Архитектура СУБД

Классификация СУБД

По степени универсальности различаются два класса СУБД: системы общего назначения и специализированные системы. СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо конкретную предметную область или на информационные потребности конкретной группы пользователей. СУБД общего назначения обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных в условиях конкретного применения.

Использование СУБД общего назначения позволяет существенно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Развитые функциональные возможности таких СУБД, присущая им, как правило, функциональная избыточность позволяют иметь значительный «запас мощности», необходимый для безболезненного эволюционного развития построенных на их основе информационных систем. Вместе с тем средства настройки дают возможность достигнуть приемлемого уровня производительности информационной системы в процессе ее эксплуатации.

Однако в некоторых случаях доступные СУБД общего назначения не позволяют добиться требуемых характеристик производительности. Тогда приходится разрабатывать специализированную СУБД для данного конкретного применения. Решение указанных проблем при этом может оказаться возможным благодаря знанию специфических особенностей данного применения, к которым оказываются нечувствительными средства настройки доступных СУБД общего назначения, либо за счет ущемления каких-либо функций системы, не имеющих жизненно важного значения. Как правило, в этой роли оказываются, прежде всего, функции, обеспечивающие комфортную работу пользователя. Создание специальных СУБД – весьма трудоемкое дело даже в сравнительно простых случаях, и для того чтобы избрать этот путь нужно иметь действительно веские основания и твердую убежденность в невозможности или нецелесообразности использования какой-либо СУБД общего назначения.

По характеру использования СУБД делят на многопользовательские (промышленные) и локальные (персональные).

По используемой модели данных СУБД (как и БД) разделяют на иерархические, сетевые, реляционные, постреляционные, объектно-ориентированные и объектно-реляционные. Некоторые СУБД могут одновременно поддерживать несколько моделей данных. Модели данных будут рассмотрены позже.

 

СУБД имеет многоуровневую архитектуру, в которой можно выделить три основных уровня: внешний, концептуальный и внутренний. Другими словами для создания базы данных необходимо описать ее логическую структуру (схема данных, логическая схема данных, концептуальная схема данных), организацию в среде хранения (схема хранения, внутренняя схема), а также способы видения базы данных пользователями (внешние схемы).

Внешний уровень описывает ту часть базы данных, которая относится к каждому пользователю. На внешнем уровне каждый пользователь имеет дело с представлением "реального мира", выраженным в наиболее удобной для него форме. Внешнее представление содержит только те сущности, атрибуты и связи "реального мира", которые интересны пользователю.

Концептуальный уровень содержит логическую структуру всей базы данных (с точки зрения АБД). Фактически это полное представление требований к данным, которое при этом не зависит от способа их хранения. На концептуальном уровне представлены следующие компоненты: все сущности, их атрибуты и связи; накладываемые на данные ограничения; ограничения безопасности и целостности данных.

Внутренний уровень есть физическое представление базы данных в компьютере. Внутренняя схема состоит из отдельных экземпляров записей, физически хранимых во внешних носителях. На внутреннем уровне также хранится следующая информация: распределение дискового пространства для хранения данных и индексов, сведения о размещении записей; сведения о сжатии данных и выбранных методах их шифрования.

Строго говоря, ниже внутреннего уровня находится физический уровень, который контролируется операционной системой, но под управлением СУБД.