Объектно-ориентированная база данных. Реляционная алгебра Кодда. Базы данных Nosql и oracle. Архитектура системы баз данных. Управление транзакциями

4. АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ БАЗ ДАННЫХ


Архитектура системы базы данных. Для понимания принципов функционирования систем баз данных необходимо рассмотреть архитектурные особенности такой системы. Мы ограничимся в данном обсуждении несколькими важными взаимосвязанными аспектами архитектуры систем баз данных, которые можно назвать информационной, пространственной и функциональной архитектурой.
Что такое информационная архитектура? Информационная архитектура системы базы данных характеризует поддерживаемые в системе представления ее информационных ресурсов, материализованные и виртуальные, их свойства и взаимосвязи, в частности, отображения между различными представлениями информационных ресурсов.
Одной из наиболее важных функций СУБД, оказавших решающее влияние на формирование сложившегося подхода к информационной архитектуре таких систем, является поддержка иерархии абстракций данных. Именно механизмы абстракции данных СУБД обеспечивают независимость способов видения базы данных различными группами системного персонала и пользователей. Это свойство системы называется независимостью данных. Действительно, пользователю СУБД, запрашивающему данные из базы данных, нет необходимости знать, каким образом организована база данных в среде хранения, как размещены запрашиваемые им данные в пространстве памяти. В то же время эти знания необходимы администратору системы базы данных, ответственному за использование системных ресурсов, за обеспечение высокой производительности системы.
Архитектурные уровни. Поскольку в системах баз данных имеют дело с иерархией абстракций данных, уместно говорить об уровнях абстракции. Различным уровням абстаркции данных соответствуют в системе базы данных различные уровни информационной архитектуры.
Поддержка каждого дополнительного уровня абстракции данных в системе требует наличия в СУБД специальных механизмов и существенно усложняет ее реализацию и эксплуатацию, оказывает влияние на производительность системы. Однако такой шаг диктуется достаточно серьезными мотивами. Он позволяет, как уже говорилось, обеспечить адекватные способы видения базы данных для различных групп персонала и пользователей системы, создать инструментарий, эффективно удовлетворяющий их потребности, выраженные в терминах естественного для них представления базы данных. Кроме того, появляется возможность изменять некоторые характеристики одного представления базы данных, не затрагивая характеристик других ее представлений, т.е. обеспечить независимость данных.
С каждым уровнем информационной архитектуры системы базы данных связана некоторая модель данных, в терминах которой обеспечивается представление данных на этом уровне. Языковые средства этой модели, если они представляются разработчиком СУБД пользователям и системному персоналу, позволяют настраивать механизмы данного архитектурного уровня СУБД и управлять их функционированием. В частности, язык определения данных позволяет определять представление базы данных, ассоциируемое с этим уровнем архитектуры, а операторы языка манипулирования данными дают возможность выполнять различные операции над элементами этого представления.