3. Середовище бази даних. Трьохрівнева архітектура ansi-spark. Зовнішній рівень. Концептуальний рівень.

Трьохрівнева архітектура ANSI-SPARK

Мета трирівневої архітектури полягає у відділенні користувальницького уявлення бази даних від її фізичного представлення. Причини, за якими бажано виконувати такий поділ.

• Кожен користувач повинен мати можливість звертатися до одних і

тих же даних, використовуючи своє власне уявлення про них.

• Адміністратор бази даних (АБД) повинен мати можливість змінювати

структуру зберігання даних в базі, не надаючи впливу на користувачські уявлення.

• АБД повинен мати можливість змінювати концептуальну або глобальну структуру бази даних без будь-якого впливу на всіх пользователя.

Рівень, на якому сприймають дані користувачі ,, називається зовнішнім рівнем (external level), тоді як СУБД і операційна система сприймають дані на внутрішньому рівні (internal level). Саме на внутрішньому рівні дані реально зберігаються з використанням всіх тих структур і файлової організації.

Зовнішній рівень

Зовнішній рівень описує ту частину бази даних, яка відноситься до кожного користувача. Зовнішній рівень складається з декількох різних зовнішніх уявлень бази даних. Кожен користувач має справу з вираженям в найбільш зручній для нього формі. Зовнішнє уявлення содержит тільки ті суті, атрибути які цікаві користувачеві. Інші суті, атрибути або зв'язку, які йому нецікаві, також можуть бути представлені в базі даних, але користувач може навіть не по дозрівати про їх існування. Крім цього, різні уявлення можуть по-різному відображати одні й ті ж дані. Наприклад, один користувач може переглядати дати у форматі (день, місяць, рік), а інший - у форматі (рік, місяць, день). Деякі уявлення можуть включати похідні або обчислювані дані, що не зберігаються в базі даних як такі, а створюються в міру потреби..

Концептуальний рівень

На концептуальному рівні здійснюється інтегрований опис предметної області, для якої розробляється БД, незалежно від її сприйняття окремими користувача­ми та способів реалізації в комп'ютерній системі. Є кілька означень:

Концептуальна модель - формальне зображення сукупності думок, які характеризують можливі стани ПО, а також переходи з одного стану в інший (включно з класифікацією наявних у ПО сутностей, чинних правил, законів, обме­жень тощо).

Концептуальне моделювання - процес побудови концептуальної моделі ПО, яка б відображала ПО з урахуванням вимог, висунутих до цього процесу.

Концептуальна схема - фіксація концептуальної моделі ПО засобами кон­кретних мов моделей даних.

4. Внутрішній рівень. Мови баз даних. Моделі даних і концептуальне моделювання. Функції субд. Компоненти субд.

Мови баз даних

PL/SQL PL/Tcl RPG (язык программирования) SQL/PSM Transact-SQL

СУБД найчастіше використовуються дві основні мови опису запитів:− SQL (Structured Query Language) – структурована мова запитів − QBE (Query By Example) – мова запитів. Головна різниця між цима мовами полягає в тому, що мова QBE передбачає ручне або візуальне формування запиту, а мова SQL – програмування запиту.

Внутрішній рівень

Цей рівень описує, як інформація зберігається в базі даних.. Він містить опис структур даних і організації окремих файлів, що використовуються для зберігання даних на пристроях.

На внутрішньому рівні зберігається наступна інформація:

• розподіл дискового простору для зберігання даних та індексів;

• опис подробиць збереження записів

• відомості про розміщення записів;

• відомості про стиснення даних і обраних методах їх шифрування.

Концептуальне моделювання

Концептуальне моделювання передбачає виконання наступних кроків:

1) аналіз вимог до БД із боку користувачів і побудову так називаної користувацької моделі (вивчення і систематизація інформації про користувачів, їхні інформаційні потреби, джерела інформації, реальні інформаційні потоки і бізнес-правила);

2) виявлення основних об'єктів (сутностей), що підлягають відображенню в моделі, виходячи зі специфіки предметної області, цілей замовника і наявного ділового регламенту;

3) визначення атрибутів сутностей і їхнє приведення у відповідність із вимогами майбутньої об'єктної моделі;

4) визначення зв'язків між сутностями і властивостей сутностей;

5) перевірку моделі даних;

6) побудову розподіленої моделі даних;;

Функції СУБД

Управління зберіганням даних. СУБД створює складні структури, необхідні для зберігання даних. Сучасні СУБД забезпечують зберігання не тільки даних, але і пов'язаних із даними екранних форм, схем звітів, правил перевірки даних, коду процедур, систем обробки мультимедіа, форматів зображень, і т. п.

Перетворення і представлення даних. СУБД бере на себе задачу структуризації даних, що вводяться, перетворюючи їх у форму, зручну для зберігання.

Управління безпекою. СУБД створює систему безпеки, яка забезпечує захист користувача і конфіденційність даних усередині БД. Правила безпеки встановлюють, які користувачі можуть одержати доступ до бази даних, до яких елементів даних користувач може отримати доступ, які операції з даними (читання, додавання, видалення або зміну) може виконувати користувач.

Управління цілісністю даних. В СУБД передбачені правила, що забезпечують цілісність даних, що дозволяє мінімізувати надмірність даних і гарантувати їх несуперечність. Для забезпечення цілісності даних використовуються їх зв'язку, які зберігаються в словнику даних.

Компоненти СУБД.

1) ядро , яке відповідає за управління даними у зовнішній і оперативної пам'яті

2) процесор мови бази даних , що забезпечує оптимізацію запитів на вилучення та зміну даних і створення, як правило, машинно-незалежного виконуваного внутрішнього коду

3) підсистему підтримки виконання, яка інтерпретує програми маніпуляції даними, що створюють користувальницький інтерфейс із СУБД