數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教程.ppt

1,教材： 王珊、陳紅，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教程，清華大學(xué)出版社，1998 參考書(shū)籍： 薩師煊 、王珊，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論（第三版） ，高等教育出版社，2000 C.J. Date（孟小峰等譯），數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)導(dǎo)論 ，機(jī)械工業(yè)出版社，2000,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理,課程講授的內(nèi)容,第一章 緒論 1.1 引言 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述 2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2.3 關(guān)系的完整性 2.4 關(guān)系代數(shù) 2.5 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL 3.1 SQL的數(shù)據(jù)定義 3.2 SQL的查詢語(yǔ)句,3.3 SQL的更新語(yǔ)句 3.4 SQL的視圖 第四章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論 4.1 數(shù)據(jù)依賴 4.2 范式（1NF，2NF，3NF，BCNF） 4.3 關(guān)系模式的規(guī)范化 第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟 5.2 需求分析 5.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.5 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì),3,1.1 引言 1.2 數(shù)據(jù)模型 1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),第 1 章 緒論,4,數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在信息化社會(huì)中的重要作用 信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)技術(shù) 日益廣泛的應(yīng)用 例如：管理信息系統(tǒng)(MIS)、聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)、聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CADCAM)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、辦公信息系統(tǒng)(OIS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)and Internet !,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的重要地位,5,1.1 引言,1.1.1 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)(Data): 描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的。 數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，DB) 長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。,6,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase Management System，DBMS) 位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。主要功能包括以下幾個(gè)方面： 1.數(shù)據(jù)定義功能：數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(Data Definition Language,DDL) 2.數(shù)據(jù)操縱功能: 數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(Data Manipulation Language,DML) 3.數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理: 統(tǒng)一管理、統(tǒng)控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。 4.數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能：數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能，重組織、性能監(jiān)視、分析功能等,7,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBase System，DBS) 指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)，一般由數(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)管理員和用戶構(gòu)成。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DataBase Administrator,DBA),圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位,9,1.1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的。 數(shù)據(jù)的處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳播的一系列活動(dòng)的總和。數(shù)據(jù)管理則是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，它是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題。 數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三個(gè)階段。,10,人工管理階段(20世紀(jì)50年代中期以前） 特點(diǎn)： (1)數(shù)據(jù)不保存 (2)應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己管理，沒(méi)有相應(yīng)的軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理工作。應(yīng)用程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入方式等。因此程序員負(fù)相很重。 (3)數(shù)據(jù)不共享 數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的，一組數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。 (4)數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，必須對(duì)應(yīng)用程序做相應(yīng)的修改。,11,應(yīng)用程序1,數(shù)據(jù)集1,應(yīng)用程序2,數(shù)據(jù)集2,應(yīng)用程序n,數(shù)據(jù)集n,圖1-3 人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,12,文件系統(tǒng)階段(50年代后期60年代中期） 特點(diǎn)： (1)數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存 (2)由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù) 相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件; “按文件名訪問(wèn)，按記錄進(jìn)行存取”的管理技術(shù);記錄內(nèi)的結(jié)構(gòu)性而整體無(wú)結(jié)構(gòu)；存取方法轉(zhuǎn)換使應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間有了一定的獨(dú)立性；數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上的改變不一定反映在程序上。 (3)數(shù)據(jù)共享性差,冗余度大 文件仍然是面向應(yīng)用的;數(shù)據(jù)的冗余度大;數(shù)據(jù)的修改和維護(hù)困難 (4)數(shù)據(jù)獨(dú)立性差 不容易擴(kuò)充；數(shù)據(jù)與程序之間仍缺乏獨(dú)立性；是一個(gè)無(wú)彈性的無(wú)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合。,13,應(yīng)用程序1,文件1,應(yīng)用程序2,文件2,應(yīng)用程序n,文件n,圖1-4 文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,存取方法,14,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代 ） 特點(diǎn)： (1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)與文件系統(tǒng)的根本區(qū)別。 文件系統(tǒng)中，盡管其記錄內(nèi)部已有了某些結(jié)構(gòu)，但記錄之間沒(méi)有聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，描述數(shù)據(jù)時(shí)不僅要描述數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)不再針對(duì)其一應(yīng)用，是面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。,學(xué)生記錄格式示例,主記錄詳細(xì)記錄格式示例 (a),主記錄詳細(xì)記錄格式示例(b),面向組織(多個(gè)應(yīng)用）的學(xué)生數(shù)據(jù)組織,17,(2)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充 面向整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。共享導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余度低，同時(shí)可避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。容易增加新的應(yīng)用，這就使得數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)彈性大，易于擴(kuò)充。 (3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高 物理獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中怎樣存儲(chǔ)是由DBMS管理的、用戶程序不需要了解，應(yīng)用程序要處理的只是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，這樣當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。 邏輯獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的，也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映象功能來(lái)保證的。,18,(4)數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制 數(shù)據(jù)庫(kù)的共享是并發(fā)的(Concurrency) 。 DBMS還必須提供的數(shù)據(jù)控制功能： (1)數(shù)據(jù)的安全性（Security) (2)數(shù)據(jù)的完整性(Integrity) 正確性、有效性和相容性 (3)并發(fā)(Concurrency)控制 (4)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)(Recovery),19,應(yīng)用程序1,應(yīng)用程序2,圖1-5 數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,DBMS,數(shù)據(jù)庫(kù),20,表1-1 數(shù)據(jù)管理三個(gè)階段的比較,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的出現(xiàn)使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)據(jù)的程序?yàn)橹行霓D(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的新階段。,21,1.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域 1.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制 2.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 3.數(shù)據(jù)庫(kù)理論,數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建 （20世紀(jì)60年代和更早） 原始文件處理,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) （70年代） 層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)建模工具：E-R模型等 索引和數(shù)據(jù)組織技術(shù)：B+樹(shù)，Hash等 查詢語(yǔ)言:SQL等 用戶界面：表單、報(bào)告等 查詢處理和查詢優(yōu)化 事務(wù)管理：恢復(fù)和并發(fā)控制等 聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP),數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的演化,新一代綜合信息系統(tǒng) （ 2000）,24,新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其相互關(guān)系,25,1.2 數(shù)據(jù)模型(Data Model),數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展是沿著數(shù)據(jù)模型的主線展開(kāi)的。 數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。 數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬。 數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求：一是能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；二是容易為人所理解；三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。,26,根據(jù)應(yīng)用的不同目的，數(shù)據(jù)模型劃分為兩類： 概念模型（信息模型） 按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模；主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)模型 按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模；主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。,現(xiàn)實(shí)世界,信息世界 概念模型,機(jī)器世界 DBMS支持的數(shù)據(jù)模型,轉(zhuǎn)換,認(rèn)識(shí) 抽象,圖1-10 對(duì)象的抽象過(guò)程,28,1.2.1 數(shù)據(jù)模型的三個(gè)要素 1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 是所研究的對(duì)象類型的集合。 與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象（例如網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄，關(guān)系模型中的域、屬性、關(guān)系等）。 與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象（例如網(wǎng)狀模型中的系型）。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫(huà)一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。,29,2. 數(shù)據(jù)操作 是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象(型)的實(shí)例(值)允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。 數(shù)據(jù)庫(kù)主要有檢索和更新(包括插入、刪除、修改)兩大類操作。 數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述 3.數(shù)據(jù)的約束條件 是一組完整性規(guī)則的集合。 完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。,30,1.2.2 概念模型 概念模型是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次 概念模型用于信息世界的建模 應(yīng)該具有較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力 應(yīng)該簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解。,1. 信息世界中的基本概念 (1)實(shí)體(Entity) 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。 (2)屬性(Attribute) 實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)。例如： (94002268，張山，男，1976，計(jì)算機(jī)系，1994) (3)碼(Key) 唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。,(4)域(Domain) 屬性的取值范圍稱為該屬性的域。 例如，學(xué)號(hào)的域?yàn)?位整數(shù)，姓名的域?yàn)樽址?，年齡的域?yàn)樾∮?8的整數(shù)，性別的域?yàn)?男，女)。 (5)實(shí)體型(EntityType) 用實(shí)體名及其屬性集合來(lái)抽象和刻畫(huà)同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。 學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名，出生年份，系，入學(xué)時(shí)間) (6)實(shí)體集(Entity Set) 同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。,(7)聯(lián)系(Relationship) 在現(xiàn)實(shí)世界中，事物內(nèi)部以及事物之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體(型)內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體(型)之間的聯(lián)系。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系。實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系。 兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系可以分為三類： 一對(duì)一聯(lián)系(1:1) ，如“班級(jí)班長(zhǎng)” 一對(duì)多聯(lián)系(1:n)，如“班級(jí)學(xué)生” 多對(duì)多聯(lián)系(m:n)，如“課程學(xué)生”,實(shí)體型A,實(shí)體型B,實(shí)體型B,實(shí)體型A,實(shí)體型A,實(shí)體型B,聯(lián)系名,聯(lián)系名,聯(lián)系名,兩個(gè)實(shí)體型之間的三類聯(lián)系,1,1,m,n,n,1,1:1聯(lián)系 1:n聯(lián)系 m:n聯(lián)系,35,多個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系也可以分為三類： 一對(duì)一聯(lián)系(1:1) 一對(duì)多聯(lián)系(1:n) 若實(shí)體集E1，E2，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej(j=1，2，i-1，i+1,n)中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則說(shuō)Ei與E1，E2，Ei-1,Ei+1,En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。 多對(duì)多聯(lián)系(m:n) 例如：“供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件”,36,同一個(gè)實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系。,37,2.概念模型的表示方法 實(shí)體聯(lián)系方法(Entity-Relationship approach) 由P.P.SChen于1976年提出 實(shí)體型 矩形 屬性 橢圓形 聯(lián)系 菱形,工廠物資管理E-R圖,39,1.2.2 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中最常用的數(shù)據(jù)模型有四種 層次模型(Hierarchical Model),如 IBM的IMS系統(tǒng) 網(wǎng)狀模型(Network Model),如DBTG系統(tǒng) 關(guān)系模型(Relational Model)，如Oracle，Sybase 面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model),40,1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兩種考察角度 從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通常采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，這是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 從數(shù)據(jù)庫(kù)最終用戶角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為集中式結(jié)構(gòu)(又可有單用戶結(jié)構(gòu)、主從式結(jié)構(gòu))、分布式結(jié)構(gòu)、客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)和并行結(jié)構(gòu)。這是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)。,41,1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念 “型” (Type)和“值” (Value) 型是指一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明，值是型的一個(gè)具體賦值。 例：記錄型 (學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫) 記錄值 (90020l ，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇),42,模式(schema)：是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。 模式的一個(gè)具體值稱為模式的一個(gè)實(shí)例(instance)。 同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例；模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是相對(duì)變動(dòng)的；模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)。 不同的DBMS在體系結(jié)構(gòu)上通常都具有相同的特征，即采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)并提供兩級(jí)映象功能。,43,1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),模式（Schema) 也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。 它是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層 模式實(shí)際上是數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)在邏輯級(jí)上的視圖。 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式。數(shù)據(jù)庫(kù)模式以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，統(tǒng)一綜合地考慮了所有用戶的需求，并將這些需求有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)邏輯整體。模式定義包括數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)定義、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系定義以及安全性、完整性要求的定義。 DBMS提供模式定義語(yǔ)言(模式DDL)來(lái)嚴(yán)格地定義模式。,44,2) 外模式（External Schema) 也稱子模式(Subshema)或用戶模式，它是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(包括應(yīng)用程序員和最終用戶)能夠看見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述， 是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(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。 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。 外模式是保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施。 DBMS提供子模式定義語(yǔ)言(子模式DDL)來(lái)嚴(yán)格地定義子模式。,45,3) 內(nèi)模式（Internal Schema) 也稱存儲(chǔ)模式(Storage schema)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。它是數(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。 例如，記錄的存儲(chǔ)方式是順序存儲(chǔ)、按照B樹(shù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)還是按hash方法存儲(chǔ)；索引按照什么方式組織；數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)，是否加密；數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)有何規(guī)定等。 DBMS提供內(nèi)模式描述語(yǔ)言(內(nèi)模式DDL，或者存儲(chǔ)模式DDL)來(lái)嚴(yán)格地定義內(nèi)模式。,圖1-24 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),47,1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的二級(jí)映