Компоненты субд

Создание первых баз данных и СУБД стало возможно лишь с появлением достаточно дешевых и производительных устройств внешней памяти, какими стали жесткие диски (винчестеры), появившиеся во второй половине 60-х годов. В 70-е годы шла интенсивная разработка теоретических вопросов построения баз данных. В результате в начале 80-х годов на рынке появились мощные инструментальные средства проектирования и построения информационных систем. Однако, развитие информационных технологий в 90-х привело к появлению новых, более широких требований к обработке и представлению данных. Таким образом, теория баз данных, хотя и располагает впечатляющими достижениями, еще далека от завершения.

1.2. Уровни представления данных

Определение.База данных, отражающая взгляд пользователей на пред­метную область с точки зрения решаемых задач, называетсяконцептуаль­ной БД, иликонцептуальной моделью данных(МД). Она складывается под воздействием ряда концептуальных требова­ний, определяющихся множеством задач, для решения которых проектирует­ся БД. Концептуальные требования определяют набор объектов, описывае­мых в БД, набор их атрибутов, хранящихся в БД, а также связи между объек­тами. Хранящаяся в БД информация о связях между объектами определяет отношения между ними в предметной области.

Определение.Концептуальная МД с ограничениями и особенностями, определяющимися применением конкретной СУБД, называетсялогической моделью БД. При замене одной СУБД на другую логическая модель меняется.

Концептуальная МД (под ней в дальнейшем понимается именно логиче­ская модель), в свою очередь, определяет так называемые внешние модели, каждая из которых соответствует своим концептуальным требованиям и предназначена для решения конкретной прикладной задачи.

Внешняя модель является взглядом конкретного пользователя на кон­цептуальную (логическую) модель БД. Внешние модели являются одним из механизмов, обеспечивающих упорядочение доступа к БД со стороны мно­жества пользователей (или прикладных программ).

Определение.Результаты отображения логической МД на внешний маг­нитный носитель с учетом особенностей файловой системы, включая индек­сирование, и системы ввода-вывода ЭВМ, включая методы доступа к дан­ным, называютсявнутренней МД(ВнМД), илифизической БД(ФБД).

Для обеспечения независимости прикладных программ пользователей от данных ВнМД вводимая концептуальная МД должна отражать для пользова­телей информационное содержание БД, а подробности организации физиче­ского хранения данных в ней должны отсутствовать. Концептуальная МД должна иметь свою схему, в которой отражена структура ее данных, имена записей, имена и форматы полей. Для образования записей концептуальной МД СУБД должна располагать информацией о том, как эти записи и их поля строятся соответственно из хранимых в ФБД записей и полей (и аналогично ведутся обратные преобразования при вводе данных в БД), т.е. на СУБД воз­лагается задача реализации отображения (прямого и обратного).

Таким образом, приходим к трехуровневой архитектуре БнД (рис. 4): используются три уровня абстракции для представления данных. При этом СУБД реализует следующие отображения:

внешняя МД <-> концептуальная МД <-> внутренняя МД.

Кроме рассмотренных трех уровней представления данных, в БнД (их еще называют уровнями абстрагирования) существует еще один, им предше­ствующий. Модель этого уровня должна выражать информацию о предмет­ной области в виде, независимом от конкретной используемой СУБД. Такая модель должна опираться на знания пользователей. Она определяет естест­венный, информационный уровень абстрагирования, связанный с фиксацией и описанием выделенных сведений о предметной области. Модель такого уровня называется инфологической моделью предметной области.

Переход от одного уровня абстракции в представлении данных к друго­му составляет в общем случае процесс проектирования БД.