PostgreSQL. Уровни представления данных

1.

PostgreSQL
Преподаватель: Сенников Анатолий Андреевич

2.

Уровни представления данных
Внешний уровень архитектуры БД предназначен для различных групп пользователей.
Описания таких представлений называются внешними схемами. В системе БД могут
одновременно поддерживаться несколько внешних схем для различных групп
пользователей или задач.
Концептуальный уровень архитектуры ANSI/SPARC служит для поддержки единого
взгляда на базу данных, общего для всех её приложений и независимого от них.
Концептуальный уровень представляет собой формализованную информационнологическую модель ПО. Описание этого представления называется концептуальной
схемой.
Внутренний уровень архитектуры поддерживает представление БД в среде хранения –
хранимую базу данных. На этом архитектурном уровне БД представлена в полностью
“материализованном” виде, тогда как на других уровнях идёт работа на уровне отдельных
экземпляров или множества экземпляров записей. Описание БД на внутреннем уровне
называется внутренней схемой или схемой хранения.

3.

Внешний уровень
Внешний уровень — это индивидуальный уровень пользователя. Пользователь может
быть прикладным программистом или конечным пользователем с любым уровнем
профессиональной подготовки. Особое место среди пользователей занимает
администратор базы данных (АБД)
У каждого пользователя есть свой язык для работы с СУБД:
• Для
прикладного программиста это либо один из распространенных языков программирования, либо специальный язык рассматриваемой системы.
• Для
конечного пользователя это или специальный язык запросов, или язык
специального назначения, который может быть основан на использовании форм и
меню, разработан специально с учетом требований пользователя и может интерактивно
поддерживаться некоторым оперативным приложением .

4.

Концептуальная схема
Концептуальное представление — это представление всей информации базы данных в
несколько более абстрактной форме по сравнению с описанием физического способа хранения
данных. Однако концептуальное представление существенно отличается от представления данных
какого-либо отдельного пользователя.
Концептуальное представление состоит из некоторого множества экземпляров каждого из
существующих типов концептуальных записей. Например, оно может состоять из набора
экземпляров записей, содержащих информацию об отделах, набора экземпляров записей,
содержащих информацию о поставщиках, набора экземпляров записей, содержащих информацию
о материалах.
Концептуальное представление — это представление всего содержимого базы данных, а
концептуальная схема — это определение такого представления. Однако было бы ошибкой
полагать, что концептуальная схема представляет собой не более чем набор определений, весьма
напоминающих простые определения записей в программе на языке. Определения в
концептуальной схеме могут характеризовать большое количество различных дополнительных
аспектов обработки данных,
Экземпляр (образец, пример) — отдельный предмет из множества таких же предметов; образец,
особь.

5.

Внутренний уровень
Внутреннее представление — это низкоуровневое представление всей базы данных как
базы, состоящей из некоторого множества экземпляров каждого из существующих
типов внутренних записей. Термин внутренняя запись относится к терминологии
ANSI/SPARC и означает конструкцию, иначе называемую хранимой записью.
Внутреннее представление, также как внешнее и концептуальное, отделено от
физического уровня, поскольку в нем не рассматриваются физические записи, обычно
называемые блоками или страницами, и физические области устройства хранения,
такие как цилиндры и дорожки. Другими словами, внутреннее представление предполагает наличие бесконечного линейного адресного пространства.
Внутреннее представление описывается с помощью внутренней схемы, которая определяет не только различные типы хранимых записей, но также существующие индексы,
способы представления хранимых полей, физическую упорядоченность хранимых записей.

6.

Архитектура ANSI-SPARC
Архитектура ANSI-SPARC (также трёхуровневая архитектура) — принципы, согласно
которому рекомендуется строить системы управления базами данных (СУБД). Проект
архитектуры был выдвинут в 1975 году подкомитетом SPARC ANSI(American National
Standards Institute, Standards Planning And Requirements Committee - Американский
национальный институт стандартов, Комитет по планированию и требованиям
стандартов).

7.

Инфологическая модель базы даных
Инфологическое моделирование выполняется с целью обеспечения естественных для
человека способов представления и сбора информации, которая будет храниться в
создаваемой БД.
Инфологическая модель данных строится в соответствии с естественным языком, который не
возможно использовать в чистом виде в виду сложности обработки текстов с помощью
компьютера и неоднозначности естественного языка.
Ключ представляет собой минимальное количество атрибутов, с помощью которого можно
отыскать необходимый экземпляр сущности.
Связи между сущностями:
один-к-одному (1:1);
один-ко-многим (1:М);
многие-ко-многим (М:М).
Цель инфологического моделирования – обеспечить оптимальные способы сбора и
представления информации, хранимой в базе данных.
Целью данной модели является обеспечение наиболее естественных для пользователя
способов представления и сбора информации.

8.

Диаграмма бахмана
Одним из способов представления формализованного описания предметной области
информационной системы в рамках модели «объекты-связи» является использование
техники специальных диаграмм, которая была предложена известным американским
специалистом в области баз данных Ч. Бахманом.
В диаграммах Бахмана объекты (сущности) представляются вершинами некоторого
математического графа, а связи —дугами графа. Виды и свойства связей-отношений
объектов отображаются направленностью, специальным оформлением дуг и
расположением вершин графа.

9.

Модель сущность-связь
Сущность – множество экземпляров реальных или абстрактных объектов, обладающих
общими атрибутами или характеристиками.
Связь – некоторая ассоциация между двумя сущностями:
- один-к-одному
- один-ко-многим
-много-ко-многим
Модальности связи:
- может
- должен

10.

Модель сущность-связь
Модель Сущность-Связь (ER-модель) — это модель данных, позволяющая описывать
концептуальные схемы. Она предоставляет графическую нотацию, основанную на блоках
и соединяющих их линиях, с помощью которых можно описывать объекты и отношения
между ними какой-либо другой модели данных.
ER-модель удобна при прототипировании информационных систем, баз данных,
архитектур компьютерных приложений, и других систем. С её помощью можно выделить
ключевые сущности, присутствующие в модели, и обозначить отношения, которые могут
устанавливаться между этими сущностями.

11.

Даталогические модели данных
Даталогические модели поддерживаются конкретной СУБД и показывают
способ представления данных в базе данных. Различают два вида
даталогических моделей: документальные и фактографические.
Даталогическое проектирование оперирует не физическими записями, а
логическими понятиями, связанными со структурой базы данных, тем не
менее
особенности
представления
данных,
правила
и
языки
агрегирования и манипулирования данными имеют определяющее
влияние. Не все виды связей, например, «многие-ко-многим», могут быть
непосредственно отображены в логической модели.

12.

Физическая модель
Физические модели баз данных определяют способы размещения данных в среде
хранения и способы доступа к этим данным, которые поддерживаются на
физическом уровне.