Схеми СУБД: внутрішні, концептуальні, зовнішні

Що таке Data Abstracція в СУБД?

Системи баз даних побудовані на складних структурах даних. Щоб зробити систему ефективною для пошуку даних та зменшити складність для користувачів, розробники використовують метод абсорбції даних.tracція. Дані абсtracприховує деталі зберігання та підтримки даних і розкриває лише те, що потрібно бачити кожному типу користувача.

Існує переважно три рівні абс данихtracції:

1. Внутрішній рівень: Фактична структура фізичного сховища та шляхи доступу.
2. Концептуальний або логічний рівень: Структура та обмеження для всієї бази даних.
3. Зовнішній або рівень перегляду: Описує різні погляди користувачів.

Ці три рівні описуються трьома відповідними схемами, разом відомими як трирівнева архітектура ANSI-SPARC. Схема — це проектування або опис бази даних на одному рівні; самі дані називаються екземпляром. На діаграмі нижче показано, як рівні розташовані один над одним.

Давайте детально розглянемо кожен рівень, починаючи з рівня сховища та рухаючись вгору до користувача.

Внутрішній рівень / схема

Внутрішня схема визначає фізичну структуру сховища бази даних. Внутрішня схема — це дуже низькорівневе представлення всієї бази даних. Вона містить кілька екземплярів різних типів внутрішніх записів. У термінології ANSI її також називають «збереженим записом».

Факти про внутрішню схему:

• Внутрішня схема — це найнижчий рівень даних abstrac.
• Він зберігає інформацію про фактичне представлення всієї бази даних, таку як фактичне зберігання даних на диску у вигляді записів.
• Внутрішній вигляд показує, які дані зберігаються в базі даних і як.
• Вона ніколи безпосередньо не має справу з фізичними пристроями. Натомість внутрішня схема розглядає фізичний пристрій як набір фізичних сторінок.

Після визначення рівня зберігання даних, логічний дизайн, що знаходиться над ним, описується концептуальною схемою.

Концептуальна схема / рівень

Концептуальна схема описує структуру всієї бази даних для спільноти користувачів. Ця схема приховує інформацію про фізичні структури сховища та зосереджується на описі типів даних, сутностей, зв'язків тощо.

Цей логічний рівень знаходиться між рівнем користувача та рівнем фізичного сховища. Існує лише одне концептуальне представлення однієї бази даних.

Факти про концептуальну схему:

• Визначає всі сутності бази даних, їхні атрибути та зв'язки між ними.
• Містить інформацію про безпеку та цілісність.
• На концептуальному рівні дані, доступні користувачеві, повинні міститися на фізичному рівні або бути виведеними з нього.

Концептуальний дизайн природно підходить для реляційна модель даних, де сутності стають таблицями, а зв'язки — ключами. Вище концептуального рівня окремі користувачі бачать лише той фрагмент даних, що стосується їх, описаний зовнішньою схемою.

Зовнішня схема / рівень

Зовнішня схема описує частину бази даних, яка цікавить певного користувача. Вона приховує від користувача непов'язані деталі бази даних. Для кожної бази даних може бути «n» зовнішніх подань.

Кожне зовнішнє представлення визначається за допомогою зовнішньої схеми, яка складається з визначень різних типів зовнішніх записів для цього конкретного представлення.

Зовнішнє представлення – це просто вміст бази даних, як його бачить один конкретний користувач. Наприклад, користувач із відділу продажів бачитиме лише дані, пов’язані з продажами.

Факти про зовнішню схему:

• Зовнішній рівень пов'язаний лише з даними, які переглядають певні кінцеві користувачі.
• Цей рівень включає одну або декілька зовнішніх схем.
• Зовнішній рівень схеми знаходиться найближче до користувача.
• Зовнішня схема описує сегмент бази даних, необхідний для певної групи користувачів, і приховує решту деталей від цієї групи.

Трирівнева схема Archiтекстура Порівняно

Ці три рівні найлегше запам'ятати поруч. Кожен відповідає на інше запитання, орієнтований на різну аудиторію та змінюється з різних причин.

Рівні не працюють ізольовано. Вони пов'язані між собою картою.pings, які є механізмом, що забезпечує незалежність даних.

картаpingМіж рівнями схеми

Мапаping – це відповідність, яку СУБД підтримує між двома суміжними рівнями, тому запит на вищому рівні може бути перетворений на дію на нижчому рівні. Трирівнева архітектура використовує два відображенняpings:

• Концептуальна/внутрішня картаping: пов'язує логічну схему з фізичним сховищем. Вона визначає, як сутності та атрибути в концептуальній схемі відповідають збереженим записам і файлам у внутрішній схемі. Коли сховище змінюється, лише це відображенняping оновлюється.
• Зовнішня/концептуальна картаping: пов'язує кожне подання користувача із загальною логічною схемою. Вона визначає, як поля, які бачить користувач, пов'язані з сутностями в концептуальній схемі. Коли логічна схема зростає, лише карта, що змінюється,pingоновлюються.

Оскільки ці картиpingабсорбують зміни, пам'ять можна реорганізувати без переписування користувацьких програм, що саме й є незалежність даних архітектура розроблена для забезпечення.

Мета 3-рівневої схеми Archiтектура

Ось деякі цілі використання архітектури з трьома схемами:

• Кожен користувач повинен мати доступ до тих самих даних, але бачити їх у налаштованому вигляді.
• Користувачеві не потрібно безпосередньо мати справу з деталями фізичного сховища бази даних.
• Адміністратор бази даних повинен мати можливість змінювати структуру сховища бази даних, не порушуючи перегляд користувачів.
• Внутрішня структура бази даних повинна залишатися незмінною після внесення змін до фізичних аспектів сховища.

Переваги схеми бази даних

• Ви можете керувати даними незалежно від фізичного сховища.
• Швидша міграція до нових графічних середовищ.
• Команда Архітектура СУБД дозволяє вносити зміни на рівні презентації, не впливаючи на два інші шари.
• Оскільки кожен рівень є окремим, можна використовувати різні набори розробників.
• Це безпечніше, оскільки клієнт не має прямого доступу до бізнес-логіки бази даних.
• Якщо один рівень вийде з ладу, втрати даних не буде, оскільки ви завжди захищені, маючи доступ до іншого рівня.

Недоліки схеми бази даних

• Повна схема бази даних — це складна структура, яку важко зрозуміти кожному.
• Його складно налаштувати та обслуговувати.
• Фізичне розділення рівнів може впливати на продуктивність бази даних.

Поширені запитання