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第一章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述22007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系32007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(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)管理員數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)42007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)（data）信息用于反映現(xiàn)實(shí)世界中事物的物理狀態(tài)，向人們提供一些已知的、客觀存在的事實(shí)和知識(shí)。例：人、時(shí)間、空間的信息數(shù)據(jù)是指具有一定的語義含義，并且可以被記錄下來的已知事實(shí)。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)被表示為具有一定格式（或結(jié)構(gòu)）的符號(hào)串，它是計(jì)算機(jī)軟件中程序加工的原料與結(jié)果，屬于軟件范疇。例：一個(gè)人的姓名、電話號(hào)碼、地址、照片等1.1

基本概念數(shù)據(jù)是信息的載體，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。信息（Information）現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)（data）計(jì)算機(jī)世界抽象蘊(yùn)涵52007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)的特性1)

數(shù)據(jù)表現(xiàn)的多樣性2)

數(shù)據(jù)的可構(gòu)造性型type數(shù)據(jù)類型type數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structure數(shù)據(jù)模式schema值value數(shù)據(jù)的揮發(fā)性/持久性(transient/persistent)數(shù)據(jù)的私有性/共享性(private/share)數(shù)據(jù)‘量’的表示：少量/大量/海量數(shù)據(jù)的‘量’是衡量與區(qū)別數(shù)據(jù)的重要標(biāo)志，數(shù)據(jù)的‘量’變可能會(huì)引起數(shù)據(jù)的‘質(zhì)’變。常用數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、抽象數(shù)據(jù)62007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)特性的變化數(shù)據(jù)的量少量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單大量海量復(fù)雜數(shù)據(jù)的服務(wù)范圍 私有

共享數(shù)據(jù)在軟件中的地位附屬地位（以程序?yàn)橹黧w）主導(dǎo)地位（以數(shù)據(jù)為中心）72007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式已經(jīng)無法適應(yīng)上述數(shù)據(jù)特性的

‘變化’情況，需要有新的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，以便對(duì)數(shù)據(jù)作集中、統(tǒng)一的管理并使其對(duì)應(yīng)用（程序）共享。共享數(shù)據(jù)82007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系應(yīng)用程序圖1.3以數(shù)據(jù)為主體的軟件系統(tǒng)示意圖應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序1.1

基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)（Database，簡(jiǎn)稱DB）是數(shù)據(jù)集合，具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式并存放于統(tǒng)一的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，它由多種應(yīng)用數(shù)據(jù)集成，并可被應(yīng)用所共享。結(jié)構(gòu)化

集中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)共享…...92007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系2007年

--IBM-度

教育部

精品課程

南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系

10一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的例子sidlnamefnameclasstelephone1JonesAllan2555-12342SmithJohn3555-43213BrownHarry2555-11225WhiteEdward3555-3344cnocnamecroomtime101French

I2-104MW2102French

II2-113MW3105Algebra3-105MW2108Calculus2-113MW4sidcnomajor1101No1108Yes2105No3101Yes3108No5102No5105Nostudentscoursesenrollment112007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database

Management

System，簡(jiǎn)稱DBMS）是一種管理數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件。DBMS是在文件管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它區(qū)別于其它計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的特點(diǎn)在于：①能對(duì)持久性數(shù)據(jù)進(jìn)行管理②能對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存?、劭蔀楸姸嗍褂谜呤褂猛粩?shù)據(jù)（即數(shù)據(jù)共享）DBMS的作用①是數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口②在保證數(shù)據(jù)安全、可靠的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用時(shí)的簡(jiǎn)明性和方便性DBMS的功能數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式定義（為數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造數(shù)據(jù)框架）數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)作（為數(shù)據(jù)模式構(gòu)造有效的物理存取方法與手段）提供數(shù)據(jù)查詢、插入、修改及刪除的功能；還具有簡(jiǎn)單算術(shù)運(yùn)算及此外，它還可以與某些過程性語言結(jié)合，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控過程性操作。制與故障恢復(fù)內(nèi)置函數(shù)拷貝、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、重組、性能監(jiān)測(cè)、分析…數(shù)據(jù)的完整性、安統(tǒng)計(jì)等能力；122007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系全性定義與檢查數(shù)據(jù)組織(Definition)數(shù)據(jù)操縱(Manipulation)數(shù)據(jù)維護(hù)數(shù)據(jù)控制及保護(hù)數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)子語言（data

sub_language）數(shù)據(jù)定義語言Data

Definition

Language，簡(jiǎn)稱DDL，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的模式定義與數(shù)據(jù)的物理存取構(gòu)作數(shù)據(jù)操縱語言Data

Manipulation

Language，簡(jiǎn)稱DML，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，包括查詢及增、刪、改等操作數(shù)據(jù)控制語言Data

Control

Language，簡(jiǎn)稱DCL，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的完整性、安全性的定義與檢查以及并發(fā)控制、故障恢復(fù)等功能SQL132007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系語言數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)子語言的使用方式交互式命令語言能在終端上即席操作，又被稱為自含型或自主型語言宿主型語言需要嵌入到某種宿主語言中一種高級(jí)過程性程序設(shè)計(jì)語言，如FORTRAN，COBOL，C/C＋＋，JAVA等142007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系152007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（Database

Administrator，簡(jiǎn)稱DBA）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、監(jiān)視的專職人員DBA的主要工作數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，建立與調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率162007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database

System，簡(jiǎn)稱DBS）是一個(gè)以對(duì)海量的、具有復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的、可以持久保存的、可供多用戶共享的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理為目標(biāo)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。DBS的組成部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員軟件平臺(tái)操作系統(tǒng)，語言，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開發(fā)工具，通用的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問接口硬件平臺(tái)172007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)（Database

Application

System，簡(jiǎn)稱DBAS）利用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作應(yīng)用開發(fā)所構(gòu)成的集成化的獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)DBAS的組成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)用界面用戶用戶（9）應(yīng)用界面（8）應(yīng)用軟件（7）開發(fā)工具（6）數(shù)據(jù)交換與中間件（5）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（4）數(shù)據(jù)（3）操作系統(tǒng)（2）硬件平臺(tái)（1）圖1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)示意圖182007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(Database

Users)①最終用戶(End

users)終端查詢用戶(Casual

users)應(yīng)用程序的使用者(Naive

users)②應(yīng)用程序開發(fā)人員(Application

programmers)③數(shù)據(jù)庫(kù)管理員這三類用戶需要

掌握與其工作相

關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。192007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.1

基本概念用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖DB

-

BDB

-

ADB

-

CD

IS

KDatabase

Management

SystemInternet/IntranetEnd

Users202007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系DBAs212007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系222007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史數(shù)據(jù)管理技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段人工管理（50年代以前）文件系統(tǒng)管理（

60

~

70年代）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理（70年代至今）1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史文件系統(tǒng)層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)擴(kuò)充知識(shí)庫(kù)圖1.5

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)圖Web數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)工程數(shù)據(jù)庫(kù)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)空間

統(tǒng)計(jì) 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)232007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系242007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展的初級(jí)階段，出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代末期。目前一般將其看成僅是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的雛形，而不是真正的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)利用文件系統(tǒng)來參與數(shù)據(jù)管理，向用戶提供簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理和共享能力。缺點(diǎn)無法提供完整統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理功能和較強(qiáng)的數(shù)據(jù)共享能力。文件系統(tǒng)只是操作系統(tǒng)的一個(gè)附屬軟件，因此也不利于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在不同平臺(tái)之間的移植。252007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史層次數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)層次數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)于20世紀(jì)60年代末開始發(fā)展。它們?yōu)榻y(tǒng)一管理與共享數(shù)據(jù)提供了有力支撐，是真正的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為用戶提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理工具，向用戶提供了數(shù)據(jù)共享能力。缺點(diǎn)它們脫胎于文件系統(tǒng)，受文件的物理影響較大，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用帶來不便；數(shù)據(jù)模式構(gòu)造煩瑣,不利于推廣使用。1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)于20世紀(jì)70年代開始問世，80年代初進(jìn)入潮流。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、邏輯性強(qiáng)、物理性少缺點(diǎn)模型的描述能力不足數(shù)據(jù)操縱功能有待進(jìn)一步的擴(kuò)展專用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)充）缺點(diǎn)：專用性有余而通用性不足262007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系272007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史通用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)20世紀(jì)90年代的研究與發(fā)展重點(diǎn)集中于具有通用性的三類數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)擴(kuò)充282007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)擴(kuò)充自上個(gè)世紀(jì)九十年代以來，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展集中于對(duì)傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)充與改造上。對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(Data

Warehouse)Web數(shù)據(jù)庫(kù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫(kù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，……新一代數(shù)據(jù)管理技術(shù)1.2

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展歷史302007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系312007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)的集成性數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與控制322007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)集成性（integration）集多種應(yīng)用數(shù)據(jù)于一體集成性的表現(xiàn)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立一個(gè)全局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式根據(jù)每個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)需要構(gòu)作局部模式332007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)高共享性與低冗余性數(shù)據(jù)共享可供多個(gè)應(yīng)用程序使用，并可用于不同的目的可以在已有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)上開發(fā)新的應(yīng)用程序可向外界提供信息服務(wù)功能數(shù)據(jù)冗余同一個(gè)數(shù)據(jù)在不同的地方出現(xiàn)了重復(fù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所具有的高共享性和低冗余性不僅可以減少不必要的存儲(chǔ)空間，更為重要的是可以避免數(shù)據(jù)的不一致性。342007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)高共享性與低冗余性（cont.）數(shù)據(jù)的一致性在系統(tǒng)中，同一數(shù)據(jù)的不同出現(xiàn)應(yīng)保持相同的值數(shù)據(jù)的不一致性同一數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的不同拷貝處有不同的值數(shù)據(jù)的不一致性會(huì)造成系統(tǒng)的混亂，因此，減少冗余性、避免數(shù)據(jù)的不同出現(xiàn)是保證系統(tǒng)一致性的基礎(chǔ)。352007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性指數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)與使用這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序之間的互不依賴性，即數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變不會(huì)導(dǎo)致對(duì)使用這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的修改，反之亦然。物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性362007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)物理獨(dú)立性數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方式等）的改變，不影響數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，從而不致引起應(yīng)用程序的變化邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫(kù)總體邏輯結(jié)構(gòu)的改變，如修改數(shù)據(jù)模

式、增加新的數(shù)據(jù)類型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，不需要相應(yīng)修改應(yīng)用程序2007年

--IBM-度

教育部

精品課程

南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系

37數(shù)據(jù)獨(dú)立性示例sidlnamefnameclasstelephone1JonesAllan2555-12342SmithJohn3555-43213BrownHarry2555-11225WhiteEdward3555-3344cnocnamecroomtime101French

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II2-113MW3105Algebra3-105MW2108Calculus2-113MW4sidcnomajor1101No1108Yes2105No3101Yes3108No5102No5105Nostudentscoursesenrollment

382007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系數(shù)據(jù)獨(dú)立性示例(cont.)sidlnamefnamecnamemajor1JonesAllanFrench

INo1JonesAllanCalculusYes2SmithJohnAlgebraNo3BrownHarryFrench

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IINo5WhiteEdwardAlgebraNoStudents-Courses物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性DISKFile

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B物理實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)sidlnamefnamecnamemajor1JonesAllanFrench

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IINo5WhiteEdwardAlgebraNoStudents-Courses用戶視角中的結(jié)構(gòu)si

dlnamefnameclasstelephone1JonesAllan2555-12342SmithJohn3555-43213BrownHarry2555-11225WhiteEdward3555-3344cn

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r1101No1108Yes2105No3101Yes3108No5102No5105Nostudentscoursesenrollment系統(tǒng)層次上的結(jié)構(gòu)392007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系402007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.3

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與控制數(shù)據(jù)的完整性檢查對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)正確性作檢查以保證數(shù)據(jù)的正確。數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問者作檢查以防止非法訪問。并發(fā)控制對(duì)多個(gè)應(yīng)用并發(fā)訪問所產(chǎn)生的相互干擾作控制以保證其正確性。數(shù)據(jù)庫(kù)故障恢復(fù)對(duì)遭受破壞的數(shù)據(jù)具有恢復(fù)能力，使數(shù)據(jù)庫(kù)具有抗破壞性。412007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展及趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系422007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式數(shù)據(jù)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種表示形式，它具有不同的層次與結(jié)構(gòu)方式概念模式（簡(jiǎn)稱模式）外模式（也稱子模式、用戶模式）內(nèi)模式（也稱物理模式）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)在三種不同的抽象級(jí)別上進(jìn)行的描述，它把數(shù)據(jù)的具體物理實(shí)現(xiàn)留給物理模式，使用戶與全局設(shè)計(jì)者能不必關(guān)心數(shù)據(jù)庫(kù)的具體實(shí)現(xiàn)與物理背景。1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用外模式（用戶數(shù)據(jù)庫(kù)）外模式－概念模式映射概念模式（概念數(shù)據(jù)庫(kù)）概念模式－內(nèi)模式映射內(nèi)模式（物理數(shù)據(jù)庫(kù)）圖1.6三級(jí)模式兩種映射關(guān)系圖外模式（用戶數(shù)據(jù)庫(kù)）外模式（用戶數(shù)據(jù)庫(kù)）432007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系442007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系概念模式是關(guān)于整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)的描述。是面向數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的，它一般以某種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，利用具體的DBMS所提供的數(shù)據(jù)定義語言（DDL）來描述：數(shù)據(jù)的類型、長(zhǎng)度、特征數(shù)據(jù)間的聯(lián)系安全性、完整性等方面的要求452007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系外模式（子模式、用戶模式）是關(guān)于某個(gè)用戶所需數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)的描述。外模式可由概念模式推導(dǎo)而出，是概念模式的一個(gè)子集。一個(gè)概念模式可對(duì)應(yīng)著多個(gè)外模式。一個(gè)用戶只關(guān)心并通過與其相關(guān)的外模式來使用數(shù)據(jù)庫(kù)，其有利之處在于：簡(jiǎn)化用戶接口，便于使用；降低數(shù)據(jù)冗余度；有利于數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)和保密。1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系內(nèi)模式（物理模式）是關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和物理存取方法的描述。利用上述的三種模式可構(gòu)造出三個(gè)層次上的數(shù)據(jù)庫(kù)概念：概念數(shù)據(jù)庫(kù)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)物理數(shù)據(jù)庫(kù)在這三種數(shù)據(jù)庫(kù)中，只有‘物理數(shù)據(jù)庫(kù)’是真實(shí)存在于計(jì)算機(jī)的外存中的，其他兩種數(shù)據(jù)庫(kù)并不真正存在于計(jì)算機(jī)中，而是由物理數(shù)據(jù)庫(kù)通過數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)構(gòu)造而成的。462007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系472007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映射概念模式到內(nèi)模式的映射該映射給出了概念模式中數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)到數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，此種映射一般由DBMS實(shí)現(xiàn)?？蓪?shí)現(xiàn)‘物理獨(dú)立性’外模式到概念模式的映射概念模式是一個(gè)全局模式，而外模式則是用戶的

局部模式。一個(gè)概念模式中可以定義多個(gè)外模式，而每個(gè)外模式是概念模式的一個(gè)基本視圖。外模式到概念模式的映射給出了外模式與概念模式的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種映射一般也由DBMS實(shí)現(xiàn)?？蓪?shí)現(xiàn)‘邏輯獨(dú)立性’482007年度-教育部-IBM精品課程-南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系1.4

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映射數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通過兩級(jí)映射建立三級(jí)模式間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換，使得概念模式與外模式雖然在物理上并不存在，但也能通過映射而獲得其存在的實(shí)體；三級(jí)模式之間的兩級(jí)映射也保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)獨(dú)立性的實(shí)現(xiàn)，亦即數(shù)據(jù)的內(nèi)模式或概念模式的改變，并不影響用戶使用到的外模式，只要調(diào)整它們之