими их вынужден видеть пользователь в рамках определенного языка или используемого аппарата обеспечения.
Концептуальное представление – это представление всего содержимого базы данных.
Оно определяется с помощью концептуальной схемы. Концептуальная схема использует концептуальный язык определения данных. Определения концептуального языка должны относиться только к содержанию информации. В него нельзя включать любое рассмотрение структуры хранения, методы доступа, последовательности хранимых записей, способов индексирования, хеш-адресации и т.д.
Концептуальную схему, как правило, определяет администратор данных. Она определяет объекты, в которых заинтересовано предприятие, а также информацию, которую необходимо записывать в этих объектах.