Andmete sõltumatus DBMS-is: füüsiline ja loogiline koos näidetega

⚡ Nutikas kokkuvõte

Andmete sõltumatus on andmebaasihaldussüsteemide omadus, mis võimaldab ühe taseme skeemil muutuda ilma järgmisel kõrgemal tasemel toimuvat muutust sundimata. See esineb kahel kujul – füüsilisel ja loogilisel – ning hoiab andmed neid kasutavatest programmidest eraldi.

🧩 Põhiidee: Ühe skeemi taseme muutus neeldub kaardi pooltpings, seega jäävad kõrgemad tasemed ja rakendusprogrammid puutumata.
💾 Füüsiline iseseisvus: Salvestusseadmed, failide korraldus ja indeksid võivad muutuda ilma kontseptuaalset skeemi mõjutamata.
🗂️ Loogiline sõltumatus: Üksusi ja atribuute saab lisada või muuta ilma väliseid vaateid või programme ümber kirjutamata.
🏛️ Kolm taset: Füüsilised, kontseptuaalsed ja välised skeemid pakuvad kihte, mida iseseisvus eraldab.
🇧🇷 Suhteline raskusaste: Füüsilist iseseisvust on lihtne saavutada; loogilist iseseisvust on raskem, kuna programmid sõltuvad loogilisest struktuurist.
🔗 kaartpings: Kontseptuaalne-sisemine ja väline-kontseptuaalne kaartpings on see, mis teeb igat tüüpi iseseisvuse võimalikuks.
✅ Kasu: Madalamad hoolduskulud, parem turvalisus ja arendajad keskenduvad disainile, mitte salvestusruumile.

Loe rohkem

Mis on andmete sõltumatus andmebaasisüsteemides?

Andmete sõltumatus on defineeritud kui andmebaasihaldussüsteemi omadus, mis aitab muuta andmebaasi skeemi ühel tasandil ilma, et oleks vaja muuta skeemi järgmisel kõrgemal tasemel. Andmete sõltumatus aitab hoida andmeid eraldi kõigist programmidest, mis neid kasutavad.

Saate neid salvestatud andmeid kasutada arvutamiseks ja esitlemiseks. Paljudes süsteemides on andmete sõltumatus süsteemi komponentide oluline funktsioon.

Andmete sõltumatuse tüübid

In DB-süsteemid Andmete sõltumatust on kahte tüüpi:

Füüsilise andmete sõltumatus.
Loogiline andmete sõltumatus.

Mõlemad tüübid tuginevad andmebaasi kihilisele ülesehitusele, seega on kasulik need tasemed kõigepealt üle vaadata.

Andmebaasi tasemed

Enne andmete sõltumatuse tundmaõppimist on oluline meelde tuletada andmebaasi tasemeid. Andmebaasil on kolm taset, nagu on näidatud alloleval diagrammil:

Füüsiline / sisemine
Kontseptuaalne
Väline

Andmebaasihaldussüsteemi arhitektuuri diagrammi tasemed — DBMS-i tasemed Architektuuri diagramm

Need on samad kihid, mida on üksikasjalikult kirjeldatud jaotises DBMS-skeemidVaatleme ülikooli andmebaasi näidet. Erinevatel tasemetel näeb teostus välja selline:

Skeemi tüüp	Täitmine
Väline skeem	Vaade 1: Kursuse_info(cid:int, cname:string) Vaade 2: õpilase_info(id:int, nimi:string)
Kontseptuaalne skeem	Students(id: int, name: string, login: string, age: integer) Courses(id: int, cname: string, credits: integer) Enrolled(id: int, grade: string)
Füüsiline skeem	Seosed salvestatakse järjestamata failidena. Indeks esimeses veerus Õpilased.

Füüsiliste andmete sõltumatus

Füüsiline andmete sõltumatus aitab teil eristada kontseptuaalset tasandit sisemisest ehk füüsilisest tasandist. See võimaldab teil esitada andmebaasi loogilise kirjelduse ilma füüsiliste struktuuride täpsustamiseta. Võrreldes loogilise sõltumatusega on füüsilise andmete sõltumatuse saavutamine lihtsam.

Füüsilise iseseisvuse korral saate muuta füüsilisi salvestusstruktuure või -seadmeid ilma kontseptuaalset skeemi mõjutamata. Kõik tehtud muudatused kajastuvad kaardil.ping kontseptuaalse ja sisemise taseme vahel. Füüsiline andmete sõltumatus saavutatakse andmebaasi sisemise taseme olemasolu ja kontseptuaalse taseme sisemisele tasemele ülemineku kaudu.

Näited muutustest füüsilise andmesõltumatuse korral

Füüsilise iseseisvuse tõttu ei mõjuta ükski allolevatest muudatustest kontseptuaalset kihti:

Uue salvestusseadme, näiteks kõvaketta või magnetlindi kasutamine.
Andmebaasis failide korraldusmeetodi muutmine.
Üleminek erinevatele andmestruktuuridele.
Juurdepääsumeetodi muutmine.
Indeksite muutmine.
Muudatused tihendustehnikates või räsimise algoritmid.
Andmebaasi asukoha muutmine, näiteks C-kettalt D-kettale.

Loogiline andmete sõltumatus

Loogiline andmete sõltumatus on võime muuta kontseptuaalset skeemi ilma, et muutuksid:

Välised vaated.
Välised API-d või programmid.

Kõik tehtud muudatused kajastuvad kaardilping välise ja kontseptuaalse tasandi vahel. Võrreldes füüsilise andmete sõltumatusega on loogilise andmete sõltumatuse saavutamine keeruline.

Näited muudatustest loogilise andmesõltumatuse korral

Loogilise sõltumatuse tõttu ei mõjuta ükski järgmistest muudatustest välist kihti:

Uue atribuudi, üksuse või seose lisamine, muutmine või kustutamine on võimalik ilma olemasolevaid rakendusprogramme ümber kirjutamata.
Kahe kirje ühendamine üheks.
Olemasoleva kirje jagamine kaheks või enamaks kirjeks.

Erinevus füüsilise ja loogilise andmete sõltumatuse vahel

Loogiline andmete sõltumatus	Füüsiliste andmete sõltumatus
Peamiselt seotud struktuuri või andmete definitsiooni muutmisega.	Peamiselt puudutab see andmete salvestamist.
Raske, kuna andmete otsing sõltub peamiselt loogilisest struktuurist.	Lihtne kätte saada.
Võrreldes füüsilise iseseisvusega on seda raske saavutada.	Võrreldes loogilise sõltumatusega on seda lihtne saavutada.
Uute väljade lisamisel või kustutamisel peate rakendusprogrammis muudatusi tegema.	Füüsilisel tasandil toimuv muudatus ei vaja tavaliselt muudatust rakendusprogrammi tasandil.
Loogilisel tasandil muutmine on oluline alati, kui andmebaasi loogilisi struktuure muudetakse.	Sisemise tasandi muudatused ei pruugi toimivuse parandamiseks vajalikud olla.
Mure kontseptuaalse skeemi pärast.	Mure sisemise skeemi pärast.
Näide: uue atribuudi lisamine, muutmine või kustutamine.	Näide: muutus tihendustehnikates, räsialgoritmides, salvestusseadmetes jne.

Andmete sõltumatuse tähtsus

Aitab teil parandada andmete kvaliteeti.
Muudab andmebaasisüsteemi hoolduse taskukohasemaks.
Jõustab standardeid ja parandab andmebaasi turvalisust.
Rakendusprogrammide andmestruktuure ei ole vaja muuta.
Võimaldab arendajatel keskenduda andmebaasi üldisele struktuurile, mitte sisemisele teostusele.
Vähendab oluliselt andmebaasi ebajärjekindlust.
Võimaldab teil teha füüsilisel tasandil muudatusi süsteemi jõudluse parandamiseks.

KKK

Rakendusprogrammid ja vaated sõltuvad loogilisest struktuurist, seega võivad muutuvad üksused või atribuudid neisse üle kanduda. Füüsiline salvestusruum asub kontseptuaalse skeemi all, seega jäävad selle muudatused varjatuks.

Kaartpingtasemete vahel. Füüsiline iseseisvus tugineb kontseptuaalse-sisemisele kaardilepingja loogiline sõltumatus tugineb välisele kontseptuaalsele kaardileping, seega iga muutus neeldub, mitte ei levi.

Ei. Lisamine või mahavõtmineping Indeks on füüsiline muutus, mille neelab füüsiline andmete sõltumatus. Päringud tagastavad samad tulemused, ainult kiiremini või aeglasemalt, ja rakenduse koodi pole vaja muuta.

Kuna salvestusruum saab vabalt muutuda, saab tehisintellekti häälestamise tööriist andmeid veergsalvestusruumi migreerida või indekseid lisada mudeli treenimise kiirendamiseks, seda kõike ilma rakenduste poolt juba kasutatavaid päringuid muutmata.

Füüsiline. Failide ümberpaigutamine ühelt draivilt teisele muudab ainult sisemist taset. Tänu füüsilisele andmete sõltumatusele jäävad kontseptuaalne skeem ja iga rakenduse vaade muutumatuks.