Архитектура базы данных. Физическая и логическая независимость
Терминология в СУБД, да и сами термины «база данных» и «банк данных»
частично заимствованы из финансовой деятельности. Это заимствование — не случайно
и объясняется тем, что работа с информацией и работа с денежными массами во
многом схожи, поскольку и там и там отсутствует персонификация объекта обработки:
две банкноты достоинством в сто рублей столь же неотличимы и взаимозаменяемы,
как два одинаковых байта (естественно, за исключением серийных номеров). Вы
можете положить деньги на некоторый счет и предоставить возможность вашим родственникам
или коллегам использовать их для иных целей. Вы можете поручить банку оплачивать
ваши расходы с вашего счета или получить их наличными в другом банке, и это
будут уже другие денежные купюры, но их ценность будет эквивалентна той, которую
вы имели, когда клали их на ваш счет.
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, изображенная на рис.
2.1:
Рис. 2.1. Трехуровневая модель системы управления базой данных, предложенная ANSI
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 наоборот,
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.
Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет) При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 1011 раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов. Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.