ความเป็นอิสระของข้อมูลใน DBMS: กายภาพและตรรกะพร้อมตัวอย่าง

ความเป็นอิสระของข้อมูลของ DBMS คืออะไร

ความเป็นอิสระของข้อมูลถูกกำหนดให้เป็นคุณสมบัติของ DBMS ที่ช่วยให้คุณเปลี่ยนสคีมาฐานข้อมูลในระดับหนึ่งของระบบฐานข้อมูลโดยไม่ต้องเปลี่ยนสคีมาในระดับที่สูงกว่าถัดไป ความเป็นอิสระของข้อมูลช่วยให้คุณเก็บข้อมูลแยกออกจากโปรแกรมทั้งหมดที่ใช้งานข้อมูลดังกล่าว

คุณสามารถใช้ข้อมูลที่เก็บไว้นี้สำหรับการคำนวณและการนำเสนอ ในหลายระบบ ความเป็นอิสระของข้อมูลเป็นฟังก์ชันที่สำคัญสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ของระบบ

ประเภทของความเป็นอิสระของข้อมูล

In DBMS ความเป็นอิสระของข้อมูลมีสองประเภท

1. ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพ
2. ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะ

ระดับฐานข้อมูล

ก่อนที่เราจะเรียนรู้เกี่ยวกับความเป็นอิสระของข้อมูล การทบทวนระดับฐานข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญ ฐานข้อมูลมี 3 ระดับ ดังแผนภาพด้านล่าง

1. ทางกายภาพ/ภายใน
2. เกี่ยวกับความคิดเห็น
3. ภายนอก

พิจารณาตัวอย่างฐานข้อมูลของมหาวิทยาลัย ในระดับต่างๆ การดำเนินการจะมีลักษณะดังนี้:

Students(id: int, name: string, login: string, age: integer) 
Courses(id: int, cname:string, credits:integer) 
Enrolled(id: int, grade:string)

ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพ

ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพช่วยให้คุณแยกระดับแนวคิดออกจากระดับภายใน/ทางกายภาพ ช่วยให้คุณสามารถระบุคำอธิบายเชิงตรรกะของฐานข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องระบุโครงสร้างทางกายภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับ Logical Independence แล้ว การบรรลุความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพนั้นเป็นเรื่องง่าย

ด้วยความเป็นอิสระทางกายภาพ คุณสามารถเปลี่ยนโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูลทางกายภาพหรืออุปกรณ์ได้อย่างง่ายดายโดยมีผลกระทบต่อสคีมาแนวคิด การเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่ทำเสร็จจะถูกดูดซับโดยแผนผังระหว่างระดับแนวความคิดและระดับภายใน ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพเกิดขึ้นได้จากการมีอยู่ของระดับภายในของฐานข้อมูล จากนั้นจึงเปลี่ยนจากระดับแนวคิดของฐานข้อมูลไปเป็นระดับภายใน

ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงภายใต้ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพ

เนื่องจากความเป็นอิสระทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ด้านล่างจะไม่ส่งผลกระทบต่อชั้นแนวความคิด

• การใช้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลใหม่ เช่น ฮาร์ดไดรฟ์หรือเทปแม่เหล็ก
• การปรับเปลี่ยนเทคนิคการจัดไฟล์ในฐานข้อมูล
• การสลับไปใช้โครงสร้างข้อมูลที่แตกต่างกัน
• การเปลี่ยนวิธีการเข้าถึง
• การปรับเปลี่ยนดัชนี
• การเปลี่ยนแปลงเทคนิคการบีบอัดหรืออัลกอริทึมการแฮช
• เปลี่ยนตำแหน่งของฐานข้อมูลจากพูดว่าไดรฟ์ C เป็นไดรฟ์ D

ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะ

ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะคือความสามารถในการเปลี่ยนแปลงโครงร่างแนวคิดโดยไม่เปลี่ยนแปลง

1. มุมมองภายนอก
2. API หรือโปรแกรมภายนอก

การเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่ทำขึ้นจะถูกดูดซับโดยการทำแผนที่ระหว่างระดับภายนอกและระดับแนวความคิด

เมื่อเปรียบเทียบกับความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพ การบรรลุความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงลอจิคัลเป็นเรื่องยาก

ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงภายใต้ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะ

เนื่องจากความเป็นอิสระทางลอจิคัล การเปลี่ยนแปลงใดๆ ด้านล่างจะไม่ส่งผลกระทบต่อเลเยอร์ภายนอก

1. เพิ่ม/แก้ไข/ลบแอตทริบิวต์ เอนทิตี หรือความสัมพันธ์ใหม่ได้โดยไม่ต้องเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชันที่มีอยู่ใหม่
2. การรวมสองบันทึกเป็นหนึ่งเดียว
3. การแบ่งบันทึกที่มีอยู่ออกเป็นสองบันทึกขึ้นไป

ความแตกต่างระหว่างความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพและลอจิคัล

ความสำคัญของความเป็นอิสระของข้อมูล

• ช่วยให้คุณปรับปรุงคุณภาพของข้อมูล
• การบำรุงรักษาระบบฐานข้อมูลมีราคาไม่แพง
• การบังคับใช้มาตรฐานและการปรับปรุงการรักษาความปลอดภัยของฐานข้อมูล
• คุณไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนโครงสร้างข้อมูลในโปรแกรมแอปพลิเคชัน
• อนุญาตให้นักพัฒนามุ่งเน้นไปที่โครงสร้างทั่วไปของฐานข้อมูลแทนที่จะกังวลเกี่ยวกับการใช้งานภายใน
• ช่วยให้คุณสามารถปรับปรุงสภาพที่ไม่เสียหายหรือไม่มีการแบ่งแยกได้
• ความไม่ลงรอยกันของฐานข้อมูลลดลงอย่างมาก
• จำเป็นต้องทำการปรับเปลี่ยนในระดับกายภาพอย่างง่ายดายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ

สรุป

• Data Independence เป็นคุณสมบัติของ DBMS ที่ช่วยให้คุณเปลี่ยนแปลงได้ สคีมาฐานข้อมูล ในระดับหนึ่งของระบบฐานข้อมูลโดยไม่ต้องเปลี่ยนสคีมาในระดับที่สูงกว่าถัดไป
• ความเป็นอิสระของข้อมูลสองระดับคือ 1) ทางกายภาพ และ 2) ตรรกะ
• ความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพช่วยให้คุณแยกระดับแนวคิดออกจากระดับภายใน/ทางกายภาพ
• ความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงตรรกะคือความสามารถในการเปลี่ยนแปลงโครงร่างแนวคิดโดยไม่เปลี่ยนแปลง
• เมื่อเปรียบเทียบกับความเป็นอิสระของข้อมูลทางกายภาพ การบรรลุความเป็นอิสระของข้อมูลเชิงลอจิคัลเป็นเรื่องยาก
• ความเป็นอิสระของข้อมูลช่วยให้คุณปรับปรุงคุณภาพของข้อมูล