1.3数据库系统结构.pptVIP

1.3 数据库系统结构及组成 本讲内容 一、对数据库系统结构的认识 二、数据库系统的三级模式结构 三、数据库系统的二级映像与数据独立性 四、数据库系统的组成 内容要求 牢固掌握数据库系统的三级模式和二级映像的体系结构 掌握数据库系统的逻辑独立性和物理独立性 了解数据库系统的组成、DBA的职责 一、对数据库系统结构的认识 1.从数据库管理系统的角度看，数据库系统结构 三级模式结构（外部极，概念级，内部级） 2.从数据库最终用户的角度看，数据库系统的体系结构 （1）集中式DBS（单用户DBS和主从式DBS） 计算机中的全部数据和数据管理功能（包括应用程 序、用户接口、DBMS核心功能等）都集中在一台计算机 上的数据库系统。 （2）分布式 数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布 在计算机网络的不同结点上。 三级模式结构 数据库系统模式的概念 “型” 和“值” 的概念 型(Type) 对某一类数据的结构和属性的说明 值(Value) 是型的一个具体赋值 例如：学生记录型： （学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯） 一个记录值： （900201，李明，男，计算机，22，江苏） 数据库系统模式的概念 模式 模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，不 涉及到具体的值。 实例 模式一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以 有多个实例。 模式与实例的关系 模式是相对稳定的，而实例是相对变动的。模式反映的 是数据的结构及其联系，而实例反映的是数据库某一时 刻的状态。 注意：采用不同数据模型的DBMS，在体系结构上都采 用三级模式结构。 示例——模式与实例 例如：在学生选课数据库模式中，包含学生记录、课程记录和学生选课记录 2009年的一个学生数据库实例，包含： 2009年学校中所有学生的记录 学校开设的所有课程的记录 所有学生选课的记录 2008年度学生数据库模式对应的实例与 2009年度学生数据库模式对应的实例是不同的 二、数据库系统的三级模式结构 为什么DBS要采用三级模式结构？ 由于绝大多数DBS的用户并没有计算机专业知 识，因此系统需要隐藏复杂的数据存储、维护细 节、简化系统的用户界面，这就要求数据库系统 给用户提供数据的抽象视图，DBS通过三个层次 的抽象就能完成上述任务，这也就是数据库系统 的三级模式结构。 数据库系统的三级模式结构 图1.28 数据库系统的三级模式结构 （1）模式（Schema） 模式（也称逻辑模式或概念模式） 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求 一个数据库只有一个模式 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层 与数据的物理存储细节和硬件环境无关 与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关 （1）模式（续） 模式的定义 数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等） 数据之间的联系 数据有关的安全性、完整性要求 （2）外模式（External Schema） 外模式（也称子模式或用户模式） 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述 数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示 （2）外模式（续） 外模式的地位：介于模式与应用之间 模式与外模式的关系：一对多 外模式通常是模式的子集 一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据必威体育官网网址的要求 对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、必威体育官网网址级别等都可以不同 外模式与应用的关系：一对多 同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用 但一个应用程序只能使用一个外模式 （2）外模式（续） 外模式的用途 保证数据库安全性的一个有力措施 每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据 （3）内模式（Internal Schema） 内模式（也称存储模式） 是数据物理结构和存储方式的描述 是数据在数据库内部的表示方式 记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储， 按hash方法存储） 索引的组织方式 数据是否压缩存储 数据是否加密 数据存储记录结构的规定 一个数据库只有一个内模式 数据库系统的三级模式结构 图1.28 数据库系统的三级模式结构 三级模式实现数据抽象的示例 与高级程序设计语言C中的数据类型的概念类比，如C语言中结构体的定义： Struct Employees {int id; Char name[20]; Char sex; Int age; Char address[30]; Char department[20]; Int salary; }; 另外，对于一个企业，可能还有记录类型Department等等。 模式 模式描述：数据记录Employees和