Независимость данных

ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П.Огарева» 

Кафедра информационно-вычислительных систем 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 
 

Выполнила: студентка 201 группы

  Равилова Е.Ю.

       Проверил: Крылова С.Л. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Саранск 2008

Содержание 

1 Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2 Физическая  независимость данных. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3 Логическая  независимость данных. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4 Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

5 Список  использованной литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 ВВЕДЕНИЕ 

     Независимость данных — критический аспект при  управлении любой системой баз данных. Она позволяет изменять приложения, не изменяя для этого структуру  базы данных, и изменять конструкцию базы данных, не оказывая при этом влияния на работу приложений. Система управления базами данных не должна вынуждать выносить окончательные решения о том, какие данные должны сохраняться, как получать к ним доступ и что будет нужно пользователям. Система не должна становиться бесполезной при изменении потребностей.

     По  мере накопления опыта использования  первых систем управления базами данных довольно скоро стало очевидным, что необходим дополнительный уровень  независимости данных. Общая логическая структура данных, как правило, сложная, и по мере роста базы данных она неизбежно изменяется. Поэтому важно обеспечить возможность изменения общей логической структуры без изменения при этом использующих ее многочисленных прикладных программ. В некоторых системах изменение общей логической структуры данных составляет форму ее существования, т. е. эта структура находится в состоянии постоянного развития. Поэтому требуются два уровня независимости данных. Мы будем называть их логической и физической независимостью данных. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 ФИЗИЧЕСКАЯ НЕЗАВИСИМОСТЬ  ДАННЫХ 

     Физическая  независимость данных означает, что  физическое расположение и организация  данных могут изменяться, не вызывая  при этом изменений ни общей логической структуры данных, ни прикладных программ.

     У физической независимости данных имеется  много различных форм. Однако во всех случаях целью является возможность  изменения организации физических данных без нарушения работоспособности  любой прикладной программы, зависящей  от старого формата данных.

     Одним из примеров физической независимости данных является возможность системы баз данных разделить строки некоторой таблицы между несколькими дисками и/или несколькими узлами кластера без потребности модификации какого-либо приложения. Другим важным примером физической независимости данных является отображение полей каждой строки реляционной таблицы на разные диски. Хотя в системе баз данных каждая строка может отображаться на непрерывный контейнер хранения (например, запись) одной дисковой страницы, возможен также вариант, когда крупные атрибуты таблицы, обращения к которым происходят не очень часто (соответствующие большим текстовым объектам, изображениям JPEG или многомерным массивам), хранятся в отдельных контейнерах разных дисковых страниц и/или разных томов для максимизации общей производительности системы.

     И снова подобные оптимизации физического  хранения данных реализуются таким  образом, чтобы быть совершенно прозрачными  для прикладных программ, за исключением, возможно, изменения их производительности. В качестве аналога из научной области можно рассмотреть прикладную программу, в которой используется структура языка C для описания записей данных на диске, и физическая организация этих записей изменяется без потребности в переписывании и даже перекомпиляции прикладной программы (или любого другого приложения, обращающегося к тем же данным). При допущении применения таких методов физическая независимость данных позволяет добиться повышения производительности за счет распараллеливания, достигаемого путем реорганизации данных – без дополнительных усилий или с небольшими усилиями со стороны ученых.  

     3 ЛОГИЧЕСКАЯ НЕЗАВИСИМОСТЬ  ДАННЫХ 

     В современных системах баз данных также обеспечивается логическая независимость  данных, которая изолирует программу  от изменений в логической организации базы данных – позволяя разработчиками добавлять и удалять в базе данных связи и информацию. Логическая независимость данных означает, что общая логическая структура данных может быть изменена без изменения прикладных программ (изменение, конечно, не должно заключаться в удалении из базы данных таких элементов, которые используются прикладными программами).

     В то время как физическая независимость  данных используется для сокрытия изменений  в физической организации данных, логическая независимость данных скрывает изменения в логической организации данных.

     Логическая  независимость данных обычно поддерживается с использованием представлений (view). Представление определяет виртуальную  таблицу, специфицируемую с использованием SQL-запроса над одной или несколькими базовыми таблицами и/или представлениями. Представления служат нескольким целям, включая повышение уровня безопасности (путем сокрытия атрибутов от приложений и пользователей, не обладающих истинной потребностью доступа к этим атрибутам) и улучшение производительности (путем материализации представлений, определенных с использованием сложных SQL-запросов над очень большими таблицами). Но, прежде всего, представления используются для обеспечения корректного функционирования старых программ даже при реорганизации используемой ими баз данных.

     Например, рассмотрим программу, корректное выполнение которой зависит от некоторой  таблицы T, которую администратор  желает реорганизовать путем вертикального  разделения на две части, сохраняемые в таблицах T' и T''. Для сохранения работоспособности приложений, зависящих от T, администратор может определить над T' и T'' представление, соответствующее исходному определению таблицы T, что позволит старым программам продолжать корректно функционировать.

     Кроме того, данные эволюционизируют. Системы  переходят от использования кодировки EBCDIC к ASCII, а затем к Unicode, от проприетарных  форматов плавающих чисел к формату IEEE, от марок к евро, от восьмисимвольных имен в кодировке ASCII к тысячесимвольным именам в кодировке Unicode. Важно обеспечить выполнение этих изменений таким образом, чтобы не разрушить миллионы строк существующих программ, для которых желательно видеть эти данные по-старому. Для решения этих проблем используются представления, динамически транслирующие данные в соответствующие форматы (производя преобразования между символьными и числовыми видами, между почтовыми кодами, состоящими из шести и девяти цифр, между длинными и короткими именами, и скрывая от старых программ новую информацию). Проблема двухтысячного года (преобразование двухсимвольного формата года в четырехсимвольный формат) продемонстрировала большинству организаций важность независимости данных.

     Для реализации и логической, и физической независимости данных в системах баз данных используется схема. В схеме базы данных сохраняются все метаданные, включая определения таблиц и представлений, а также информация о существующих индексах и о том, как таблицы отображаются на тома внешней памяти (и узлы в среде параллельных баз данных). Для независимости данных важно отделить данные и метаданные от программ, манипулирующих этими данными. В противном случае другие программы, по существу, не могли бы найти эти метаданные, что, в свою очередь, не позволило бы нескольким программам совместно использовать общую базу данных.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Разделение  программ и данных совершенствуется в объектно-ориентированном подходе. Классы данных, инкапсулирующие методы обеспечивают независимость данных и существенно облегчают эволюцию данных без затрагивания программ. Так что эти идеи все еще развиваются. Но ключевая идея этого раздела состоит в том, что для обеспечения независимости данных существенным является наличие явного и стандартного уровня доступа к данным с четкими метаданными и явным доступом к данным. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 Список использованной  литературы 

1. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных.: Пер. с англ. - 6-е изд. - К.: Диалектика,1999. – 784 с.
2. Кагаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 800с.
3. Системы управления базами данных. Журнал издательского дома "Открытые системы", 1995 -2003 гг.
4. Ульман Дж., Уидом Дж. Введение в системы баз данных./Пер. с англ. – М.: Издательство «Лори», 2000.- 374с.
5. http://dssp.karelia.ru/~ivk/book/2/2_1_1.html
6. http://students-programmers.ru/tag/opisanie-dannyih/
7. http://dssp.karelia.ru/~ivk/book/2/2_1_3.html