大學(xué)計(jì)算機(jī)-計(jì)算思維視角 課件 5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)與大數(shù)據(jù)章名：節(jié)名：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)常見的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)1234數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS)

是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后構(gòu)成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，DB)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

(DataBaseManagementSystem，DBMS)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員

(DataBaseAdministrator，DBA)軟件（主要包括操作系統(tǒng)、各種宿主語(yǔ)言、實(shí)用程序）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)簡(jiǎn)單說就是管理數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件。具有如下功能：數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能(如：定義基本表、視圖、索引等)數(shù)據(jù)庫(kù)操縱功能(如：數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、改、查詢等)數(shù)據(jù)運(yùn)行管理功能(如：安全性、完整性、并發(fā)控制等)

數(shù)據(jù)組織和存儲(chǔ)功能(如：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)系等)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)由DBMS統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)的插入、修改和檢索均需要通過數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行。DBA負(fù)責(zé)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)能被任何有權(quán)使用的人有效使用。應(yīng)用開發(fā)工具指宿主語(yǔ)言，如C語(yǔ)言、Java、Python等。用戶用戶用戶應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具OSDBMSDBADB數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)包含數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)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)庫(kù)系統(tǒng)系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)常見數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)：甲骨文，目前功能最強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，能在所有主流平臺(tái)上運(yùn)行（包括Windows），適用于大型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。常見數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)：Microsoft公司研制的網(wǎng)絡(luò)型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，只能在Windows平臺(tái)上運(yùn)行，適用于中、大型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。常見數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)：美國(guó)Sybase公司研制的一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是一種典型的UNIX或WindowsNT平臺(tái)上客戶機(jī)/服務(wù)器環(huán)境下的大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

常見數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)：是一種開放源代碼的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)可以稱得上是目前運(yùn)行速度最快的SQL語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)，是一種完全免費(fèi)的小型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。常見數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Access數(shù)據(jù)庫(kù)：Microsoft公司研制的隨Office套件一起發(fā)行的優(yōu)秀的桌面型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，使用方便，可以滿足日常的辦公需要，可以用于中、小型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。外模式（子模式/用戶模式）表示用戶級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，體現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶觀。模式（概念模式/邏輯模式）表示了概念級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，反映了數(shù)據(jù)庫(kù)的整體觀。內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式）表示了物理級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，反映了數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)觀。數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)模式：是數(shù)據(jù)庫(kù)的總框架，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的總體描述。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)概念模式。由DBMS提供的數(shù)據(jù)模式定義語(yǔ)言

DDL描述和定義。數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的底層描述，描述了數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的存儲(chǔ)方式和物理結(jié)構(gòu)。如：記錄是順序存儲(chǔ)還是

按B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)是否加密等等。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。由內(nèi)模式描述語(yǔ)言DSDL描述和定義。數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)外模式：通常是模式的一個(gè)子集；外模式面向

用戶，故稱為“用戶”視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式，在一

個(gè)外模式中可以編寫多個(gè)應(yīng)用程序。外模式由外模式描述語(yǔ)言SDDL進(jìn)行

具體描述。三級(jí)模式/二級(jí)映像三級(jí)模式中，只有內(nèi)模式才是真正存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，而模式和外模式僅是一種表示數(shù)據(jù)的邏輯方法，但卻可以放心大膽地使用它們，這是靠DBMS的映像功能實(shí)現(xiàn)的。這三種模式之間存在兩種映像：模式/內(nèi)模式映像，用于將概念數(shù)據(jù)庫(kù)與物

理數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)系起來。

外模式/模式映像，用于將用戶數(shù)據(jù)庫(kù)與概

念數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)系起來。數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)模式/內(nèi)模式映像當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，DBA對(duì)模式-內(nèi)模式映像做相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性?！獢?shù)據(jù)的物理獨(dú)立性外模式/模式映像當(dāng)模式改變時(shí)(如增加新的關(guān)系、新的屬性，改變屬性的數(shù)據(jù)類型等)，DBA對(duì)各個(gè)外模式-模式映像做相應(yīng)的改變，可以使外模式保持不變，應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而使應(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?！獢?shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性