Ανεξαρτησία δεδομένων στο DBMS: Φυσική & Λογική με Παραδείγματα
Συντακτική ομάδα
⚡ Έξυπνη Σύνοψη
Η Ανεξαρτησία Δεδομένων είναι μια ιδιότητα του ΣΔΒΔ που επιτρέπει στο σχήμα σε ένα επίπεδο να αλλάζει χωρίς να επιβάλλει μια αλλαγή στο επόμενο υψηλότερο επίπεδο. Διατίθεται σε δύο μορφές, φυσική και λογική, και διατηρεί τα δεδομένα χωριστά από τα προγράμματα που τα χρησιμοποιούν.
Τι είναι η Ανεξαρτησία Δεδομένων στο ΣΔΒΔ;
Η ανεξαρτησία δεδομένων ορίζεται ως μια ιδιότητα του ΣΔΒΔ που σας βοηθά να αλλάξετε το σχήμα βάσης δεδομένων σε ένα επίπεδο ενός συστήματος βάσης δεδομένων χωρίς να απαιτείται αλλαγή στο σχήμα στο επόμενο υψηλότερο επίπεδο. Η ανεξαρτησία δεδομένων σάς βοηθά να διατηρείτε τα δεδομένα χωριστά από όλα τα προγράμματα που τα χρησιμοποιούν.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτά τα αποθηκευμένα δεδομένα για υπολογισμούς και παρουσιάσεις. Σε πολλά συστήματα, η ανεξαρτησία των δεδομένων είναι μια ουσιαστική λειτουργία για τα στοιχεία του συστήματος.
Τύποι ανεξαρτησίας δεδομένων
In DBMS Υπάρχουν δύο τύποι ανεξαρτησίας δεδομένων:
- Ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων.
- Λογική ανεξαρτησία δεδομένων.
Και οι δύο τύποι βασίζονται στον σχεδιασμό σε επίπεδα μιας βάσης δεδομένων, επομένως είναι χρήσιμο να εξετάσετε πρώτα αυτά τα επίπεδα.
Επίπεδα μιας βάσης δεδομένων
Πριν μάθουμε για την ανεξαρτησία δεδομένων, είναι σημαντικό να υπενθυμίσουμε τα επίπεδα της βάσης δεδομένων. Η βάση δεδομένων έχει τρία επίπεδα, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα:
- Φυσική / Εσωτερική
- Εννοιολογική
- Εξωτερικός
Αυτά είναι τα ίδια επίπεδα που περιγράφονται λεπτομερώς στην ενότητα Σχήματα DBMS. Σκεφτείτε ένα παράδειγμα βάσης δεδομένων πανεπιστημίου. Στα διαφορετικά επίπεδα, η υλοποίηση μοιάζει με αυτό:
| Τύπος Σχήματος | Εκτέλεση |
|---|---|
| Εξωτερικό σχήμα |
Προβολή 1: Πληροφορίες_μαθήματος(cid:int, cname:string) Προβολή 2: Πληροφορίες_μαθητή(id:int, name:string) |
| Εννοιολογικό Σχήμα |
Students(id: int, name: string, login: string, age: integer) Courses(id: int, cname: string, credits: integer) Enrolled(id: int, grade: string) |
| Φυσικό Σχήμα |
|
Ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων
Η ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων σάς βοηθά να διαχωρίσετε το εννοιολογικό επίπεδο από το εσωτερικό ή φυσικό επίπεδο. Σας επιτρέπει να παρέχετε μια λογική περιγραφή της βάσης δεδομένων χωρίς να χρειάζεται να καθορίσετε φυσικές δομές. Σε σύγκριση με τη λογική ανεξαρτησία, είναι εύκολο να επιτευχθεί ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων.
Με φυσική ανεξαρτησία, μπορείτε να αλλάξετε τις φυσικές δομές ή συσκευές αποθήκευσης χωρίς καμία επίδραση στο εννοιολογικό σχήμα. Οποιαδήποτε αλλαγή γίνεται απορροφάται από τον χάρτη.ping μεταξύ του εννοιολογικού και του εσωτερικού επιπέδου. Η ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων επιτυγχάνεται με την παρουσία του εσωτερικού επιπέδου της βάσης δεδομένων και τον μετασχηματισμό από το εννοιολογικό επίπεδο στο εσωτερικό επίπεδο.
Παραδείγματα Αλλαγών στο πλαίσιο της Ανεξαρτησίας Φυσικών Δεδομένων
Λόγω της φυσικής ανεξαρτησίας, καμία από τις παρακάτω αλλαγές δεν θα επηρεάσει το εννοιολογικό επίπεδο:
- Χρήση μιας νέας συσκευής αποθήκευσης, όπως σκληρού δίσκου ή μαγνητικής ταινίας.
- Τροποποίηση της τεχνικής οργάνωσης αρχείων στη βάση δεδομένων.
- Μετάβαση σε διαφορετικές δομές δεδομένων.
- Αλλαγή της μεθόδου πρόσβασης.
- Τροποποίηση ευρετηρίων.
- Αλλαγές στις τεχνικές συμπίεσης ή αλγόριθμοι κατακερματισμού.
- Αλλαγή της τοποθεσίας της βάσης δεδομένων, για παράδειγμα από τη μονάδα δίσκου C στη μονάδα δίσκου D.
Ανεξαρτησία λογικών δεδομένων
Η λογική ανεξαρτησία δεδομένων είναι η δυνατότητα αλλαγής του εννοιολογικού σχήματος χωρίς να αλλάξει:
- Εξωτερικές όψεις.
- Εξωτερικά API ή προγράμματα.
Οποιαδήποτε αλλαγή γίνεται απορροφάται από τον χάρτηping μεταξύ του εξωτερικού και του εννοιολογικού επιπέδου. Σε σύγκριση με την ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων, είναι δύσκολο να επιτευχθεί λογική ανεξαρτησία δεδομένων.
Παραδείγματα Αλλαγών Υπό Λογική Ανεξαρτησία Δεδομένων
Λόγω της λογικής ανεξαρτησίας, καμία από τις παρακάτω αλλαγές δεν θα επηρεάσει το εξωτερικό επίπεδο:
- Η προσθήκη, η τροποποίηση ή η διαγραφή ενός νέου χαρακτηριστικού, οντότητας ή σχέσης είναι δυνατή χωρίς την επανεγγραφή υπαρχόντων προγραμμάτων εφαρμογών.
- Συγχώνευση δύο εγγραφών σε μία.
- Διασπώντας ένα υπάρχον ρεκόρ σε δύο ή περισσότερα ρεκόρ.
Διαφορά μεταξύ φυσικής και λογικής ανεξαρτησίας δεδομένων
| Ανεξαρτησία λογικών δεδομένων | Ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων |
|---|---|
| Ασχολείται κυρίως με τη δομή ή την αλλαγή του ορισμού των δεδομένων. | Κυρίως ασχολείται με την αποθήκευση των δεδομένων. |
| Δύσκολο, καθώς η ανάκτηση δεδομένων εξαρτάται κυρίως από τη λογική δομή. | Εύκολη ανάκτηση. |
| Σε σύγκριση με τη σωματική ανεξαρτησία, είναι δύσκολο να επιτευχθεί. | Σε σύγκριση με τη λογική ανεξαρτησία, είναι εύκολο να επιτευχθεί. |
| Πρέπει να κάνετε αλλαγές στο πρόγραμμα εφαρμογής εάν προστεθούν ή διαγραφούν νέα πεδία. | Μια αλλαγή σε φυσικό επίπεδο συνήθως δεν απαιτεί αλλαγή σε επίπεδο προγράμματος εφαρμογής. |
| Η τροποποίηση σε λογικό επίπεδο είναι σημαντική κάθε φορά που αλλάζουν οι λογικές δομές της βάσης δεδομένων. | Ενδέχεται να απαιτούνται ή όχι τροποποιήσεις σε εσωτερικό επίπεδο για τη βελτίωση της απόδοσης. |
| Ασχολείται με το εννοιολογικό σχήμα. | Ανησυχία για το εσωτερικό σχήμα. |
| Παράδειγμα: προσθήκη, τροποποίηση ή διαγραφή ενός νέου χαρακτηριστικού. | Παράδειγμα: αλλαγή στις τεχνικές συμπίεσης, τους αλγόριθμους κατακερματισμού, τις συσκευές αποθήκευσης κ.λπ. |
Σημασία της ανεξαρτησίας δεδομένων
- Σας βοηθά να βελτιώσετε την ποιότητα των δεδομένων.
- Κάνει τη συντήρηση του συστήματος βάσεων δεδομένων πιο προσιτή.
- Επιβάλλει πρότυπα και βελτιώνει την ασφάλεια των βάσεων δεδομένων.
- Δεν χρειάζεται να τροποποιήσετε τις δομές δεδομένων σε προγράμματα εφαρμογών.
- Επιτρέπει στους προγραμματιστές να επικεντρωθούν στη γενική δομή της βάσης δεδομένων και όχι στην εσωτερική υλοποίηση.
- Μειώνει σημαντικά την ασυνέπεια στη βάση δεδομένων.
- Σας επιτρέπει να κάνετε τροποποιήσεις σε φυσικό επίπεδο για να βελτιώσετε την απόδοση του συστήματος.
