Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
21 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Архитектура ansi sparc

Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC

Дата добавления: 2014-02-04 ; просмотров: 5322 ; Нарушение авторских прав

Трехуровневая архитектура БД. Ее назначение

Перспективы развития СУБД

Развивается новая технология доступа к данным – Intranet. Основное отличие этой технологии от технологии клиент-сервер заключается в том, что отпадает необходимость разработки специального клиентского программного обеспечения. Для работы с удаленной БД используется стандартный браузер Интернета. При этом встроенный в загружаемые пользователем HTML-страницы код, написанный обычно на языке Java, Java-script, Perl и других языках, отслеживает все действия пользователя и транслирует их в низкоуровневые SQL-запросы к БД, выполняя, таким образом, ту работу, которую в технологии клиент-сервер выполняет клиентская программа. Удобство данного подхода привело к тому, что он стал использоваться не только для удаленного доступа к базе данных, но и для локальной сети предприятий. Простые задачи обработки данных, не связанные со сложными алгоритмами, которые требовали бы согласованного изменения данных во многих взаимосвязанных объектах, достаточно просто и эффективно могут быть реализованы в данной архитектуре.

Основная цель системы управления БД заключается в том, чтобы предоставить пользователю абстрактное представление данных, скрыв конкретные особенности хранения и управления данными. Следовательно, отправной точкой при проектировании БД должно быть общее описание информационных потребностей организации, которые должны найти отражение в создаваемой БД.

Кроме того, поскольку БД является общим ресурсом, то каждому пользователю может потребоваться свое, отличное от других представление о характеристиках информации, представленной в БД. Для удовлетворения этих потребностей структура большинства современных коммерческих СУБД в той или иной степени строится на базе так называемой архитектуры ANSI-SPARC.


Архитектура ANSI-SPARC (см.рис.1) представляет собой 3 уровня описания элементов данных – внешний, концептуальный и внутренний. Цель трехуровневой архитектуры заключается в отделении пользовательского представления БД от ее физического представления.


Внешний уровень – представление данных с точки зрения пользователей. Он состоит из нескольких различных внешних представлений БД.

Каждый пользователь имеет дело с представлением “реального мира” в наиболее удобной для него форме. Внешнее представление данного пользователя содержит только те сущности, атрибуты и связи, которые ему интересны. Он может ничего не знать о других сущностях, содержащихся в базе. Кроме того, различные представления могут по-разному отображать одни и те же данные (например, форматы дат). Некоторые представления могут содержать производные или вычисляемые данные, которые не хранятся в БД, а создаются по мере надобности.

Концептуальный уровень – обобщающее представление БД. Описывает то, какие данные содержатся в БД, а также связи между ними. Этот уровень содержит логическую структуру БД с точки зрения администратора БД. На концептуальном уровне представлены следующие компоненты:

· все сущности, их атрибуты и связи;

· ограничения, накладываемые на данные;

· семантическая информация о данных;

· информация о мерах обеспечения безопасности и поддержки целостности данных.

Концептуальный уровень поддерживает каждое внешнее представление. Однако этот уровень не содержит никаких сведений о методах хранения данных. Например, описание сущности должно содержать сведения о типах данных, их длине или максимальном количестве символов, но не должно содержать сведений об организации хранения, например об объеме пространства, в байтах.

Внутренний уровень. Физическое представление БД в памяти компьютера. Этот уровень описывает, как информация хранится в базе данных. Он содержит описание структур данных и организации отдельных файлов, используемых для хранения данных на запоминающих устройствах. На этом уровне осуществляется взаимодействие СУБД с методами доступа ОС. На внутреннем уровне хранится следующая информация:

· распределение дискового пространства для хранения данных и индексов.

· сведения о размещении записей.

· сведения о сжатии данных и выбранных методах их шифрования.

Эта архитектура позволяет обеспечить логическую и физическую независимость при работе с данными. Логическая независимость предполагает возможность изменения одного приложения без корректировки других приложений, работающих с этой же БД. Физическая независимость предполагает возможность переноса хранимой информации с одних носителей на другие при сохранении работоспособности всех приложений, работающих с этими данными.

Архитектура ANSI — SPARC

Архитектура ANSI — SPARC

Архитектура ANSI — SPARC (также 3х-уровневая архитектура) определяет принцип, согласно которому рекомендуется строить системы управления базами данных (СУБД).

Проект архитектуры был выдвинут в 1975 году под-комитетом SPARC (Standards Planning and Requirements Committee) ANSI.

  1. внешний (пользовательский)
  2. промежуточный (концептуальный)
  3. внутренний (физический)

В основе архитектуры ANSI/SPARC лежит концептуальный уровень. В современных СУБД он может быть реализован при помощи представления. Концептуальный уровень описывает данные и их взаимосвязи с наиболее общей точки зрения, — концепции архитекторов базы, используя реляционную или другую модель.

Внутренний уровень позволяет скрыть подробности физического хранения данных (носители, файлы, таблицы, триггеры . ) от концептуального уровня. Отделение внутреннего уровня от концептуального обеспечивает так называемую физическую независимость данных.

На внешнем уровне описываются различные подмножества элементов концептуального уровня для представлений данных различным пользовательским программам. Каждый пользователь получает в свое распоряжение часть представлений о данных, но полная концепция скрыта. Отделение внешнего уровня от концептуального обеспечивает логическую независимость данных.

См. также

  • Онтология (информатика)
  • Coupling (computer science) (англ.)
  • 12 правил Кодда:
    • 6. Возможность модификации представлений (View Updating Rule)
    • 8. Физическая независимость данных (Physical Data Independence)
    • 9. Логическая независимость данных (Logical Data Independence)
    • 11. Дистрибутивная независимость (Distribution Independence)

Модель данных • Реляционная (модель • алгебра • Нормальная форма • Ссылочная целостность • БД • СУБД) • Иерархическая (модель • БД) • Сетевая (модель • СУБД) • Объектно-ориентированная (БД • СУБД) • Распределённая СУБД • ACID

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Архитектура ANSI — SPARC» в других словарях:

Архитектура ANSI — SPARC (также 3х уровневая архитектура) определяет принцип, согласно которому рекомендуется строить системы управления базами данных (СУБД). Проект архитектуры был выдвинут в 1975 году под комитетом SPARC (Standards Planning and Requirements… … Википедия

Читать еще:  Архитектура arm скачать

ANSI (значения) — ANSI (англ. American National Standards Institute) Американский национальный институт стандартов (США). Производные значения в информатике: ANSI C стандарт языка C ANSI графика ANSI.SYS драйвер видеомонитора для систем DOS Архитектура ANSI… … Википедия

Архитектура (значения) — В Викисловаре есть статья «архитектура» Архитектура искусство проектировать и строить здания и другие сооружения (та … Википедия

ARM (архитектура) — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. У этого термина существуют и другие значения, см. ARM … Википедия

Американский национальный институт стандартов — Запрос «ANSI» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Американский национальный институт стандартов (англ. American National Standards Institute, ANSI) объединение американских промышленных и деловых групп, разрабатывающее… … Википедия

База данных — Запрос «БД» перенаправляется сюда; см. также другие значения. База данных представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов (статей, расчётов, нормативных актов, судебных решений и иных подобных материалов),… … Википедия

Система управления базами данных — (СУБД) совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных[1]. Содержание 1 Основные функции СУБД 2 … Википедия

Сетевая СУБД — Необходимо перенести содержимое этой статьи в статью «Сетевая модель данных». Вы можете помочь проекту, объединив статьи. В случае необходимости обсуждения целесообразности объединения, замените этот шаблон на шаблон <<к объединению>> … Википедия

СУБД — Система управления базами данных (СУБД) специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для… … Википедия

ANSI-SPARC Архитектура — ANSI-SPARC Architecture

ANSI-SPARC архитектуры , где ANSI-SPARC означает Американского национального института стандартов , планирования стандартов и требований Комитета , является абстрактным стандартом дизайн для системы управления базами данных (СУБД), впервые предложен в 1975 году.

Модель ANSI-SPARC, однако не стала формальным стандартом. Нет СУБД основной системы не полностью основана на нем (они, как правило, не обладают полной физической независимостью или для предотвращения прямого доступа пользователей к концептуальному уровню), но идея логической независимости данных широко применяются.

содержание

архитектура Трехуровневая

Цели архитектур три уровня, чтобы отделить точку зрения пользователя,

  • Это позволяет настроить независимое мнение пользователей: Каждый пользователь должен иметь доступ к тем же данные, но имеет различное настроенное представление данных. Они должны быть независимыми: изменения в одной точке зрения, не должны влиять на других.
  • Она скрывает физические детали хранения от пользователей: Пользователи не должны иметь дело с физической деталью хранения базы данных.
  • Администратор базы данных должен быть в состоянии изменять структуры хранения базы данных, не затрагивая взгляды пользователей.
  • Внутренняя структура базы данных должна быть не влияют изменения в физических аспектах хранения: Например, переход на новый диск.
  • Внешний уровень (Просмотры пользователя): взгляд пользователя базы данных описывает часть базы данных , которая имеет отношение к конкретному пользователю. Это исключает ненужные данные, а также данные , которые пользователь не имеет права доступа.
  • Концептуальный уровень : Концептуальный уровень является способом описания того, что данные хранятся в базе данных всего и как данные взаимосвязаны. Концептуальный уровень не определяет , каким образом данные хранятся физически. Некоторые важные факты об этом уровне являются:
  1. DBA работает на этом уровне.
  2. Описывает структуру всех пользователей.
  3. Только администратор базы данных может определить этот уровень.
  4. Глобальный вид базы данных.
  5. Независимо от аппаратного и программного обеспечения.
  • Внутренний уровень : Внутренний уровень включает в себя , как база данных физически представлена в компьютерной системе. Он описывает , как данные хранятся в базе данных и на компьютерном оборудовании.

Три уровня архитектуры имеет целью позволяя пользователям получить доступ к тем же данным, но с персональным учетом этого. Дистанцирование внутреннего уровня от внешнего уровня означает, что пользователи не должны знать, как данные физически хранятся в базе данных. Это разделение уровня также позволяет администратору базы данных (АБД) для изменения структуры хранения базы данных, не затрагивая взгляды пользователей.

схемы баз данных

Существует три различных типа схемы, соответствующие три уровней в архитектуре ANSI-SPARC.

  • В внешние схемы описывают различные внешние представления данных и может быть много внешних схем для данной базы данных.
  • Концептуальная схема описывает все элементы данных и отношений между ними, а также с ограничениями целостности (позже). Существует только одна концептуальная схема для каждой базы данных.
  • Внутренняя схема на самом низком уровне , содержит определение хранимых записей, методы представления, поле данных и индексы. Существует только одна внутренняя схема для каждой базы данных.

Общее описание базы данных называется схемой базы данных .

Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC

Первая попытка создания стандартной терминологии и общей архитектуры СУБД была предпринята в 1971 году группой DBTG, признавшей необходимость использования двухуровневого подхода, построенного на основе использования системного представления, т.е. схемы , и пользовательских представлений, т.е. подсхем . Сходные терминология и архитектура были предложены в 1975 году Комитетом планирования стандартов и норм SPARC (Standards Planning and Requirements Committee) Национального Института Стандартизации США (American National Standard Institute — ANSI), ANSI/X3/SPARC (ANSI, 1975). Комитет ANSI/SPARC признал необходимость использования трехуровневого подхода. Хотя модель ANSI/SPARC не стала стандартом, тем не менее она все еще представляет собой основу для понимания некоторых функциональных особенностей СУБД.

В данном случае для нас наиболее важным моментом в этих и последующих разработках является идентификация трех уровней абстракции, т.е. трех различных уровней описания элементов данных. Эти уровни формируют трехуровневую архитектуру, которая охватывает внешний, концептуальный и внутренний уровни, как показано на рис. 5.6. Цель трехуровневой архитектуры заключается в отделении пользовательского представления базы данных от ее физического представления. Ниже перечислено несколько причин, по которым желательно выполнять такое разделение.

Читать еще:  Магистрально модульный принцип архитектуры

· Каждый пользователь должен иметь возможность обращаться к одним и тем же данным, используя свое собственное представление о них. Каждый пользователь должен иметь возможность изменять свое представление о данных, причем это изменение не должно оказывать влияния на других пользователей.

· Пользователи не должны непосредственно иметь дело с подробностями физического хранения данных в базе

· Администратор базы данных должен иметь возможность изменять структуру хранения данных в базе, не оказывая влияния на пользовательские представления.

· Внутренняя структура базы данных не должна зависеть от таких изменений физических аспектов хранения информации, как переход на новое устройство хранения.

· АБД должен иметь возможность изменять концептуальную или глобальную структуру базы данных без какого-либо влияния на всех пользователей.

Уровень, на котором воспринимают данные пользователи, называется внешним уровнем (external level), тогда как СУБД и операционная система воспринимают данные на внутреннем уровне (internal level). Именно на внутреннем уровне данные реально сохраняются с использованием всех тех структур и файловой организации. Концептуальный уровень (conceptual level) представления данных предназначен для отображения внешнего уровня на внутренний и обеспечения необходимой независимости друг от друга.

Рис. 5.6 Трехуровневая архитектура ANSI-SPARC

Внешний уровень.Внешний уровень состоит из нескольких различных внешних представлений БД. Каждый пользователь имеет дело с представлением предметной области, выраженным в наиболее удобной для него форме. Внешнее представление содержит только те сущности, атрибуты и связи предметной области, которые интересны пользователю.

Помимо этого, различные представления могут поразному отображать одни и те же данные. Например, один пользователь может просматривать даты в формате (день, месяц, год), а другой — в формате (год, месяц, день). Некоторые представления могут включать производные или вычисляемые данные, которые не хранятся в базе данных как таковые, а создаются по мере надобности. Представления могут также включать комбинированные или производные данные из нескольких объектов.

Концептуальный уровень. Промежуточным уровнем в трехуровневой архитектуре является концептуальный уровень. Этот уровень содержит логическую структуру всей базы данных (с точки зрения АБД). Фактически, это полное представление требований к данным, которое не зависит от любых соображений относительно способа их хранения. На концептуальном уровне представлены следующие компоненты: все сущности, их атрибуты и связи; накладываемые на данные ограничения; семантическая информация о данных; информация о мерах обеспечения безопасности и поддержки целостности данных.

Концептуальный уровень поддерживает каждое внешнее представление, в том смысле, что любые доступные пользователю данные должны содержаться (или могут быть вычислены) на этом уровне. Однако этот уровень не содержит никаких сведений о методах хранения данных.

Внутренний уровень. Внутренний уровень описывает физическую реализацию базы данных и предназначен для достижения оптимальной производительности и обеспечения экономного использования дискового пространства. Он содержит описание структур данных и организации отдельных файлов, используемых для хранения данных в запоминающих устройствах. На этом уровне осуществляется взаимодействие СУБД с методами доступа операционной системы с целью размещения данных на запоминающих устройствах, создания индексов, извлечения данных и т.д. На внутреннем уровне хранится следующая информация: сведения о распределении дискового пространства для хранения данных и индексов; описание подробностей сохранения записей (с указанием реальных размеров сохраняемых элементов данных); сведения о размещении записей; сведения о сжатии данных и выбранных методах их шифрования.

Схемы, отображения и экземпляры. Общее описание базы данных называется схемой базы данных. Существует три различных типа схем базы данных, которые определяются в соответствии с уровнями абстракции трехуровневой архитектуры, показанной на рис. 5.6. На самом высоком уровне имеется несколько внешних схем или подсхем, которые соответствуют разным представлениям данных. На концептуальном уровне описание базы данных называют концептуальной схемой, а на самом низком уровне абстракции — внутренней схемой.

Концептуальная схема описывает все элементы данных и связи между ними, с указанием необходимых ограничений поддержки целостности данных. Для каждой базы данных имеется только одна концептуальная схема. На нижнем уровне находится внутренняя схема, которая является полным описанием внутренней модели данных.

Она содержит определения хранимых записей, методы представления, описания полей данных, сведения об индексах и выбранных схемах хеширования. Для каждой базы данных существует только одна внутренняя схема.

СУБД отвечает за установление соответствия между этими тремя типами схем, а также за проверку их непротиворечивости. Иначе говоря, СУБД должна убедиться в том, что каждую внешнюю схему можно вывести на основе концептуальной схемы. Для установления соответствия между любыми внешней и внутренней схемами СУБД должна использовать информацию из концептуальной схемы. Концептуальная схема связана с внутренней схемой посредством отображения «концептуальный — внутренний». Оно позволяет СУБД найти фактическую запись или набор записей на физическом устройстве хранения, которые образуют логическую запись в концептуальной схеме, с учетом любых ограничений, установленных для выполняемых над данной логической записью операций. Оно также позволяет обнаружить любые различия в именах объектов, именах атрибутов, порядке следования атрибутов, их типах данных и т.д. Наконец, каждая внешняя схема связана с концептуальной схемой с помощью отображения «внешний — концептуальный». С его помощью СУБД может отображать имена пользовательского представления на соответствующую часть концептуальной схемы.

Важно различать описание базы данных и саму базу данных. Описанием базы данных является схема базы данных. Схема создается в процессе проектирования базы данных, причем предполагается, что она изменяется достаточно редко. Однако содержащаяся в базе данных информация может меняться часто — например, всякий раз при вставке о том или ином объекте. Совокупность информации, хранящейся в базе данных в любой определенный момент времени, называется состоянием базы данных. Следовательно, одной и той же схеме базы данных может соответствовать множество ее различных состояний. Схема базы данных иногда называется содержанием базы данных, а ее состояние — детализацией.

Читать еще:  Suse linux enterprise server for sap applications

Независимость от данных. Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение независимости от данных, которая означает, что изменения на нижних уровнях никак не влияют на верхние уровни. Различают два типа независимости от данных: логическую и физическую.

Логическая независимость от данных означает полную защищенность внешних схем от изменений, вносимых в концептуальную схему. Такие изменения концептуальной схемы, как добавление или удаление новых сущностей, атрибутов или связей, должны осуществляться без внесения изменений в уже существующие внешние схемы или переписывания прикладных программ.

Физическая независимость от данных означает защищенность концептуальной схемы от изменений, вносимых во внутреннюю схему. Такие изменения внутренней схемы, как использование различных файловых систем или структур хранения, разных устройств хранения, модификация индексов или хеширование, должны осуществляться без необходимости внесения изменений в концептуальную или внешнюю схемы. Пользователем могут быть замечены изменения только в общей производительности системы. На рис. 5.7 показано место перечисленных выше типов независимости от данных в трехуровневой архитектуре СУБД.

Принятое в архитектуре ANSI-SPARC двухэтапное отображение может сказываться на эффективности работы, но при этом оно обеспечивает более высокую независимость от данных.

Рис. 5.7 Реализация независимости от данных в трехуровневой архитектуре ANSI-SPARC

Рівні трьохрівневої архітектури (ТА):

a. Зовнішній — представления данных для конечных пользователей

b. Концептуальний — обобщенное логическое представление данных, не содержащее никаких ссылок на реализацию

c. Внутрішній — представление данных в памяти ЭВМ, но без конкретных технических деталей (схема хранения)

Мета ТА розподіл представлення БД користувача від її фізичного приставлення.

Причини по яким не обхідно виконувати цей розподіл:

d. кожний користувач повинен мати можливість звертатися до одних і тих даних, використовуючи собсвеное представлення про них. Кожний користувач повинен мати можливість змінювати своє уявлення про дані, але це не впливає на інших користувачів.

e. Користувачі не повинні мати ніякого діла з якими небудь подробностями фізичного зберігання даних, тобто взаємодія користувачі з БД не повино залежити від особливостей зберігання даних.

f. АБД повинен мати можливість змінювати структуру збереження даних.

g. Внутрішню структура БД не повина залежити від яких небуть фізичних аспектів зберігання даних.

h. АБД повинен мати можливість змінювати концептуальну або глобальну структуру БД без впливу н акористувачів.

Рис. 3.3 Трехуровневая архитектура БД (общий вид)

Дата добавления: 2015-09-13 ; просмотров: 10 ; Нарушение авторских прав

1. Понятие субд. Основные категории субд. Архитектура ansi-sparc

1. Понятие СУБД. Основные категории СУБД. Архитектура ANSI-SPARC.

СУБД — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Основные функции СУБД:

  • Управление данными на дисках.
  • Управление данными в ОП (в т.ч., кэширование).
  • Журналирование изменений, резервное копирование, восстановление после сбоев.
  • Поддержка языков БД (DML + DDL).

Состав СУБД:

  • Ядро отвечает за управление данными.
  • Процессор языка БД транслирует запросы с высокоуровневой языка на низкоуровневый.
  • Подсистема поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД.
  • Сервисные программы, обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

Классификация СУБД

По модели данных:

  • Иерархические — данные представляются в виде дерева. Пример — LDAP / AD, реестр Windows.
  • Сетевые — используют сетевую модель данных. Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию. Частный случай — графовые СУБД. Примеры — HypergraphDB, OrientDB.
  • Объектно-ориентированные — используют ОО-модель данных. Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира. Пример — InterSystems Cache.
  • Реляционные и объектно-реляционные — используют реляционную модель данных (возможно, с частичной поддержкой ООП: объекты, классы и наследование реализованы в структуре бд и языке запросов). Примеры — Oracle, MySQL, PostgreSQL.

По степени распределённости:

  • Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере).
  • Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к БД:

  • Файл-серверные — данные находятся на файл-сервере (выделенный сервер, предназначенный для выполнения файловых операций ввода-вывода и хранящий файлы любого типа), СУБД — на каждом клиентском компьютере. Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть. Примеры — M$ Access, dBase, FoxPro.
  • Клиент-серверные — СУБД находятся на сервере вместе с данными и осуществляет доступ к БД непосредственно. Примеры — Oracle, M$ SQL Server, Cache.
  • Встраиваемые — СУБД встраивается в приложение, хранит только его данные и не требует отдельной установки. Примеры — SQLite, BerkeleyDB.

Архитектура ANSI-SPARC

Предложена в 1975 г. подкомитетом SPARC (Standards Planning And Requirements Commitee) ANSI.

Архитектура СУБД включает в себя 3 уровня:

  • Внешний (пользовательский).
  • Промежуточный (концептуальный).
  • Внутренний (физический).

Почти все современные СУБД соответствуют принципам ANSI-SPARC.

В основе архитектуры ANSI-SPARC лежит концептуальный уровень. В современных СУБД он может быть реализован при помощи представления. Концептуальный уровень описывает данные и их взаимосвязи с наиболее общей точки зрения, — концепции архитекторов базы, используя реляционную или другую модель.

Внутренний уровень позволяет скрыть подробности физического хранения данных (носители, файлы, таблицы, триггеры …) от концептуального уровня. Отделение внутреннего уровня от концептуального обеспечивает так называемую физическую независимость данных.

На внешнем уровне описываются различные подмножества элементов концептуального уровня для представлений данных различным пользовательским программам. Каждый пользователь получает в свое распоряжение часть представлений о данных, но полная концепция скрыта. Отделение внешнего уровня от концептуального обеспечивает логическую независимость данных.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×