數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論第1章2DataBaVIP

AnIntroductiontoDatabaseSystenm,中國(guó)人民大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem第一章緒論（續(xù)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,第一章緒論,1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.2數(shù)據(jù)模型,1.2.1概念模型1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素1.2.3最常用的數(shù)據(jù)模型1.2.4層次模型1.2.5網(wǎng)狀模型1.2.6關(guān)系模型,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.2.5網(wǎng)狀模型,1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)5.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀模型滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。1.允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親；2.一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的一對(duì)多的父子聯(lián)系。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,特點(diǎn)只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,2.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢插入刪除更新,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,3.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）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碼雙親結(jié)點(diǎn)與子女結(jié)點(diǎn)之間是一對(duì)多聯(lián)系屬籍類別加入類別(自動(dòng)的，手工的)移出類別(固定的，必須的，隨意的),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束,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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,4.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)狀鏈接向首鏈接例：P29,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,5.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，不利于最終用戶掌握DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,6.典型的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),DBTG系統(tǒng)，亦稱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IMAGE,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.2數(shù)據(jù)模型,1.2.1概念模型1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素1.2.3最常用的數(shù)據(jù)模型1.2.4層次模型1.2.5網(wǎng)狀模型1.2.6關(guān)系模型,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.2.6關(guān)系模型,1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱3.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)5.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系模型,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提出本課程的重點(diǎn),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,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。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)名稱即屬性名。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系模型的基本概念,主碼（Key）表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域（Domain）屬性的取值范圍。分量元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)系模式對(duì)關(guān)系的描述關(guān)系名（屬性1，屬性2，屬性n）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(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。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,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)）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(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)。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,2.關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢、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)用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，不必詳細(xì)說(shuō)明“怎么干”,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,3.關(guān)系模型的完整性約束,實(shí)體完整性參照完整性用戶定義的完整性,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),表以文件形式存儲(chǔ)有的DBMS一個(gè)表對(duì)應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)文件有的DBMS自己設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,5.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，用戶易懂易用實(shí)體和各類聯(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。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明具有更高的數(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)開發(fā)建立的工作,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）,缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對(duì)用戶的查詢請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,6.典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),ORACLESYBASEINFORMIXDB/2COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBase,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,第一章緒論,1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看1.3.2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)最終用戶角度看,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),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)立性小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,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）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念（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),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),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)立性小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1模式（Schema）,模式（也稱邏輯模式）數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式模式的地位：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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,2.外模式（ExternalSchema）,外模式（也稱子模式或用戶模式）數(shù)據(jù)庫(kù)用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述數(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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,外模式（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。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,外模式（續(xù)）,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)用戶只能看見和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,3內(nèi)模式（InternalSchema）,內(nèi)模式（也稱存儲(chǔ)模式）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)部的表示方式記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按hash方法存儲(chǔ)）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),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)立性小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,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)別二級(jí)映象在DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1外模式模式映象,定義外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系每一個(gè)外模式都對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式模式映象映象定義通常包含在各自外模式的描述中,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,外模式模式映象的用途,保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)模式改變時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員修改有關(guān)的外模式模式映象，使外模式保持不變應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,2模式內(nèi)模式映象,模式內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)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。例如，說(shuō)明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的數(shù)據(jù)庫(kù)中模式內(nèi)模式映象是唯一的該映象定義通常包含在模式描述中,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,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)管理員修改模式內(nèi)模式映象，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)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu),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)立性小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,小結(jié)（續(xù)）,內(nèi)模式依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)，但獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶視圖即外模式，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。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,小結(jié)（續(xù)）,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)外模式不能滿足其視圖要求時(shí)，該外模式就得做相應(yīng)改動(dòng),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,小結(jié)（續(xù)）,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。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,小結(jié)（續(xù)）,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。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度看1.3.2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)最終用戶角度看,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu),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)瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.單用戶數(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),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,2.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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),主機(jī),終端,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(續(xù)）,優(yōu)點(diǎn)易于管理、控制與維護(hù)。缺點(diǎn)當(dāng)終端用戶數(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。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,3.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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（續(xù)）,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)用戶需要經(jīng)常訪問(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s。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,4客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),把DBMS功能和應(yīng)用分開網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)（些）結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門用于執(zhí)行DBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，簡(jiǎn)稱服務(wù)器其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝DBMS的外圍應(yīng)用開發(fā)工具，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)，稱為客戶機(jī),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,客戶服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的種類,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)是客戶服務(wù)器與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),客戶端的用戶請(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，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量數(shù)據(jù)庫(kù)更加開放客戶與服務(wù)器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺(tái)上運(yùn)行可以使用不同廠商的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開發(fā)工具,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),“胖客戶”問(wèn)題：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)便不可接受了。,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu),客戶端：瀏覽器軟件、用戶界面瀏覽器的界面統(tǒng)一，廣大用戶容易掌握大大減少了培訓(xùn)時(shí)間與費(fèi)用。服務(wù)器端分為兩部分：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)開發(fā)和維護(hù)代價(jià)能夠支持?jǐn)?shù)萬(wàn)甚至更多的用戶,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,嵌入式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,第一章緒論,1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成,數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（用戶）,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,一、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(1)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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬件資源的要求,(2)足夠大的外存磁盤操作系統(tǒng)DBMS應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)及其備份光盤、磁帶、軟盤數(shù)據(jù)備份(3)較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,二、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)用開發(fā)工具為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,三、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),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,1.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)和存取策略定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(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,AnIntroductiontoDatabaseSystenm,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(續(xù)),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),AnIntroductiontoDatabaseSystenm,2.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)