Обеспечение баз данных. Трехуровневая архитектура БД.

Выполнение функций БД обеспечивается комплексом средств, называемым обеспечивающим составом, или обеспе­чением. Этот комплекс включает следующее:

1. Техническое обеспечение — все аппаратные средства, которые обеспечивают функционирование БД и работу поль­зователей.

2. Математическое обеспечение — совокупность мето­дов, способов, математических моделей и алгоритмов управ­ления базами данных и решения прикладных задач, например язык запросов SQL.

3. Программное обеспечение — программы, в среде кото­рых функционирует база данных и набор программ, необхо­димых для выполнения вспомогательных операций и решения пользовательских задач.

4. Информационное обеспечение — совокупность систем классификации и кодирования информации, входных доку­ментов и вспомогательных информационных массивов.

5. Лингвистическое обеспечение — множество языков, используемых в СУБД, а также набор словарей, образующих словарный запас информационной системы (интерфейсная модель пользователя, наиболее оптимальным образом обеспе­чивающая работу пользователя с СУБД).

6. Организационное обеспечение — комплекс мероприя­тий и руководящих документов, определяющих организацию повседневной эксплуатации банка данных и эффективное ин­формационное обслуживание пользователей (например, важ­ная для работы организация резервного копирования).

Способы доступа к данным на протяжении нескольких по­следних десятилетий развивались от громоздких, физически ориентированных методов начального периода обработки файлов к различным видам обработки баз данных. Одним из наиболее важных аспектов реляционной «революции» стала идея отделения логической структуры, как она понимается конечным пользователем, от физического представления, тре­буемого компьютерным оборудованием. Это суть философии структуры данных, представленной в модели ANSI/SPARC.

Трехуровневая архитектура баз данных — это стандартная их структура, состоящая из концептуального, внешнего (уро­вень логического проектирования) и внутреннего уровней.

На первом из названных уровне выполняется концепту­альное проектирование БД. Оно включает анализ информаци­онных потребностей пользователей и определение нужных им элементов данных. Результатом этого уровня является концеп­туальная схема, единое логическое описание всех элементов данных и отношений между ними. Концептуальный уровень — структурный уровень баз данных, определяющий ее логи­ческую схему.

Внешний уровень (уровень логического проектирования) составляют пользовательские представления данных БД. У каждой пользовательской группы свое представление данных в БД. Каждое такое представление имеет ориентированное на пользователя описание элементов данных и отношений между ними. Его можно напрямую вывести из концептуальной схемы. Совокупность всех таких пользовательских представ­лений данных и есть внешний уровень. Внешний уровень — структурный уровень БД, определяющий пользовательские представления данных.

Внутренний уровеньобеспечивает физический взгляд на БД: дисководы, физические адреса, индексы, указатели и т. д. За этот уровень отвечают проектировщики физической БД. Ни один пользователь не касается этого уровня. Внутренний уро­вень — структурный уровень БД, определяющий физический вид БД.

Концептуальное проектирование БД.

Главным итоговым результатом концептуального проекти­рования является определение основных информационных объ­ектов предметной области и отношений между ними. Выде­ление основных информационных объектов начинается с ана­лиза документов и регламентаций (положения, инструкции, бланки, формализованные карточки, отчеты, формы, жур­налы).

Анализ «бумажной» документации позволяет сформиро­вать перечень атрибутов, характеризующих те или иные ин­формационные объекты и отношения между ними.

В соответствии с технологической схемой обработки информации (см. рис.8) на основе предва­рительного формирования общего представления о предметной области, а также дополнительного изучения документации (структура журналов регистрации и учета документов, порядок ведения номенклатурных дел и т. д.) можно выделить следующие по­нятия и категории: жилой дом, квартиросьемщик, льготная категория граждан, ставка, лицевой счет, виды коммунальных оплат, и т.д.

В итоге перечень объектов и их атрибутов может быть следующим:

· Лицевой счет (Адрес, Площадь, Виды коммунальных услуг, Тариф, Количество проживаемых человек);

· Квартиросьемщики (Ф.И.О., Категория льготы);

· Оплата коммунальных услуг (Наименование услуги, Дата оплаты, Оплачено);

Таким образом, простая концептуальная модель БД разрабатываемой для технологической схемы (см. рис. 8) будет иметь следующий графический вид (рис.13).

Рис. 13. Пример концептуальной схемы БД.