Esquemas DBMS: interno, conceptual, externo

Por: fiona marrón fiona marrón
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Los esquemas de los sistemas de gestión de bases de datos (DBMS) organizan una base de datos en tres partes.tracniveles de ción para que usuarios, diseñadores y administradores trabajen cada uno con la profundidad adecuada. Los esquemas internos, conceptuales y externos, en conjunto, forman la arquitectura de tres niveles ANSI-SPARC que proporciona independencia de datos.

  • 🧱 Concepto principal: Datos absolutostracEsta técnica oculta la complejidad del almacenamiento dividiendo la descripción de la base de datos en tres niveles de esquema separados.
  • 💾 Esquema interno: El nivel más bajo define el almacenamiento físico, los registros, los índices y las rutas de acceso en el disco.
  • 🗂️ Esquema conceptual: El nivel lógico único describe todas las entidades, atributos, relaciones y reglas de integridad para toda la base de datos.
  • 👤 Esquema externo: Muchas vistas de usuario muestran solo los datos que necesita un grupo en particular y ocultan el resto.
  • 🔗 Mapearpings: Mapa conceptual interno y externopingConectan los niveles y hacen posible la independencia.
  • 🛡️ Independencia de datos: El almacenamiento puede cambiar sin modificar el diseño lógico, y el diseño lógico puede crecer sin alterar las vistas existentes.
  • 🎯 Objetivo principal: Cada usuario ve una vista personalizada, mientras que el administrador ajusta libremente el almacenamiento físico subyacente.
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Esquemas de sistemas de gestión de bases de datos de 3 niveles Architectura

¿Qué es Data ABS?trac¿ción en DBMS?

Los sistemas de bases de datos se construyen sobre estructuras de datos complejas. Para que el sistema sea eficiente en la recuperación de datos y para reducir la complejidad para los usuarios, los desarrolladores utilizan el método de abstracción de datos.tracción. Datos absolutostracLa política de privacidad oculta los detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos, y expone solo lo que cada tipo de usuario necesita ver.

Existen principalmente tres niveles de datos absolutos.tracción:

  1. Nivel interno: La estructura física de almacenamiento y las vías de acceso.
  2. Nivel conceptual o lógico: La estructura y las restricciones de toda la base de datos.
  3. Nivel externo o de vista: Describe las distintas vistas del usuario.

Estos tres niveles se describen mediante tres esquemas correspondientes, conocidos en conjunto como la arquitectura de tres niveles ANSI-SPARC. Un esquema es el diseño o la descripción de la base de datos en un nivel; los datos en sí se denominan instancia. El siguiente diagrama muestra cómo se superponen los niveles.

Arquitectura de esquema de tres niveles en sistemas de gestión de bases de datos (DBMS)

Estudiemos cada nivel en detalle, comenzando por la capa de almacenamiento y avanzando hacia el usuario.

Nivel interno / Esquema

El esquema interno define la estructura de almacenamiento físico de la base de datos. Este esquema es una representación de muy bajo nivel de toda la base de datos y contiene múltiples instancias de diversos tipos de registros internos. En términos ANSI, también se le denomina "registro almacenado".

Datos sobre el esquema interno:

  • El esquema interno es el nivel más bajo de datos absolutostracción.
  • Almacena información sobre la representación real de toda la base de datos, como el almacenamiento real de los datos en disco en forma de registros.
  • La vista interna nos indica qué datos se almacenan en la base de datos y cómo.
  • Nunca interactúa directamente con dispositivos físicos. En cambio, el esquema interno considera un dispositivo físico como una colección de páginas físicas.

Una vez definida la capa de almacenamiento, el diseño lógico que se sitúa por encima de ella se describe mediante el esquema conceptual.

Esquema conceptual / Nivel

El esquema conceptual describe la estructura de la base de datos completa para la comunidad de usuarios. Este esquema oculta información sobre las estructuras de almacenamiento físico y se centra en describir los tipos de datos, las entidades, las relaciones, etc.

Este nivel lógico se sitúa entre el nivel de usuario y la vista de almacenamiento físico. Existe una única vista conceptual de una única base de datos.

Datos sobre esquemas conceptuales:

  • Define todas las entidades de la base de datos, sus atributos y sus relaciones.
  • Contiene información de seguridad e integridad.
  • A nivel conceptual, los datos disponibles para un usuario deben estar contenidos en el nivel físico o ser derivables de él.

El diseño conceptual encaja a la perfección con un modelo de datos relacionalesdonde las entidades se convierten en tablas y las relaciones en claves. Por encima del nivel conceptual, los usuarios individuales solo ven la porción de datos que les corresponde, descrita por el esquema externo.

Esquema externo / Nivel

Un esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un usuario específico. Oculta al usuario los detalles irrelevantes de la base de datos. Puede haber un número determinado de vistas externas para cada base de datos.

Cada vista externa se define mediante un esquema externo, que consta de definiciones de varios tipos de registros externos para esa vista específica.

Una vista externa es simplemente el contenido de la base de datos tal como lo ve un usuario en particular. Por ejemplo, un usuario del departamento de ventas solo verá los datos relacionados con las ventas.

Datos sobre el esquema externo:

  • El nivel externo solo se refiere a los datos que visualizan los usuarios finales específicos.
  • Este nivel incluye uno o más esquemas externos.
  • El nivel de esquema externo es el más cercano al usuario.
  • El esquema externo describe el segmento de la base de datos necesario para un grupo de usuarios determinado y oculta el resto de los detalles a dicho grupo.

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Esquema de tres niveles ArchiTestura comparada

Los tres niveles son más fáciles de recordar si se tienen en cuenta uno al lado del otro. Cada uno responde a una pregunta diferente, está dirigido a un público distinto y cambia por diferentes motivos.

Aspecto Esquema interno Esquema conceptual Esquema externo
También llamado Nivel físico Nivel lógico Nivel de visión
Describe Cómo se almacenan los datos en el disco ¿Qué datos y relaciones existen? Lo que ve un grupo de usuarios
Audiencia Administrador de la base Diseñador de bases de datos Usuario final
¿Cuántas Un Un Muchos
Se esconde Nada por debajo de eso Almacenamiento físico Datos no relacionados

Los niveles no funcionan de forma aislada. Están conectados por un mapa.pings, que son el mecanismo que proporciona independencia de datos.

Mapearpings Entre los niveles del esquema

Un mapaping es la correspondencia que el DBMS mantiene entre dos niveles adyacentes, de modo que una solicitud en un nivel superior se puede traducir en una acción en un nivel inferior. La arquitectura de tres niveles utiliza dos mapaspings:

  • Mapa conceptual/internoping: Conecta el diseño lógico con el almacenamiento físico. Define cómo las entidades y los atributos del esquema conceptual se corresponden con los registros y archivos almacenados en el esquema interno. Cuando cambia el almacenamiento, solo este mapaping Está actualizado.
  • Mapa externo/conceptualping: Conecta cada vista de usuario con el diseño lógico general. Define cómo los campos que ve un usuario se relacionan con las entidades en el esquema conceptual. Cuando el diseño lógico crece, solo el mapa afectadopings se actualizan.

Porque estos mapaspings absorbe el cambio, el almacenamiento se puede reorganizar sin reescribir los programas de usuario, que es exactamente lo que independencia de datos La arquitectura está diseñada para proporcionar.

Objetivo del esquema de 3 niveles Architectura

Estos son algunos de los objetivos de utilizar la arquitectura de tres esquemas:

  • Todos los usuarios deberían poder acceder a los mismos datos, pero ver una versión personalizada de los mismos.
  • El usuario no debería tener que ocuparse directamente de los detalles del almacenamiento físico de la base de datos.
  • El administrador de la base de datos debería poder cambiar la estructura de almacenamiento de la base de datos sin afectar la visualización de los usuarios.
  • La estructura interna de la base de datos no debería verse afectada cuando se realicen cambios en los aspectos físicos del almacenamiento.

Ventajas de un esquema de base de datos

  • Puedes gestionar los datos independientemente del almacenamiento físico.
  • Migración más rápida a nuevos entornos gráficos.
  • El Arquitectura del sistema de gestión de bases de datos (DBMS) Te permite realizar cambios a nivel de presentación sin afectar a las otras dos capas.
  • Dado que cada nivel es independiente, es posible utilizar diferentes equipos de desarrolladores.
  • Es más seguro, ya que el cliente no tiene acceso directo a la lógica de negocio de la base de datos.
  • Si falla una capa, no hay pérdida de datos, porque siempre estará protegido al acceder a la otra capa.

Desventajas de un esquema de base de datos

  • Un esquema de base de datos completo es una estructura compleja que resulta difícil de comprender para todos.
  • Es difícil de instalar y mantener.
  • La separación física de las capas puede afectar al rendimiento de la base de datos.

Preguntas Frecuentes

Un esquema es el diseño general de la base de datos y rara vez cambia. Una instancia son los datos reales que contiene en un momento dado, y que cambian con cada inserción, actualización o eliminación.

El esquema conceptual es el diseño único y acordado de toda la base de datos. Cada grupo de usuarios necesita una parte diferente, por lo que muchos esquemas externos se derivan de ese esquema conceptual.

Los dos mapaspings absorben el cambio. Un cambio de almacenamiento actualiza solo el mapa conceptual-interno.pingy un cambio lógico actualiza únicamente el mapa conceptual externo.pings, por lo que los niveles más altos permanecen intactos.

Sí. La IA puede convertir una descripción escrita en un borrador de relación entre entidades a nivel conceptual, proponiendo tablas, claves y relaciones. Aun así, un diseñador debe revisar las reglas de normalización e integridad.

El esquema externo, o nivel de vista, es el más cercano al usuario. Presenta únicamente los datos que necesita un grupo específico y oculta tanto el diseño lógico completo como el almacenamiento físico subyacente.

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