Ανεξαρτησία δεδομένων στο DBMS: Φυσική & Λογική με Παραδείγματα

Με: Φιόνα Μπράουν Φιόνα Μπράουν
Hours Ενημερώθηκε

Τι είναι η ανεξαρτησία δεδομένων του DBMS;

Η ανεξαρτησία δεδομένων ορίζεται ως μια ιδιότητα του DBMS που σας βοηθά να αλλάξετε το σχήμα της βάσης δεδομένων σε ένα επίπεδο ενός συστήματος βάσης δεδομένων χωρίς να απαιτείται να αλλάξετε το 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 παρουσίαση. Σε πολλά συστήματα, η ανεξαρτησία δεδομένων είναι μια βασική λειτουργία για στοιχεία του συστήματος.

Τύποι ανεξαρτησίας δεδομένων

In DBMS υπάρχουν δύο τύποι ανεξαρτησίας δεδομένων

  1. Ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων
  2. Λογική ανεξαρτησία δεδομένων.

Επίπεδα Βάσης Δεδομένων

Πριν μάθουμε την ανεξαρτησία δεδομένων, είναι σημαντική μια ανανέωση στα επίπεδα βάσης δεδομένων. Η βάση δεδομένων έχει 3 επίπεδα όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα

  1. Φυσική/Εσωτερική
  2. Εννοιολογική
  3. Εξωτερικός
Επίπεδα Βάσης Δεδομένων
Επίπεδα DBMS Archiδιάγραμμα δομής

Εξετάστε ένα παράδειγμα βάσης δεδομένων πανεπιστημίου. Σε διαφορετικά επίπεδα, η υλοποίηση θα μοιάζει με αυτό:

Τύπος Σχήματος Εκτέλεση
Εξωτερικό σχήμα

Προβολή 1: Πληροφορίες μαθήματος (cid:int,cname:string)

Προβολή 2: studeninfo(id:int. name:string)
Εννοιολογική Shema 
Students(id: int, name: string, login: string, age: integer) 
Courses(id: int, cname:string, credits:integer) 
Enrolled(id: int, grade:string)
Φυσικό Σχήμα
  • Σχέσεις που αποθηκεύονται ως μη ταξινομημένα αρχεία.
  • Ευρετήριο στην πρώτη στήλη των Μαθητών.

Ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων

Η ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων σας βοηθά να διαχωρίσετε τα εννοιολογικά επίπεδα από τα εσωτερικά/φυσικά επίπεδα. Σας επιτρέπει να παρέχετε μια λογική περιγραφή της βάσης δεδομένων χωρίς να χρειάζεται να καθορίσετε φυσικές δομές. Σε σύγκριση με το Logical Independence, είναι εύκολο να επιτευχθεί ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων.

Με τη Φυσική ανεξαρτησία, μπορείτε εύκολα να αλλάξετε τις δομές ή τις συσκευές φυσικής αποθήκευσης με επίδραση στο εννοιολογικό σχήμα. Οποιαδήποτε αλλαγή γίνει θα απορροφηθεί από τη χαρτογράφηση μεταξύ του εννοιολογικού και του εσωτερικού επιπέδου. Η ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων επιτυγχάνεται με την παρουσία του εσωτερικού επιπέδου της βάσης δεδομένων και στη συνέχεια τον μετασχηματισμό από το εννοιολογικό επίπεδο της βάσης δεδομένων στο εσωτερικό επίπεδο.

Παραδείγματα αλλαγών στο πλαίσιο της Ανεξαρτησίας Φυσικών Δεδομένων

Λόγω της Φυσικής ανεξαρτησίας, οποιαδήποτε από τις παρακάτω αλλαγές δεν θα επηρεάσει το εννοιολογικό επίπεδο.

  • Χρήση μιας νέας συσκευής αποθήκευσης όπως ο σκληρός δίσκος ή οι μαγνητικές ταινίες
  • Τροποποίηση της τεχνικής οργάνωσης αρχείων στη βάση δεδομένων
  • Μετάβαση σε διαφορετικές δομές δεδομένων.
  • Αλλαγή της μεθόδου πρόσβασης.
  • Τροποποίηση ευρετηρίων.
  • Αλλαγές σε τεχνικές συμπίεσης ή αλγόριθμους κατακερματισμού.
  • Αλλαγή της θέσης της βάσης δεδομένων από μονάδα δίσκου C για παράδειγμα σε μονάδα δίσκου D

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

Ανεξαρτησία λογικών δεδομένων

Λογική ανεξαρτησία δεδομένων είναι η ικανότητα αλλαγής του εννοιολογικού σχήματος χωρίς αλλαγή

  1. Εξωτερικές όψεις
  2. Εξωτερικό API ή προγράμματα

Οποιαδήποτε αλλαγή γίνει θα απορροφηθεί από τη χαρτογράφηση μεταξύ εξωτερικών και εννοιολογικών επιπέδων.

Σε σύγκριση με την ανεξαρτησία των Φυσικών Δεδομένων, είναι δύσκολο να επιτευχθεί λογική ανεξαρτησία δεδομένων.

Παραδείγματα αλλαγών στην ενότητα Λογική ανεξαρτησία δεδομένων

Λόγω της λογικής ανεξαρτησίας, οποιαδήποτε από τις παρακάτω αλλαγές δεν θα επηρεάσει το εξωτερικό επίπεδο.

  1. Η προσθήκη/τροποποίηση/διαγραφή ενός νέου χαρακτηριστικού, οντότητας ή σχέσης είναι δυνατή χωρίς την επανεγγραφή των υπαρχόντων προγραμμάτων εφαρμογής
  2. Συγχώνευση δύο εγγραφών σε μία
  3. Σπάζοντας ένα υπάρχον ρεκόρ σε δύο ή περισσότερα ρεκόρ

Διαφορά μεταξύ Φυσικής και Λογικής Ανεξαρτησίας Δεδομένων

Logica Data Independence Ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων
Η λογική ανεξαρτησία δεδομένων αφορά κυρίως τη δομή ή την αλλαγή του ορισμού των δεδομένων. Κυρίως ασχολείται με την αποθήκευση των δεδομένων.
Είναι δύσκολο καθώς η ανάκτηση δεδομένων εξαρτάται κυρίως από τη λογική δομή των δεδομένων. Είναι εύκολο να ανακτηθεί.
Σε σύγκριση με τη λογική φυσική ανεξαρτησία είναι δύσκολο να επιτευχθεί λογική ανεξαρτησία δεδομένων. Σε σύγκριση με το Logical Independence, είναι εύκολο να επιτευχθεί ανεξαρτησία φυσικών δεδομένων.
Πρέπει να κάνετε αλλαγές στο πρόγραμμα Εφαρμογής εάν προστεθούν ή διαγραφούν νέα πεδία από τη βάση δεδομένων. Μια αλλαγή στο φυσικό επίπεδο συνήθως δεν χρειάζεται αλλαγή σε επίπεδο προγράμματος εφαρμογής.
Η τροποποίηση σε λογικά επίπεδα είναι σημαντική κάθε φορά που αλλάζουν οι λογικές δομές της βάσης δεδομένων. Τροποποιήσεις που γίνονται σε εσωτερικά επίπεδα μπορεί να χρειαστούν ή να μην χρειαστούν για τη βελτίωση της απόδοσης της δομής.
Ασχολείται με το εννοιολογικό σχήμα Ανησυχεί για το εσωτερικό σχήμα
Παράδειγμα: Προσθήκη/Τροποποίηση/Διαγραφή νέου χαρακτηριστικού Παράδειγμα: αλλαγή σε τεχνικές συμπίεσης, αλγόριθμους κατακερματισμού, συσκευές αποθήκευσης κ.λπ

Σημασία της ανεξαρτησίας δεδομένων

  • Σας βοηθά να βελτιώσετε την ποιότητα των δεδομένων
  • Η συντήρηση του συστήματος βάσης δεδομένων γίνεται προσιτή
  • Επιβολή προτύπων και βελτίωση της ασφάλειας της βάσης δεδομένων
  • Δεν χρειάζεται να αλλάξετε τη δομή δεδομένων σε προγράμματα εφαρμογών
  • Επιτρέψτε στους προγραμματιστές να επικεντρωθούν στη γενική δομή της βάσης δεδομένων αντί να ανησυχούν για την εσωτερική εφαρμογή
  • Σας επιτρέπει να βελτιώσετε την κατάσταση που είναι άθικτη ή αδιαίρετη
  • Η ασυμφωνία βάσεων δεδομένων μειώνεται σημαντικά.
  • Απαιτείται να κάνετε εύκολα τροποποιήσεις στο φυσικό επίπεδο για να βελτιώσετε την απόδοση του συστήματος.

Σύνοψη

  • Το Data Independence είναι η ιδιότητα του DBMS που σας βοηθά να αλλάξετε το Σχήμα βάσης δεδομένων σε ένα επίπεδο ενός συστήματος βάσης δεδομένων χωρίς να απαιτείται αλλαγή του σχήματος στο επόμενο υψηλότερο επίπεδο.
  • Δύο επίπεδα ανεξαρτησίας δεδομένων είναι 1) Φυσικό και 2) Λογικό
  • Η ανεξαρτησία των φυσικών δεδομένων σας βοηθά να διαχωρίσετε τα εννοιολογικά επίπεδα από τα εσωτερικά/φυσικά επίπεδα
  • Λογική ανεξαρτησία δεδομένων είναι η ικανότητα αλλαγής του εννοιολογικού σχήματος χωρίς αλλαγή
  • Σε σύγκριση με την ανεξαρτησία των Φυσικών Δεδομένων, είναι δύσκολο να επιτευχθεί λογική ανεξαρτησία δεδομένων
  • Data Independence Σας βοηθά να βελτιώσετε την ποιότητα των δεδομένων

Μπορεί να σας αρέσει: