Логическая и физическая независимость данных

Логическая и физическая независимость данных

В процессе научных исследований, посвященных тому, как именно должна быть устроена СУБД, предлагались различные способы реализации.

Самым жизнеспособным из них оказалась предложенная американским комитетом по стандартизации ANSI (American National Standards Institute) трехуровневая система организации БД, изображенная на рисунке 1.

Рисунок 1- Трехуровневая модель системы управления базой данных, предложенная ANSI

Уровень внешних моделей — самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое "видение" данных. Этот уровень определяет точку зрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению.

Концептуальный уровень — центральное управляющее звено, здесь база данных представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной базой данных. Фактически концептуальный уровень отражает обобщенную модель предметной области (объектов реального мира), для которой создавалась база данных. Как любая модель, концептуальная модель отражает только существенные, с точки зрения обработки, особенности объектов реального мира.

Физический уровень — собственно данные, расположенные в файлах или в страничных структурах, расположенных на внешних носителях информации.

Например,

1) Интернет-магазин по продаже мебели.

Уровень внешних моделей: сайт для покупателей, позволяющий просмотреть и купить товары, и программное приложение для администратора интернет-магазина, позволяющее редактировать, удалять, добавлять товары.

Концептуальный уровень – сама база данных с товарами, поставщиками, клиентами.

Физический уровень – сведения о продаваемой мебели, сведения о поставщиках, сведения о клиентах.

2) Электронный дневник.

Уровень внешних моделей: программное приложение для просмотра дневника учениками, заполнения электронного журнала учителями, администратором.

Концептуальный уровень – сама база данных с данными о учениках, расписании, учителях, оценках.

Физический уровень – информация об учениках, учителях, оценках.

Эта архитектура позволяет обеспечить логическую (между уровнями 1 и 2) и физическую (между уровнями 2 и 3) независимость при работе с данными.

Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же базой данных.

Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с данной базой данных.

Процесс прохождения пользовательского запроса

Рисунок 6 иллюстрирует взаимодействие пользователя, СУБД и ОС при обработке запроса на получение данных. Цифрами помечена последовательность взаимодействий:

Рисунок 6 - Схема прохождения запроса к БД

Разумеется, механизм прохождения запроса в реальных СУБД гораздо сложнее, но и эта упрощенная схема показывает, насколько серьезными и сложными должны быть механизмы обработки запросов, поддерживаемые реальными СУБД.