Связь между логической и физической структуры данных

Логическая структура данных.

БД может состоять из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц. Например, к табл.1 могут добавиться новые таблицы данных о сдаче студентами текущих экзаменов, зачетов и т.п.

Рассмотрим подробнее структуру таблицы: логической единицей данных таблиц является строка данных или запись. Каждая запись состоит из отдельных элементов, называемых полями. Каждое поле записи содержит элемент информации об некотором объекте, в нашем примере, студенте. Таким образом, каждое поле записи характеризует отдельные качества объекта, а в целом, таблица характеризует данные о совокупности однотипных объектов. Разбиение БД на отдельные таблицы, записи и поля называется логической структурой БД.

Хранение данных. Физическая организация (структура) данных.

БДхранятся на физических носителях -магнитных и оптических дисках, лентах и т.п. Объемы данных, входящих в БД, могут быть огромными – несколько млн. записей, занимающих гигабайты памяти, поэтому возникает проблема такого размещения данных на носителях, при котором доступ к данным был бы наиболее эффективным. Способ размещения данных на физическом носителе называется физической организацией или структурой данных.

Связь между логической и физической структуры данных.

Ясно, что не может быть полной независимости физической и логической организации данных. Бессмысленно хранить в одном блоке памяти, например, фамилии сотрудников, а в другом – данные на этих сотрудников, если не наладить при этом совокупность ссылок.

Наиболее простая физическая организация состоит в том, чтобы размещать в памяти файл, хранящий данные одной таблицы, последовательно запись за записью.

При простейшей реляционной модели организации данных каждое поле записи имеет фиксированную длину, а значит, и все записи имеют фиксированную длину. При этом игнорируется тот факт, что элементы данных, например, фамилии могут иметь разную длину, а значит, надо выбрать длину поля фамилий по самой длинной фамилии. Много места при этом остается свободным, однако, при таком подходе можно легко определить координаты записи по ее номеру, т.е. осуществлять произвольный доступ к данным.

БД размещаются, в основном, на физических носителях, представляющих собой цилиндры, состоящие из пакетов дисков. Поверхность каждого диска состоит из дорожек, которые делятся на сегменты, называемые кластерами. Диски вращаются со скоростью несколько тыс.об./мин. Читающая - записывающая головка перемещается с помощью специального привода перпендикулярно дорожкам.

Основным типом пользовательского запроса является получение одной логической записи. Если запись размещена на одной дорожке, то ее считывание можно произвести без перемещения головки, что значительно ускоряет доступ к записи.

При считывании данных о целой таблице желательно также размещение ее на одном носителе с тем, чтобы обеспечить к ней наиболее эффективный доступ.

С другой стороны, если БД привязана к конкретному физическому носителю и жестко настроена на него, то ее невозможно использовать на другом компьютере, что ограничивает область ее применения, поэтому проектировщики БД стараются обеспечить независимость логической и физической структуры данных.