Внешний уровень

Внешний уровень. Представление базы данных с точки зрения пользователей. Этот уровень описывает ту часть базы данных, которая относится к каждому пользователю.

Внешний уровень состоит из нескольких различных внешних представлений базы данных. Каждый пользователь имеет дело с представлением " реального мира", выраженным в наиболее удобной для него форме.

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). В отличие от остальных пользователей, АБД интересует также концептуальный и внутренний уровни.

У каждого пользователя есть свой язык общения.

Для прикладного программиста это либо один из распространенных языков программирования (например, семейство C или Java), либо специальный язык (язык 4-го поколения).

Для конечного пользователя это специальный язык запросов, или язык специального назначения, который может быть основан на использовании форм и меню, разработан специально с учетом требований пользователя и интерактивно поддерживаться некоторым оперативным приложением. Внешнее представление для конечного пользователя содержит только те сущности, атрибуты и связи "реального мира", которые интересны пользователю. Другие сущности, атрибуты или связи, которые ему не интересны, также могут быть представлены в базе данных, но пользователь может даже не подозревать об их существовании. Помимо этого, различные представления могут по-разному 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.

Внутренний уровень

Внутренний уровень. Физическое представление базы данных в компьютере. Этот уровень описывает, как информация хранится в базе данных.

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 на запоминающих устройствах. На этом уровне осуществляется взаимодействие СУБД с методами доступа операционной системы (вспомогательными функциями хранения и извлечения записей данных) с целью размещения данных на запоминающих устройствах, создания индексов, извлечения данных и т.д. На внутреннем уровне хранится следующая информация:

• распределение 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.

Ниже внутреннего уровня находится физический уровень (physical level), который контролируется операционной системой, но под управлением СУБД. Однако функции СУБД и операционной системы на физическом уровне не вполне четко разделены и могут варьироваться от системы к системе. В одних СУБД используются многие предусмотренные в данной операционной системе методы доступа, тогда как в других применяются только самые основные и реализована собственная файловая организация. Физический уровень доступа к данным ниже СУБД состоит только из известных операционной системе элементов (например, указателей на то, как реализовано последовательное распределение и хранятся ли поля внутренних записей на диске в виде непрерывной последовательности байтов).

Концептуальный уровень

Концептуальный уровень. Обобщающее представление; базы данных,

Этот уровень описывает то, какие данные хранятся в базе данных, а также связи, существующие между ними.

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 со стороны организации, которое не зависит от любых соображений относительно способа их хранения. На концептуальном уровне представлены следующие компоненты:

• все сущности, их атрибуты и связи;

• ограничения накладываемые на данные;

• семантическая информация о данных;(информация, содержащаяся в высказывании и переводимая через значения единиц языка.)

• 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. Например, описание сущности должно содержать сведения о типах данных атрибутов (целочисленный, действительный или символьный) и их длине (количестве значащих цифр или максимальном количестве символов), но не должно включать сведений об организации хранения данных, например об объеме занятого пространства в байтах