Database Architecture
Database Architecture एक Logical Structure या Blueprint है, जो बताता है कि Database System के अंदर कौन-कौन से Components हैं, और आपस में कैसे interact या connect करते हैं।
इस architecture में मुख्य रूप से 3 layers होती हैं:
- Internal Level (Physical Level)
- Conceptual Level (Logical Level)
- External Level (View Level)
Database Architecture वो structure है, जो Data के Flow और Processing को Control और Manage करता है।
यह एक Conceptual Design है, जो Database System के Structure, Function, और Interactions को दर्शाता है। इसका उद्देश्य है डेटा को इस तरह से Organize करना कि वह Efficiently, Securely, और Consistently Manage किया जा सके।
Main Objectives (मुख्य उद्देश्य)
- Data Organization : Data को Logical तरीके से Arrange करना।
- Data Independence : User को बिना Storage Details जाने Data Access करने देना।
- Security : Authorized Users को ही Access देना।
- Performance Optimization : Data Retrieval को Fast और Efficient बनाना।
- Scalability : Future में Data बढ़ने पर भी System Smoothly चलना।
Types of Database Architecture (प्रकार)
Database Architecture को सामान्यतः तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है:
- 1-Tier Architecture (Single Tier Architecture)
- 2-Tier Architecture (Client-Server Architecture)
- 3-Tier Architecture (Three-Level Architecture)
1 - Tier Architecture
1-Tier Architecture सबसे Basic Database Architecture है, जिसमें User सीधे Database के साथ Interact करता है। इसमें कोई Intermediate Layer (जैसे Application Server या Middleware) नहीं होती।
Example (उदाहरण) :
- MS Access में Local Database
- Personal Computer पर Excel Sheets
Features (विशेषताएँ) :
- User और Database के बीच कोई middleware नहीं होता।
- Data local system पर ही store होता है।
- single-user applications में उपयोग होता है।
- Execution और storage दोनों एक ही machine पर होते हैं।
Advantages
- High Speed: क्योंकि कोई Middle Layer नहीं होती, इसलिए Data Access बहुत तेज़ होता है।
- Best for Small Applications: जैसे – Personal Accounting Software या Single-user Systems।
- Easy Installation & Maintenance: Setup और Maintenance दोनों सरल होते हैं।
Disadvantages
- Low Data Security: Direct access होने के कारण Unauthorized Access का खतरा रहता है।
- Limited Multi-user Access: एक समय में केवल कुछ ही users efficiently access कर पाते हैं।
- Risk of Data Corruption: अगर System Crash हो जाए तो Database के corrupt होने की संभावना होती है।
2 - Tier Architecture
2-Tier architecture में system मुख्य रूप से दो layers में divided होता है – Client और Server।
- Client Side : User Interface और Application Logic handle करता है।
- Server Side : Database Server होता है, जो Actual Data को store और manage करता है|
Client Side से जब कोई request जाती है (जैसे SELECT query), तो Server उसे process करता है और result वापस Client को भेज देता है।
Features (विशेषताएँ)
- Client और Server अलग machines पर होते हैं।
- Communication Network (LAN/WAN) के माध्यम से होता है।
- Server data को manage करता है और client उसे present करता है।
- Data security server के control में होती है।
Advantages
- Easy Data Sharing in Multi-user Environment – Multiple users एक साथ data access कर सकते हैं।
- Better Database Security – Data centralized होने की वजह से security improved होती है।
- Easy Maintenance – Data एक centralized location पर होने से updates और management आसान।
- Fast Data Retrieval – Client-server model के कारण queries जल्दी process होती हैं।
Disadvantages
- Network Failure Risk – Network down होने पर data access रुक सकता है।
- Server Load Impact – Server पर load बढ़ने से performance घट सकती है।
- Downtime During Upgradation – Server upgrade के समय system कुछ समय के लिए down हो सकता है, इसलिए users उस समय data access नहीं कर पाते।
3 - Tier Architecture
3-Tier Architecture एक modern DBMS architecture है, जिसमें system को तीन independent layers में divide किया गया है। यह architecture large-scale applications के लिए ideal है, जैसे IRCTC, Paytm, Banking Systems, आदि।
तीन layers हैं:
- Presentation Layer (User Interface Layer)
- Application Layer (Business Logic Layer / Middle Layer)
- Database Layer (Data Storage Layer / Back-end Layer)
“इस architecture की विशेषता यह है कि हर layer अलग-अलग responsibilities handle करती है और independent होती है, जिससे पूरा system secure, scalable और maintainable बनता है।”
Advantages
- High Security : Users सीधे Database से connect नहीं होते, इसलिए सुरक्षा बेहतर रहती है।
- Scalability : Layers को अलग-अलग upgrade या modify किया जा सकता है।
- Maintenance Friendly : Application Logic और Database independent होने की वजह से maintenance आसान है।
- Performance Optimization : Load को efficiently distribute किया जा सकता है।
- Multi-user & Multi-platform Support : Web, Mobile और Desktop सभी platforms supported हैं।
Disadvantages
- Complex Implementation : Design और implementation थोड़ा complex और costly हो सकता है।
- Skilled Developers Required : इस architecture को develop और maintain करने के लिए experienced developers चाहिए।
- Middle Layer Dependency : अगर Middle Layer fail हो जाए तो system temporarily unavailable हो सकता है।
Components of Database System Architecture
- Database (Data Storage)
- Main repository, जहाँ सभी data files store होती हैं।
- DBMS Software
- Data को manage, retrieve और secure करता है।
- Query Processor
- SQL queries को interpret और execute करता है।
- DDL & DML Compiler
- Schema definition और data manipulation statements को translate करता है।
- Transaction Manager
- Concurrency control और recovery को handle करता है।
- Metadata Catalog
- Database के structure और schema की जानकारी रखता है।
- Database Administrator (DBA)
- Database की performance और security maintain करता है।
Difference Between 1-Tier, 2-Tier, and 3-Tier Architecture
Feature / Parameter | 1-Tier Architecture | 2-Tier Architecture | 3-Tier Architecture |
Definition | User सीधे Database से interact करता है | Client (UI) और Database Server अलग होते हैं | User → Application Server → Database Server (तीन independent layers) |
Number of Layers | 1 | 2 | 3 |
User Interaction | Direct | Through Client | Through Application / Middleware |
Data Location | Local machine | Centralized server | Centralized database server |
Security | Less | Medium | High |
Maintenance | Easy | Moderate | Complex लेकिन efficient for large systems |
Scalability | Low | Medium | High |
Multi-user Support | Limited | Supported, depends on server | Highly efficient, multi-user |
Performance | Fast for small apps | Network dependent | Optimized with load balancing |
Cost | Low | Medium | High |
Complexity | Simple | Medium | Complex |
Use Case / Example | MS Access, Personal Finance App | College Management System, Banking App (Client-Server) | IRCTC, Flipkart, Paytm, Large Web Applications |
