X-第二篇 第3講 管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理概述(2)-20141011

數(shù)據(jù)庫(kù)第二篇第3講管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理概述(2)深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院主講人王貴斌第2章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述2.1概述2.2數(shù)據(jù)模型2.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成2.5本章小結(jié)2.2數(shù)據(jù)模型2.2.1概述2.2.2信息的三種世界及其描述2.2.3數(shù)據(jù)模型的組成要素2.2.4概念模型2.2.5常用數(shù)據(jù)模型2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）網(wǎng)狀模型用有向圖（網(wǎng)絡(luò)）結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類(lèi)型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱(chēng)為網(wǎng)狀模型（NetworkModel）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的

數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例都薇哈爾濱道理區(qū)友誼路李金寶哈爾濱南崗區(qū)學(xué)府路孫文雋哈爾濱南崗區(qū)學(xué)府路陳慶奎哈爾濱道外區(qū)上游路楊燕哈爾濱道外區(qū)南馬路2410000852000045100003610000系姓名城市區(qū)街道帳號(hào)存款余額儲(chǔ)蓄戶(hù)記錄集合帳戶(hù)記錄集合

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的核心是記錄和系。記錄表示數(shù)據(jù)，一個(gè)記錄有多個(gè)數(shù)據(jù)域，每個(gè)域表示一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)；數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系由“系”表示，可視為一個(gè)指針2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型滿(mǎn)足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親(左圖R1R2)一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親(右圖R3)

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

R4

R5

2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實(shí)體型用記錄類(lèi)型描述每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類(lèi)型屬性用字段描述每個(gè)記錄類(lèi)型可包含若干個(gè)字段聯(lián)系用結(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)表示記錄（類(lèi)）型之間的一對(duì)多的父子聯(lián)系特點(diǎn)只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系每個(gè)記錄類(lèi)型定義一個(gè)排序字段，也稱(chēng)為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

R4

R5

2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）

Ｒ1

L1L2

R22.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師父母人子女樹(shù)種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）多對(duì)多聯(lián)系在網(wǎng)狀模型中的表示用網(wǎng)狀模型間接表示多對(duì)多聯(lián)系方法將多對(duì)多聯(lián)系直接分解成一對(duì)多聯(lián)系2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱查詢(xún)插入刪除更新2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如DBTG

DatabaseTaskGroup，數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組。指能夠處理模糊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)）對(duì)數(shù)據(jù)操縱加了一些限制，提供了一定的完整性約束支持記錄碼的概念，碼即唯一標(biāo)識(shí)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合雙親結(jié)點(diǎn)與子女結(jié)點(diǎn)之間是一對(duì)多聯(lián)系屬籍類(lèi)別加入類(lèi)別(自動(dòng)的，手工的)移出類(lèi)別(固定的，必須的，隨意的)完整性約束條件允許插入尚未確定雙親結(jié)點(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)記錄之間的聯(lián)系常用方法單向鏈接雙向鏈接環(huán)狀鏈接向首鏈接2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶(hù)掌握DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶(hù)不容易使用2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱(chēng)CODASYL系統(tǒng)由DBTG提出的一個(gè)系統(tǒng)方案奠定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、方法和技術(shù)70年代推出實(shí)際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系模型(重點(diǎn)理解和掌握的內(nèi)容)最重要的一種數(shù)據(jù)模型，也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型1970年由美國(guó)IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出在美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)會(huì)刊《CommunicationoftheACM》上發(fā)表題為“ARelationalModelofDataforSharedDataBanks”的論文目前主流的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)大都是基于關(guān)系數(shù)據(jù)模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)80年代以來(lái)推出的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)幾乎都支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系理論的確立標(biāo)志著關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究接近頂峰，而且關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)占據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的市場(chǎng)2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱關(guān)系數(shù)據(jù)模型的完整性約束關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)之上關(guān)系數(shù)據(jù)模型是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合，其主要特征是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集，用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系其邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，由行和列組成2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系模型的基本概念關(guān)系（Relation）一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表元組（Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組，很多系統(tǒng)稱(chēng)之為記錄屬性（Attribute）表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱(chēng)即屬性名同一張表中的屬性具有不同是屬性名碼（Key）表中的某個(gè)屬性或?qū)傩越M，它（們）的值可以唯一確定一個(gè)元組，且屬性中不含多余的屬性2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）域（Domain）屬性的取值范圍分量（Element）元組中的一個(gè)屬性值關(guān)系模式(Relationmode)關(guān)系的型，是對(duì)關(guān)系的描述，實(shí)際上就是記錄類(lèi)型關(guān)系模式僅是對(duì)數(shù)據(jù)特性的描述它的一般表示，包括模式名，屬性名，值域名以及模式的主鍵（碼），如下

關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n） 例如：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)要全部用關(guān)系表示在關(guān)系模型中，實(shí)體集以及實(shí)體間的聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示例如，在關(guān)系模型中，學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的聯(lián)系表示為

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，所在系）； 課程（課程號(hào)，課程名，先行課）；選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）.2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系實(shí)例就是一個(gè)關(guān)系，即一張二維表格超鍵（碼）在關(guān)系中能唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性集稱(chēng)為關(guān)系模式的超鍵(注意，超鍵是一個(gè)屬性集)通常選取一個(gè)碼作為主鍵，也稱(chēng)主碼（PrimaryKey）候選鍵（碼）（SecondaryKey）不含有多余屬性的超鍵稱(chēng)為候選鍵外鍵某個(gè)關(guān)系的主鍵相應(yīng)的屬性在另一關(guān)系中出現(xiàn)，此時(shí)該主鍵在就是另一關(guān)系的外鍵，如有兩個(gè)關(guān)系S和SC,其中S#是關(guān)系S的主鍵，相應(yīng)的屬性S#在關(guān)系SC中也出現(xiàn)，此時(shí)S#就是關(guān)系SC的外鍵一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例2410000852000045100003610000帳號(hào)存款余額帳戶(hù)關(guān)系姓名城市區(qū)街道儲(chǔ)蓄戶(hù)關(guān)系帳號(hào)都薇哈爾濱道理區(qū)友誼路85李金寶哈爾濱南崗區(qū)學(xué)府路24孫文雋哈爾濱南崗區(qū)學(xué)府路85陳慶奎哈爾濱道外區(qū)上游路24陳慶奎哈爾濱道外區(qū)上游路36楊燕哈爾濱道外區(qū)南馬路452.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系的表示方法實(shí)體型直接用關(guān)系（表）表示屬性用屬性名表示一對(duì)一聯(lián)系隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中一對(duì)多聯(lián)系隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中多對(duì)多聯(lián)系直接用關(guān)系表示2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）例1

學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對(duì)多聯(lián)系：

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）;

系(系號(hào)，系名，辦公地點(diǎn)).例2

系、系主任、系與系主任間的一對(duì)一聯(lián)系例3 學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系：

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）;

課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）;

選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）.2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿(mǎn)足一定的規(guī)范條件 最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱查詢(xún)、插入、刪除、更新數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合存取路徑對(duì)用戶(hù)隱蔽，用戶(hù)只要指出“干什么”，不必詳細(xì)說(shuō)明“怎么干”關(guān)系模型把存取路徑向用戶(hù)隱蔽起來(lái)，使數(shù)據(jù)的獨(dú)立性提高關(guān)系語(yǔ)言的高度非過(guò)程化，使得用戶(hù)對(duì)關(guān)系的操作容易2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系模型的完整性約束實(shí)體完整性這條規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空值。如果出現(xiàn)空值，那么主鍵值就起不了唯一標(biāo)識(shí)元組的作用。參照完整性這條規(guī)則要求“不引用不存在的實(shí)體”其形式定義如下:如果屬性集K是關(guān)系模式R1的主鍵，K也是關(guān)系模式R2的外鍵，那么R2的關(guān)系中，K的取值只允許有兩種可能，或者為空值，或者等于R1關(guān)系中某個(gè)主鍵值2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）這條規(guī)則在使用時(shí)有三點(diǎn)應(yīng)注意:1)外鍵和相應(yīng)的主鍵可以不同名，只要定義在相同值域上即可；2)R1和R2也可以是同一個(gè)關(guān)系模式，表示了屬性之間的聯(lián)系；3)外鍵值是否允許空應(yīng)視具體問(wèn)題而定。用戶(hù)定義的完整性2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中、實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都用表來(lái)表示在數(shù)據(jù)庫(kù)的物理組織中，表以文件形式存儲(chǔ)一些小型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)RDBMS采用直接的操作系統(tǒng)文件的方式實(shí)現(xiàn)關(guān)系存儲(chǔ)一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)文件許多RDBMS自己設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)、文件格式和數(shù)據(jù)存取機(jī)制2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶(hù)易懂易用實(shí)體和各類(lèi)聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示對(duì)數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單一、使數(shù)據(jù)操作方法統(tǒng)一關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶(hù)透明具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)建立的工作缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶(hù)透明導(dǎo)致查詢(xún)效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)聯(lián)系是靠數(shù)據(jù)冗余實(shí)現(xiàn)的，所以不可能消除數(shù)據(jù)冗余，使得關(guān)系空間效率和時(shí)間效率比較低為提高性能，必須對(duì)用戶(hù)的查詢(xún)請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度2.2.5常用數(shù)據(jù)模型（續(xù)）典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)ORACLESYBASEINFORMIXDB/2COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBase第2章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述2.1概述2.2數(shù)據(jù)模型2.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)

2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成2.5本章小結(jié)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型用數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言給出精確的描述，這稱(chēng)為數(shù)據(jù)模式，它是數(shù)據(jù)庫(kù)的框架從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，包括以下三種數(shù)據(jù)模式外模式邏輯模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明值（Value）是型的一個(gè)具體賦值例如：學(xué)生記錄記錄型：（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）該記錄型的一個(gè)記錄值：（900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇）2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）模式（Schema）數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系模式是相對(duì)穩(wěn)定的是數(shù)據(jù)庫(kù)全體數(shù)據(jù)的邏輯整體結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅涉及到型的描述，而不涉及到具體值模式的一個(gè)實(shí)例（Instance）模式的一個(gè)具體值反映數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例實(shí)例隨數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng) 模式反映的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)據(jù)抽象與數(shù)據(jù)庫(kù)的三種模式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要目的之一就是為用戶(hù)提供一個(gè)數(shù)據(jù)抽象視圖，以隱藏?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法等細(xì)節(jié)邏輯模式2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念抽象外模式/模式映象物理抽象模式/內(nèi)模式映象現(xiàn)實(shí)世界外模式邏輯模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用n視圖1視圖2視圖n視圖抽象2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）邏輯模式（LogicalSchema）及概念數(shù)據(jù)庫(kù)也稱(chēng)為模式(Schema)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是一個(gè)對(duì)所有用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合抽象而得到的全局公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶(hù)的需求用模式描述語(yǔ)言DDL

(DataDefinitionLanguage)來(lái)定義描述的數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體和屬性的名字及他們之間的關(guān)系，是個(gè)可以放進(jìn)數(shù)據(jù)項(xiàng)值的框架，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄型、數(shù)據(jù)項(xiàng)的型（結(jié)構(gòu)）、記錄間的聯(lián)系數(shù)據(jù)安全性定義，保密方式、級(jí)別和使用權(quán)限完整性約束數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)方式2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)只能有一個(gè)邏輯模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、減少數(shù)據(jù)冗余模式的地位是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無(wú)關(guān)與具體的應(yīng)用程序、開(kāi)發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān)模式的定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類(lèi)型、取值范圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求以邏輯模式為框架的數(shù)據(jù)庫(kù)稱(chēng)為概念數(shù)據(jù)庫(kù)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）外模式（ExternalSchema）及用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)也稱(chēng)子模式（Subschema）是對(duì)各個(gè)用戶(hù)或應(yīng)用程序所涉及數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特征的描述，是用戶(hù)自己所關(guān)注局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述用子模式模式描述語(yǔ)言DDL進(jìn)行定義子模式的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)域、數(shù)據(jù)構(gòu)造規(guī)則及數(shù)據(jù)安全性和完整性的描述可與邏輯模式不同2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）子模式是完全按照用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的需要、站在局部的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)有多個(gè)用戶(hù)，則可以有多個(gè)子模式用戶(hù)不必考慮與自己無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)，使得用戶(hù)使用數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)程序的工作簡(jiǎn)化用戶(hù)只能對(duì)自己需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)庫(kù)的其它數(shù)據(jù)與用戶(hù)隔離，有利于數(shù)據(jù)的安全和保密可使用子模式，同一模式可派生出多個(gè)模式，有利于數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和共享性數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)的數(shù)據(jù)視圖是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示只有相同的數(shù)據(jù)視圖的用戶(hù)，共享一個(gè)子模式一個(gè)子模式可以為多個(gè)用戶(hù)使用，它是模式的邏輯子集，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可有多個(gè)外模式（子模式）2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）外模式的地位：介于模式與應(yīng)用之間模式與外模式的關(guān)系：一對(duì)多外模式通常是模式的子集一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式。反映了不同的用戶(hù)的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對(duì)數(shù)據(jù)保密的要求對(duì)模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、長(zhǎng)度、保密級(jí)別等都可以不同外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對(duì)多同一外模式也可以為某一用戶(hù)的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用但一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施每個(gè)用戶(hù)只能看見(jiàn)和訪(fǎng)問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）內(nèi)模式(InternalSchema)及物理數(shù)據(jù)庫(kù)也稱(chēng)存儲(chǔ)模式（AccessSchema）或物理模式（PhysicalSchema）是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式或底層描述，用內(nèi)模式DDL(InternalSchemaDDL)進(jìn)行定義數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄、數(shù)據(jù)集、索引和存取路徑的物理組織方式數(shù)據(jù)的優(yōu)化性能、響應(yīng)時(shí)間和存儲(chǔ)空間需求數(shù)據(jù)的記錄位置、塊的大小與數(shù)據(jù)溢出區(qū)等2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式無(wú)論哪一級(jí)的模式都只能是處理數(shù)據(jù)的一個(gè)框架，而按照這些框架填入的數(shù)據(jù)才是數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容（模型、模式、具體值是三個(gè)不同的概念）其目的是將系統(tǒng)的全局邏輯模式組織成自有的物理模式，以提高存取效率，改善系統(tǒng)性能以物理模式（內(nèi)模式）為框架的數(shù)據(jù)庫(kù)為物理數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中只有物理數(shù)據(jù)庫(kù)才是真實(shí)存在的（計(jì)算機(jī)外存的實(shí)際數(shù)據(jù)文件），概念數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)外存上是不存在的觀(guān)念數(shù)據(jù)庫(kù)是物理數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯抽象形式物理數(shù)據(jù)庫(kù)是概念數(shù)據(jù)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)是概念數(shù)據(jù)庫(kù)的子集，也是物理數(shù)據(jù)庫(kù)子集的邏輯描述2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性1972年，ANSI/SPARCDBMS研究組提出的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)—三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，一個(gè)重要的目標(biāo)是將用戶(hù)應(yīng)用與物理數(shù)據(jù)庫(kù)分離2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）三級(jí)模式與二級(jí)映象三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管理，是用戶(hù)能邏輯地抽象地處理數(shù)據(jù)，不用關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的具體表示和存放為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在這三級(jí)模式之間提供了兩層映象：外模式/（邏輯）模式映象和（邏輯）模式/（物理）內(nèi)模式映象這兩層映象保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）外模式／（邏輯）模式映象定義外模式與（邏輯）模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一個(gè)（邏輯）模式可以有多個(gè)外模式，對(duì)于每一個(gè)外模式，都有一個(gè)外模式/（邏輯）模式映象，它定義該外模式與（邏輯）模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系映象定義通常包含在各自外模式的描述中外模式／（邏輯）模式映象的用途，是保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）當(dāng)（邏輯）模式改變（增加新的關(guān)系、新的屬性、屬性的類(lèi)型等）時(shí)，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA對(duì)各個(gè)外模式/（邏輯）模式的映象作相應(yīng)的改變，可以使外模式保持不變應(yīng)用程序依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫(xiě)，從而程序不需做變動(dòng)，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯性獨(dú)立，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性，由邏輯模式與外模式之間的映射實(shí)現(xiàn)，是指當(dāng)概念數(shù)據(jù)庫(kù)模式發(fā)生改變時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)的外模式不變，保證建在外模式上的應(yīng)用程序不需要修改，只需要修改概念模式與外模式之間的映象2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）（邏輯）模式／（物理）內(nèi)模式映象數(shù)據(jù)庫(kù)中此映象是唯一的，定義了數(shù)據(jù)庫(kù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常包含在模式的描述中，例如，說(shuō)明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的模式／內(nèi)模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA只對(duì)此模式／內(nèi)模式映象做相應(yīng)變動(dòng)，使模式保持不變應(yīng)用程序不受影響，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性，由內(nèi)模式與（邏輯）模式之間的映射實(shí)現(xiàn)，是指在數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)模式（物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）發(fā)生變化時(shí)，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)不變；可以保證用戶(hù)編寫(xiě)的應(yīng)用程序不便，需修改內(nèi)模式與邏輯模式間的映射2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式小結(jié)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)的中心與關(guān)鍵獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)的其它層次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)首先確定數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模式內(nèi)模式依賴(lài)于全局邏輯結(jié)構(gòu)，但獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)視圖即外模式，也獨(dú)立于具體的存儲(chǔ)設(shè)備它將全局邏輯結(jié)構(gòu)中所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系按照一定的物理存儲(chǔ)策略進(jìn)行組織，以達(dá)到較好的時(shí)間與空間效率外模式面向具體的應(yīng)用程序，定義在邏輯模式之上，但獨(dú)立于存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性。當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿(mǎn)足其視圖要求時(shí)，該外模式就得做相應(yīng)改動(dòng)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)中的邏輯模式是中心和關(guān)鍵應(yīng)用程序在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，它依賴(lài)于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立不同的應(yīng)用程序有時(shí)可以共用同一個(gè)外模式二級(jí)映象保證了數(shù)據(jù)庫(kù)外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程序一般不需要修改數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）模型分類(lèi)-數(shù)據(jù)庫(kù)的建模過(guò)程邏輯數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）邏輯數(shù)據(jù)模型-

數(shù)據(jù)模型的發(fā)展反映了數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展文件系統(tǒng)層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)商務(wù)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用（查詢(xún)要求，集成的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)共享）DBMS技術(shù)商務(wù)數(shù)據(jù)處理迅速發(fā)展，普及（簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，非過(guò)程化查詢(xún)）關(guān)系數(shù)據(jù)理論數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，新應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)應(yīng)用新需求（復(fù)雜對(duì)象，對(duì)象的復(fù)雜行為）面向?qū)ο蠹夹g(shù)2.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)（續(xù)）2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫(kù)最終用戶(hù)角度看：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為單用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)客戶(hù)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）單用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù))裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，為一個(gè)用戶(hù)獨(dú)占，不同機(jī)器之間不能共享數(shù)據(jù)早期的最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)，都集中存放在主機(jī)上，所有處理任務(wù)都由主機(jī)來(lái)完成各個(gè)用戶(hù)通過(guò)主機(jī)的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫(kù)，共享數(shù)據(jù)資源優(yōu)點(diǎn)易于管理、控制與維護(hù)缺點(diǎn)當(dāng)終端用戶(hù)數(shù)目增加到一定程度后，主機(jī)的任務(wù)會(huì)過(guò)分繁重，成為瓶頸，從而使系統(tǒng)性能下降系統(tǒng)的可靠性依賴(lài)主機(jī),當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都不能使用主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主機(jī)終端2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物理地分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用同時(shí)也可以同時(shí)存取和處理多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)了地理上分散的公司、團(tuán)體和組織對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的需求缺點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布存放給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護(hù)帶來(lái)困難當(dāng)用戶(hù)需要經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)效率會(huì)明顯地受到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹萍s2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）客戶(hù)／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)NetworkRequestResultaclient,aserver,andnetworkClientServerClientmachineServermachine2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）把DBMS功能和應(yīng)用分開(kāi)網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)（些）結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專(zhuān)門(mén)用于執(zhí)行DBMS功能，稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，簡(jiǎn)稱(chēng)服務(wù)器其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝DBMS的外圍應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具，用戶(hù)的應(yīng)用系統(tǒng)，稱(chēng)為客戶(hù)機(jī)客戶(hù)／服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的種類(lèi)集中的服務(wù)器結(jié)構(gòu)一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，多臺(tái)客戶(hù)機(jī)分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)中有多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分布的服務(wù)器結(jié)構(gòu)是客戶(hù)／服務(wù)器與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）客戶(hù)／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)客戶(hù)端的用戶(hù)請(qǐng)求被傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行處理后，只將結(jié)果返回給用戶(hù)，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量數(shù)據(jù)庫(kù)更加開(kāi)放客戶(hù)與服務(wù)器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺(tái)上運(yùn)行可以使用不同廠(chǎng)商的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）客戶(hù)／服務(wù)器結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)系統(tǒng)安裝復(fù)雜，工作量大應(yīng)用維護(hù)困難，難于保密，造成安全性差相同的應(yīng)用程序要重復(fù)安裝在每一臺(tái)客戶(hù)機(jī)上，從系統(tǒng)總體來(lái)看，大大浪費(fèi)了系統(tǒng)資源系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到數(shù)百數(shù)千臺(tái)客戶(hù)機(jī)，它們的硬件配置、操作系統(tǒng)又常常不同，要為每一個(gè)客戶(hù)機(jī)安裝應(yīng)用程序和相應(yīng)的工具模塊，其安裝維護(hù)代價(jià)過(guò)高2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)（續(xù)）瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)客戶(hù)端瀏覽器軟件、用戶(hù)界面瀏覽器的界面統(tǒng)一，廣大用戶(hù)容易掌握，大大減少了培訓(xùn)時(shí)間與費(fèi)用服務(wù)器端分為Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等大大減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)代價(jià)能夠支持?jǐn)?shù)萬(wàn)甚至更多的用戶(hù)第2章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述2.1概述2.2數(shù)據(jù)模型2.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成2.5本章小結(jié)2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(Database

System,DBS)是指一個(gè)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)記錄的系統(tǒng)，即它是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)的目標(biāo)是存儲(chǔ)信息并支持用戶(hù)檢索和更新所需的信息，主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（用戶(hù)）DBMSApplication存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)UserSQL結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言Result一個(gè)簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)環(huán)境2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）硬件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬件資源的要求足夠大的內(nèi)存操作系統(tǒng)DBMS的核心模塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū)應(yīng)用程序足夠大的外存磁盤(pán)操作系統(tǒng)DBMS應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)及其備份光盤(pán)、磁帶、軟盤(pán)數(shù)據(jù)備份較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）軟件DBMS操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)接口的高級(jí)語(yǔ)言及其編譯系統(tǒng)以DBMS為核心的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具為特定應(yīng)用環(huán)境開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）人員數(shù)據(jù)庫(kù)管理員系統(tǒng)分析員數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用程序員(最終用戶(hù))2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA)決定數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略定義概念模式定義內(nèi)模式與用戶(hù)聯(lián)絡(luò)，定義外模式定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行周期性轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)文件日志文件系統(tǒng)故障恢復(fù)介質(zhì)故障恢復(fù)監(jiān)視審計(jì)文件數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組性能監(jiān)控和調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)重組數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說(shuō)明與用戶(hù)及DBA協(xié)商，確定系統(tǒng)的硬軟件配置參與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員參加用戶(hù)需求調(diào)查和系統(tǒng)分析確定數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)各級(jí)模式應(yīng)用程序員設(shè)計(jì)和編寫(xiě)應(yīng)用系統(tǒng)的程序模塊進(jìn)行調(diào)試和安裝2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）用戶(hù)偶然用戶(hù)企業(yè)或組織機(jī)構(gòu)的高中級(jí)管理人員簡(jiǎn)單用戶(hù)銀行的職員、機(jī)票預(yù)定人員、旅館總臺(tái)服務(wù)員復(fù)雜用戶(hù)工程師、科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、科技工作者等直接使用數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至能夠基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的API編制自己的應(yīng)用程序2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典和DBMS是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中使用的兩個(gè)主要工具，它們?cè)跀?shù)據(jù)資源的管理和使用中相互補(bǔ)充數(shù)據(jù)字典定義是關(guān)于數(shù)據(jù)描述信息的庫(kù)，存儲(chǔ)有關(guān)數(shù)據(jù)的來(lái)源、描述、與其他數(shù)據(jù)的關(guān)系、用途、責(zé)任和格式等信息它本身就是個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)“關(guān)于”數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)庫(kù)提供了“路線(xiàn)圖”而不是“原始數(shù)據(jù)”2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）數(shù)據(jù)字典可以在非數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下使用，但由于數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)量大、關(guān)系復(fù)雜、多用戶(hù)共享等原因，使數(shù)據(jù)字典在數(shù)據(jù)庫(kù)中使用中尤為重要數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)元、數(shù)據(jù)元組、導(dǎo)出數(shù)據(jù)元、同義異名或別名、同名異義詞、概念模式描述、邏輯模式描述、外模式描述、內(nèi)模式描述2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）數(shù)據(jù)字典的任務(wù)及用途任務(wù)描述或定義數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的所有對(duì)象和屬性；對(duì)象之間的聯(lián)系；登記所有對(duì)象、屬性的自然語(yǔ)言定義；保留數(shù)據(jù)字典的變化歷史，以供需要時(shí)查閱；注意數(shù)據(jù)字典本身也需要用數(shù)據(jù)模型來(lái)描述用途幫助DBMS快速查找有關(guān)對(duì)象便于DBA掌握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況主要由DBMS使用，用戶(hù)也可以使用DBMS可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)字典了解數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)文件的結(jié)構(gòu)、每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的存儲(chǔ)格式和數(shù)據(jù)類(lèi)型等信息2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）數(shù)據(jù)字典與DBMSDBMS直接與數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理有關(guān)，數(shù)據(jù)字典和一個(gè)組織全部數(shù)據(jù)的收集、規(guī)范說(shuō)明和管理有關(guān)在數(shù)據(jù)環(huán)境中，數(shù)據(jù)字典可以被看成是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)信息的“數(shù)據(jù)庫(kù)”有時(shí)稱(chēng)管理數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件為數(shù)據(jù)字典2.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的工作流程第一階段DBA建立并維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)第二階段用戶(hù)編寫(xiě)應(yīng)用程序第三階段應(yīng)用程序在DBMS支持下運(yùn)行，當(dāng)模式、物理模式、子模