Концептуальный логический и физический уровни представления данных.
Физическое проектирование — определение особенностей хранения данных, методов доступа и т.д.
Данные — в числовой и нечисловой обработке это разные понятия. Во-первых, данные как объекты, отличные от команд. Во-вторых, в контексте отдельной программы, входные данные. В-третьих, нечто отличное от текста, речи, изображений. В последнем случае отличительным признаком является высокая форматированность данных. Три уровня представления данных о реальном объекте.
1-й уровень — концептуальный, связан с частным представлением данных группы пользователей в виде внешней схемы, объединяемых общностью используемой информации. Каждый конкретный пользователь работает с частью БД и представляет ее в виде внешней модели. Характеризуется разнообразием используемых моделей (модель “сущность — связь” (ER-модель, модель Чена), бинарные и инфологические модели, семантические сети). Концептуальные модели подробно изложены в кн. Цикритзис Д., Лоховски Ф. Модели данных. М:.Финансы и статистика, 1985г.
2-й уровень — логический, является обобщенным представлением данных всех пользователей в абстрактной форме. Используется три вида моделей: иерархические, сетевые и реляционные.
Сетевая модель является моделью объектов-связей, допускающей только бинарные связи “многие к одному” и использует для описания модель ориентированных графов.
Иерархическая модель является разновидностью сетевой, являющейся совокупностью деревьев (лесом).
Реляционная модель использует представление данных в виде таблиц (реляций), в основе лежит математическое понятие теоретико-множественного отношения, базируется на реляционной алгебре и теории отношений.
3-й уровень — физический (внутренний), связан со способом фактического хранения данных в физической памяти ЭВМ. Во многом определяется конкретным типом СУБД.
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ: сущности, атрибуты, связи
ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ: записи, элементы данных, связи между записями
ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ: группирование данных, индексы, методы доступа
формат данных (физический уровень представления данных), структуру данных (логический уровень представления данных) и смысл данных (концептуальный уровень представления данных).
Категории персонала.
• администратор сервера баз данных. Он ведает установкой, конфигурированием сервера, регистрацией пользователей, групп, ролей и т.п. рямо или косвенно он обладает всеми привилегиями, которые имеют или могут иметь другие пользователи.
• администраторы базы данных. К этой категории относится любой пользователь, создавший базу данных, и, следовательно, являющийся ее владельцем. Он может предоставлять другим пользователям доступ к базе и к содержащимся в ней объектам. Администратор базы отвечает за ее сохранение и восстановление. В принципе в организации может быть много администраторов баз данных
• прочие (конечные) пользователи. Они оперируют данными, хранящимися в базах, в рамках выделенных им привилегий.
Администратор базы данных.
Администратор данных (АД) – это специалист, который несет ответственность за хранимые в базах данных данные. В его обязанности входит принимать решение, какие данные вносить в базу данных, организация обслуживания и использования данных. АД должен хорошо разбираться в принципах функционирования той организации, в которой функционирует БД, он должен также в общих чертах представить возможности баз данных.
Администратор базы данных (АБД) – должен быть профессионалом в области информационных технологий; он должен организовать эксплуатацию баз данных в соответствии с решениями АД. В его обязанности входит развитие базы данных, обеспечение ее повседневной эксплуатации, в том числе и защиту данных.
Логический уровень представления данных.(в конце подробней)
2-й уровень — логический, является обобщенным представлением данных всех пользователей в абстрактной форме. Используется три вида моделей: иерархические, сетевые и реляционные.
Сетевая модель является моделью объектов-связей, допускающей только бинарные связи “многие к одному” и использует для описания модель ориентированных графов.
Иерархическая модель является разновидностью сетевой, являющейся совокупностью деревьев (лесом).
Реляционная модель использует представление данных в виде таблиц (реляций), в основе лежит математическое понятие теоретико-множественного отношения, базируется на реляционной алгебре и теории отношений.
логический уровень представления данных- структурa данных
ЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ: записи, элементы данных, связи между записями
Реляционная модель данных.
Реляционная база данных является организованной на машинном носителе совокупностью взаимосвязанных данных и содержит сведения о различных сущностях одной предметной области — реальных объектах, процессах, событиях или явлениях. Реляционная база данных представляет собой множество взаимосвязанных двумерных таблиц, в каждой из которых содержатся сведения об одной сущности.
Структура реляционной таблицы определяется составом и последовательностью полей, соответствующих ее столбцам, с указанием типа элементарного данного, размещаемого в поле. Каждое поле отражает определенную характеристику сущности, а соответствующий столбец содержит данные одного типа.
Содержание реляционной таблицы заключено в ее строках. Каждая строка таблицы содержит данные о конкретном экземпляре сущности и называется записью. для однозначного определения каждой записи таблица должна иметь уникальный ключ (первичньгй ключ). Этот ключ может состоять из одного или нескольких полей. По значению ключа отыскивается единственная запись.
Связи между таблицами базы данных дают возможность совместно использовать данные из разных таблиц. В нормализованной реляционной базе данных связи характеризуются отношениями типа один-к-одному (1:1) или один-ко-многим (1 :М). Связь каждой пары таблиц обеспечивается одинаковыми полями в них — ключом связи. Ключом связи всегда является уникальный ключ главной таблицы в связи. В подчиненной таблице он называется внешним ключом.
Реляционная модель использует представление данных в виде таблиц (реляций, связей). В ее основе лежит математическое понятие теоретико-множественного отношения: она базируется на реляционной алгебре и теории отношений.
- простота работы и отражение представлений пользователя
- гибкость (соединение, разделение файлов)
- простота внедрения плоских файлов
- отделение от физической реализации (независимость)
- произвольная структура запросов
- хорошее теоретическое обоснование
«-»
- низкая производительность
- возможность логических ошибок и необходимость осторожной работы с моделью
- линейность структуры таблиц
3-х уровневая архитектура модели 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. 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. Например, система распределения работ использует сведения о квалификации сотрудника, но ее не интересуют сведения об окладе, домашнем адресе и телефоне сотрудника, и обратное, именно эти сведения используются в подсистеме отдела кадров. 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. 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. Это именно то, чего не хватало при использовании файловых систем. Выделение концептуального уровня позволило разработать аппарат централизованного управления базой данных.