В чем разница между каталогом и схемой в реляционной базе данных?


99

Раньше я думал, что схема - это объект «верхней оболочки» перед самой базой данных. Я имею в виду DB.schema.<what_ever_object_name_under_schema>.

Что ж, каталог «обертка» сейчас довольно запутанный. Зачем нужен каталог? С какой именно целью следует использовать каталог?

Ответы:


75

С реляционной точки зрения:

Каталог - это место, где, помимо прочего, хранятся все различные схемы (внешние, концептуальные, внутренние) и все соответствующие сопоставления (внешние / концептуальные, концептуальные / внутренние).

Другими словами, каталог содержит подробную информацию (иногда называемую дескрипторной информацией или метаданными ) о различных объектах, представляющих интерес для самой системы.

Например, оптимизатор использует информацию каталога об индексах и других физических структурах хранения, а также много другой информации, чтобы помочь ему решить, как реализовать пользовательские запросы. Точно так же подсистема безопасности использует информацию каталога о пользователях и ограничениях безопасности, чтобы в первую очередь разрешить или отклонить такие запросы.

Введение в системы баз данных, 7-е изд., CJ Date, p 69-70.


С точки зрения стандарта SQL:

Каталоги - это именованные коллекции схем в SQL-среде. SQL-среда содержит ноль или более каталогов. Каталог содержит одну или несколько схем, но всегда содержит схему с именем INFORMATION_SCHEMA, которая содержит представления и домены информационной схемы.

Язык баз данных SQL , (Предлагаемый пересмотренный текст DIS 9075), стр. 45


С точки зрения SQL:

Каталог часто является синонимом базы данных . В большинстве баз данных SQL, если вы запросите представления information_schema, вы обнаружите, что значения в столбце table_catalog сопоставлены с именем базы данных.

Если вы обнаружите, что ваша платформа использует каталог в более широком смысле, чем любое из этих трех определений, это может относиться к чему-то более широкому, чем база данных - кластеру базы данных, серверу или кластеру серверов. Но я как бы сомневаюсь в этом, поскольку вы бы легко нашли это в документации своей платформы.


184

Майк Шерилл из «Cat Recall» дал отличный ответ . Я просто добавлю один пример: Postgres .

Кластер = установка Postgres

Когда вы устанавливаете Postgres на машину, такая установка называется кластером . «Кластер» здесь не подразумевается в аппаратном смысле, когда несколько компьютеров работают вместе. В Postgres под кластером понимается тот факт, что у вас может быть несколько несвязанных баз данных, работающих и работающих с использованием одного и того же серверного движка Postgres.

Слово « кластер» также определяется стандартом SQL таким же образом, как и в Postgres. Следование стандарту SQL является основной целью проекта Postgres.

В спецификации SQL-92 говорится:

Кластер - это набор каталогов, определяемый реализацией.

а также

Ровно один кластер связан с SQL-сессией

Это тупой способ сказать, что кластер - это сервер базы данных (каждый каталог - это база данных).

Кластер> Каталог> Схема> Таблица> Столбцы и строки

Итак, как в Postgres, так и в стандарте SQL у нас есть такая иерархия включения:

  • На компьютере может быть один кластер или несколько.
  • Сервер базы данных - это кластер .
  • В кластере есть каталоги . (Каталог = База данных)
  • В каталогах есть схемы . (Схема = пространство имен таблиц и граница безопасности)
  • В схемах есть таблицы .
  • В таблицах есть строки .
  • У строк есть значения , определяемые столбцами .
    Эти значения представляют собой бизнес-данные, которые важны для ваших приложений и пользователей, такие как имя человека, срок оплаты счета, цена продукта, высокий балл игрока. Столбец определяет тип данных значений (текст, дата, число и т. Д.).

На диаграмме показаны блоки вложенности, показывающие, как подключение к порту приводит вас к кластеру (серверу базы данных), который содержит один или несколько каталогов (базу данных), каждый из которых содержит одну или несколько схем (пространство имен), каждая из которых содержит таблицы, каждая из которых имеет ряды.

Множественные кластеры

Эта диаграмма представляет собой один кластер. В случае с Postgres у вас может быть более одного кластера на хост-компьютер (или виртуальную ОС). Обычно используется несколько кластеров для тестирования и развертывания новых версий Postgres (например: 9.0 , 9.1 , 9.2 , 9.3 , 9.4 , 9.5 ).

Если у вас было несколько кластеров, представьте, что диаграмма выше продублирована.

Разные номера портов позволяют нескольким кластерам работать бок о бок и работать одновременно. Каждому кластеру будет назначен собственный номер порта. Обычное значение 5432является только значением по умолчанию и может быть установлено вами. Каждый кластер прослушивает свой назначенный порт для входящих подключений к базе данных.

Пример сценария

Например, в компании могут быть две разные группы разработки программного обеспечения. Одна пишет программное обеспечение для управления складами, а другая команда создает программное обеспечение для управления продажами и маркетингом. Каждая команда разработчиков имеет свою собственную базу данных, не подозревая о чужой.

Но группа ИТ-операций приняла решение запускать обе базы данных на одном компьютере (Linux, Mac и т. Д.). Итак, на этот ящик они установили Postgres. Итак, один сервер базы данных (кластер базы данных). В этом кластере они создают два каталога, каталог для каждой команды разработчиков: один с именем «склад» и один с именем «продажи».

Каждая команда разработчиков использует множество десятков таблиц с разными целями и ролями доступа. Таким образом, каждая команда разработчиков объединяет свои таблицы в схемы. По совпадению, обе группы разработчиков отслеживают данные бухгалтерского учета, поэтому у каждой команды есть схема под названием «учет». Использование одного и того же имени схемы не является проблемой, потому что каждый каталог имеет собственное пространство имен, поэтому конфликтов нет.

Кроме того, каждая команда в конечном итоге создает таблицу для бухгалтерских целей, называемую «бухгалтерская книга». Опять же, никаких конфликтов имен.

Вы можете представить этот пример как иерархию…

  • Компьютер (аппаратный бокс или виртуализированный сервер)
    • Postgres 9.2 кластер (установка)
      • warehouse каталог (база данных)
        • inventory схема
          • [… Несколько таблиц]
        • accounting схема
          • ledger Таблица
          • [… Некоторые другие таблицы]
      • sales каталог (база данных)
        • selling схема
          • [… Несколько таблиц]
        • accounting схема (совпадение с тем же именем, что и выше)
          • ledger таблица (совпадение с тем же именем, что и выше)
          • [… Некоторые другие таблицы]
    • Postgres 9.3 кластер
      • [… Другие схемы и таблицы]

Программное обеспечение каждой группы разработчиков подключается к кластеру. При этом они должны указать, какой каталог (база данных) принадлежит им. Postgres требует, чтобы вы подключились к одному каталогу, но вы не ограничены этим каталогом. Этот исходный каталог является просто каталогом по умолчанию, который используется, когда в ваших операторах SQL отсутствует имя каталога.

Поэтому, если команде разработчиков когда-либо понадобится доступ к таблицам другой команды, они могут это сделать, если администратор базы данных предоставил им для этого права . Доступ осуществляется с явным именованием в шаблоне: catalog.schema.table . Поэтому, если «складской» команде нужно увидеть бухгалтерскую книгу другой команды («отдел продаж»), они пишут операторы SQL с помощью sales.accounting.ledger. Чтобы получить доступ к своей бухгалтерской книге, они просто пишут accounting.ledger. Если они обращаются к обеим бухгалтерским книгам в одном и том же фрагменте исходного кода, они могут выбрать, чтобы избежать путаницы, указав свое собственное (необязательное) имя каталога warehouse.accounting.ledgerвместо sales.accounting.ledger.


Кстати…

Вы можете слышать, что слово « схема» используется в более общем смысле, означающем весь дизайн структуры таблицы конкретной базы данных. Напротив, в стандарте SQL это слово означает конкретно конкретный уровень в Cluster > Catalog > Schema > Tableиерархии.

Postgres использует как базу данных слов, так и каталог в различных местах, например, в команде CREATE DATABASE .

Не все системы баз данных обеспечивают эту полную иерархию Cluster > Catalog > Schema > Table. Некоторые имеют только один каталог (базу данных). У некоторых нет схемы, только один набор таблиц. Postgres - исключительно мощный продукт.


8
Если да ...Catalog > Schema..., то может ли кто-нибудь сказать мне, почему узлы «Каталог» и «Схема» в pgAdmin (пользовательский интерфейс PostgreSQL) являются узлами-родственниками, а не узлом схемы в качестве дочернего узла каталога?
The Red Pea

6
Этот узел «Схема» принадлежит вам, а узел «Каталоги» - нет. Узел «Каталоги» имеет ровно два элемента: (1) PostgreSQL (pg_catalog), системный каталог, десятки «PG_» таблица , в которых хранятся определение метаданных из баз данных, такие как pg_index, pg_triggerи pg_constraint. (2) ANSI (information_schema), доступное только для чтения представление того же системного каталога, определенного стандартом SQL как information_schema. Лучшим названием для узла «Каталоги» в pgAdmin может быть «Система» или «Системные таблицы».
Basil Bourque

Спасибо. «Не все системы баз данных обеспечивают эту полную иерархию Кластер> Каталог> Схема> Таблица.» Интересно, что это такое для mysql и SQL Server?
Тим

+1. Все ли таблицы в схеме имеют одинаковую реляционную схему (т. Е. Один и тот же набор атрибутов и / или одинаковый набор ограничений)? Не могли бы вы также увидеть мой вопрос stackoverflow.com/questions/48232448/… ? Спасибо.
Тим

1
@Tim Схема - это просто пространство имен, разделяющее группы таблиц, подобно тому как папки - это пространство имен, организующее файлы в файловой системе (за исключением отсутствия вложенности схем). Таблицы хранят данные вашего приложения в виде атрибутов / столбцов за строкой.
Basil Bourque
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.