Базы данных Основные понятия и определения
Трехуровневая архитектура СУБД по стандарту ANSI/SPARC American National Standard Institute / Standards Planning and Requirements Committee Требования к архитектуре: n Каждый пользователь должен иметь возможность обращаться к данным имея собственное представление о них n Пользователь не должен иметь дела с особенностями физической реализации (размещение по файлам, индексирование, кэширование и т. п. ) n Администратор БД может изменять структуру данных, не влияя на пользовательские представления. n Внутренняя структура БД не должна зависеть от изменений физических аспектов (например, переход на другой вид носителя).
Трехуровневая архитектура СУБД
Трехуровневая архитектура СУБД n n Уровень внешних моделей – точка зрения пользователя на БД приложения (каждый видит «свое» ) Концептуальный уровень – описывает данные, которые хранятся в БД, и связи между ними. ¨ ¨ ¨ n Сущности, их атрибуты и связи Накладываемые на данные ограничения Информация о мерах безопасности и поддержке целостности данных Физический уровень – описывает как информация хранится в БД (распределение дискового пространства, сведения о сжатии данных, о методах шифрования)
Трехуровневая архитектура СУБД Уровень представлений Вычисляемое поле, в БД отсутствует Бухгалтерия № сотрудника Имя Отдел кадров Фамилия Возраст Зарплата № сотрудника Имя Фамилия Концептуальный уровень № сотрудника Имя Фамилия Год рождения Зарплата Номер подразделения Физический уровень Struct Staff { int staff. No; char[30] first. Name; char[50] last. Name; // … Staff * next; } Номер подразделения
Процесс прохождения пользовательского запроса (1) Запрос в СУБД от приложения. (2, 3) Анализ прав пользователя и определяет часть концептуальной модели, «видимой» приложению. (4) СУБД запрашивает нужную часть концептуальной модели. (6, 7) Запрос информации о физическом расположении данных (файлы, адреса)в терминах ОС. (8) СУБД запрашивает данные средствами ОС. (9) ОС перекачивает данные в системный буфер. (10) ОС информирует СУБД об окончании пересылки. (11) СУБД из системного буфера отбирает нужные данные и передает их в рабочую область приложения. (12) СУБД сообщает приложению об окончании выполнения запроса. (13) Приложение забирает данные из рабочей области.
Предварительное знакомство с задачами логического проектирования БД Логическое (семантическое) проектирование – это представление семантики предметной области в независимой от реальной от СУБД форме. Один из методов логического проектирования - модель типа "сущность-связь", или ER-модель (Entity-Relationship). Экземпляр сущности - это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться и быть доступна. n Тип сущности – класс отдельных элементов (объектов) предметной области. Имеет набор атрибутов. n Атрибут – характеристика, определяющая свойство экземпляра сущности. n Связь между сущностями – бинарная ассоциация, показывающая, каким образом экземпляры сущности соотносятся или взаимодействуют друг с другом. Связь может быть между различными сущностями, или связь сущности с собою же (рекурсивная связь). Связь имеет кардинальность: 1: 1, 1: N, M: N (один-к-одному, один-комногим, многие-ко-многим). n
Предварительное знакомство с задачами логического проектирования БД Модели данных в реальных БД должны обеспечивать логические модели Связь «Один к одному» Связь «Один ко многим»
Предварительное знакомство с задачами логического проектирования БД Связь «Многие ко многим» Рекурсивная связь
Теоретико-графовые модели данных Модель отображает совокупность объектов реального мира в виде графа взаимосвязанных объектов: n Иерархическая модель n Сетевая модель n Реляционная модель
Иерархическая модель Поле – минимальная неделимая единица данных доступная СУБД n Тип сегмента – именованная совокупность полей n Экземпляр сегмента – совокупность значений полей n Связь между сегментами: логически исходный сегмента – логически подчиненный сегмент n
Иерархическая модель Связи между типами сегментов N Палата 1 N Пациент 1 Отделение больницы 1 N Сотрудник
Иерархическая модель Каждый тип сегмента образует набор однородных данных (древовидный граф) n База данных – совокупность отдельных деревьев, каждое называется физической базой данных n Исходный сегмент имеет произвольное количество подчиненных сегментов n У подчиненного сегмента – ровно один исходный сегмент n
Иерархическая модель Экземпляры сегментов Хирургическое отделение Палата 1 Палата 2 Неврологическое отделение Горлов Ухов Палата 1 Носов Петров Иванов Сидоров Физическая БД Печкин Физическая БД
Иерархическая модель Особенности иерархической модели n Непосредственная поддержка свзяей 1: 1 и 1: N. n Трудность моделирования связей N: N, моделируются с помощью декомпозиции и дублирования n Рекурсивные связи реализуются только с помощью декомпозиции и дублирования n Экземпляры дочерних сегментов не могут существовать без родительских экземпляров сегментов. При удалении экземпляра сегмента удаляется все его поддерево n Доступ к записям осуществляется путем перемещения (навигации) от корневого типа сегмента к подчиненным сегментам
Иерархическая модель Отношение «многие ко многим» E 1 P 1 E 2 P 3 Реализация связи «многие ко многим» E 1 P 1 E 2 P 3 P 1 (дубликат) P 3 (дубликат)
Скачать презентацию Базы данных Основные понятия и определения Трехуровневая
2 Основные понятия и определения.ppt