Datauafhængighed i DBMS: Fysisk og logisk med eksempler

Af: Fiona Brown Fiona Brown
Hours Opdateret

⚡ Smart opsummering

Datauafhængighed er en egenskab ved DBMS, der tillader skemaet på ét niveau at ændre sig uden at tvinge en ændring på det næste højere niveau. Den findes i to former, fysisk og logisk, og holder data adskilt fra de programmer, der bruger den.

  • 🧩 Kerneidé: En ændring på ét skemaniveau absorberes af kortetpings, så højere niveauer og applikationsprogrammer forbliver urørte.
  • 💾 Fysisk uafhængighed: Lagerenheder, filorganisation og indekser kan ændres uden at påvirke det konceptuelle skema.
  • 🗂️ Logisk uafhængighed: Enheder og attributter kan tilføjes eller ændres uden at omskrive eksterne visninger eller programmer.
  • 🏛️ Tre niveauer: Fysiske, konceptuelle og eksterne skemaer danner de lag, som uafhængighed adskiller.
  • ⚖️ Relativ vanskelighed: Fysisk uafhængighed er let at opnå; logisk uafhængighed er sværere, fordi programmer er afhængige af logisk struktur.
  • 🔗 Kortpings: Konceptuelt-internt og eksternt-konceptuelt kortpinger det, der gør hver form for uafhængighed mulig.
  • ✅ Fordel: Lavere vedligeholdelsesomkostninger, bedre sikkerhed og udviklere med fokus på design frem for lagerplads.
Læs mere

Datauafhængighed i DBMS

Hvad er datauafhængighed i DBMS?

Datauafhængighed er defineret som en egenskab ved DBMS, der hjælper dig med at ændre databaseskemaet på ét niveau i et databasesystem uden at kræve en ændring af skemaet på det næste højere niveau. Datauafhængighed hjælper dig med at holde data adskilt fra alle de programmer, der bruger dem.

Du kan bruge disse lagrede data til beregning og præsentation. I mange systemer er datauafhængighed en essentiel funktion for systemets komponenter.

Typer af datauafhængighed

In DBMS Der er to typer datauafhængighed:

  1. Fysisk datauafhængighed.
  2. Logisk datauafhængighed.

Begge typer hviler på det lagdelte design af en database, så det er en god idé at gennemgå disse niveauer først.

Niveauer i en database

Før vi lærer om datauafhængighed, er det vigtigt at genopfriske databaseniveauerne. Databasen har tre niveauer, som vist i diagrammet nedenfor:

  1. Fysisk / Intern
  2. konceptuelle
  3. Ekstern
Niveauer af DBMS-arkitekturdiagram
Niveauer af DBMS Architecture diagram

Dette er de samme lag, der er beskrevet detaljeret under DBMS-skemaerOvervej et eksempel på en universitetsdatabase. På de forskellige niveauer ser implementeringen sådan ud:

Type skema Implementering
Eksternt skema

Vis 1: Kursusinfo(cid:int, cname:string)

Vis 2: elev_info(id:int, navn:streng)
Konceptuelt skema 
Students(id: int, name: string, login: string, age: integer)
Courses(id: int, cname: string, credits: integer)
Enrolled(id: int, grade: string)
Fysisk skema
  • Relationer gemt som uordnede filer.
  • Indeks i den første kolonne af Studerende.

Uafhængighed af fysiske data

Fysisk datauafhængighed hjælper dig med at adskille det konceptuelle niveau fra det interne eller fysiske niveau. Det giver dig mulighed for at give en logisk beskrivelse af databasen uden behov for at specificere fysiske strukturer. Sammenlignet med logisk uafhængighed er det nemt at opnå fysisk datauafhængighed.

Med fysisk uafhængighed kan du ændre de fysiske lagerstrukturer eller enheder uden nogen effekt på det konceptuelle skema. Enhver ændring absorberes af kortet.ping mellem det konceptuelle og interne niveau. Fysisk datauafhængighed opnås ved tilstedeværelsen af ​​databasens interne niveau og transformationen fra det konceptuelle niveau til det interne niveau.

Eksempler på ændringer under fysisk datauafhængighed

På grund af fysisk uafhængighed vil ingen af ​​nedenstående ændringer påvirke det konceptuelle lag:

  • Brug af en ny lagringsenhed, såsom en harddisk eller et magnetbånd.
  • Ændring af filorganiseringsteknikken i databasen.
  • Skift til forskellige datastrukturer.
  • Ændring af adgangsmetode.
  • Ændring af indekser.
  • Ændringer i kompressionsteknikker eller hashing-algoritmer.
  • Ændring af databasens placering, for eksempel fra C-drevet til D-drevet.
Gå ikke glip af:

Uafhængighed af logiske data

Logisk datauafhængighed er evnen til at ændre det konceptuelle skema uden at ændre:

  1. Eksterne synspunkter.
  2. Eksterne API'er eller programmer.

Enhver ændring absorberes af kortetping mellem det eksterne og konceptuelle niveau. Sammenlignet med fysisk datauafhængighed er det udfordrende at opnå logisk datauafhængighed.

Eksempler på ændringer under logisk datauafhængighed

På grund af logisk uafhængighed vil ingen af ​​ændringerne nedenfor påvirke det eksterne lag:

  1. Det er muligt at tilføje, ændre eller slette en ny attribut, en enhed eller en relation uden at omskrive eksisterende applikationsprogrammer.
  2. Sammenlægning af to poster til én.
  3. Opdeling af en eksisterende post i to eller flere poster.

Forskellen mellem fysisk og logisk datauafhængighed

Uafhængighed af logiske data Uafhængighed af fysiske data
Primært beskæftiget med strukturen eller ændring af datadefinitionen. Hovedsageligt beskæftiget med opbevaring af data.
Vanskeligt, da hentning af data primært afhænger af den logiske struktur. Let at hente.
Sammenlignet med fysisk uafhængighed er det vanskeligt at opnå. Sammenlignet med logisk uafhængighed er det let at opnå.
Du skal foretage ændringer i applikationsprogrammet, hvis nye felter tilføjes eller slettes. En ændring på det fysiske niveau kræver normalt ikke en ændring på applikationsprogramniveau.
Ændringer på det logiske niveau er betydelige, når databasens logiske strukturer ændres. Ændringer på internt niveau kan være nødvendige eller ikke være nødvendige for at forbedre ydeevnen.
Bekymret over det konceptuelle skema. Bekymret over det interne skema.
Eksempel: tilføj, rediger eller slet en ny attribut. Eksempel: ændring i komprimeringsteknikker, hashingalgoritmer, lagringsenheder osv.

Vigtigheden af ​​datauafhængighed

  • Hjælper dig med at forbedre datakvaliteten.
  • Gør vedligeholdelse af databasesystemer mere overkommelig.
  • Håndhæver standarder og forbedrer databasesikkerheden.
  • Du behøver ikke at ændre datastrukturer i applikationsprogrammer.
  • Giver udviklere mulighed for at fokusere på databasens generelle struktur i stedet for den interne implementering.
  • Reducerer databaseinkonsistens betydeligt.
  • Giver dig mulighed for at foretage ændringer på det fysiske niveau for at forbedre systemets ydeevne.

Ofte Stillede Spørgsmål

Applikationsprogrammer og visninger afhænger af den logiske struktur, så ændrede enheder eller attributter kan påvirke dem. Fysisk lagring er placeret under det konceptuelle skema, så dets ændringer forbliver skjulte.

Kortetpings mellem niveauer. Fysisk uafhængighed er afhængig af det konceptuelt-interne kortping, og logisk uafhængighed er afhængig af det eksternt-konceptuelle kortping, så hver ændring absorberes snarere end udbredes.

Nej. Tilføjelse eller fjernelseping Et indeks er en fysisk ændring, der absorberes af fysisk datauafhængighed. Forespørgsler returnerer de samme resultater, bare hurtigere eller langsommere, og ingen applikationskode behøver at ændres.

Fordi lagring kan ændres frit, kan et AI-tuningværktøj migrere data til kolonneformatlagring eller tilføje indeks for at fremskynde modeltræning, alt sammen uden at ændre de forespørgsler, som applikationerne allerede bruger.

Fysisk. Flytning af filer fra et drev til et andet ændrer kun det interne niveau. Takket være fysisk datauafhængighed forbliver det konceptuelle skema og alle applikationsvisninger upåvirket.

Opsummer dette indlæg med: