數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用第一章

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用火箭技術(shù)教研室郭乃林1/9/202511第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論1.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述信息的處理技術(shù)和信息的利用能力成為衡量一個(gè)單位和國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步水平的重要標(biāo)志信息、物質(zhì)、能源

人類社會(huì)的三大資源作為信息技術(shù)主要支柱之一的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。1/9/2025221.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述1.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例一、航空售票系統(tǒng)二、銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)三、超市銷售業(yè)務(wù)系統(tǒng)四、企業(yè)管理信息系統(tǒng)五、教學(xué)管理系統(tǒng)六、圖書(shū)館管理系統(tǒng)1/9/2025331.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述1.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的作用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1、管理大量的數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能3、數(shù)據(jù)查詢功能4、控制多用戶的訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)1/9/2025441.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述1.1.3常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)目前的版本是Oracle9i，它在全球和中國(guó)的銷量都是第一。我國(guó)的主要用戶是公安系統(tǒng)、金融系統(tǒng)和大型企業(yè)。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)非常復(fù)雜，可以按照用戶的要求進(jìn)行組裝。它支持Web功能，支持在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)大對(duì)象的數(shù)據(jù)，如圖象和圖形、視頻和音頻數(shù)據(jù)等等。1/9/2025551.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述Sybase公司的主打產(chǎn)品有兩種：SybaseAdaptiveServerEnterprise和SybaseAdaptiveServerAnywhere。它在中國(guó)的銷量是第二，其主要用戶有鐵道部、金融系統(tǒng)和大型企業(yè)。成功的案例有"98世界杯網(wǎng)站系統(tǒng)"，"全國(guó)鐵路售票系統(tǒng)"(與民航售票系統(tǒng)完全不同)。這些系統(tǒng)主要采用Sybase公司的數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)和主鍵沖突解決方案。1/9/2025661.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述Microsoft公司的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品是SQLServer，它最早是從Sybase公司買的核心技術(shù)，目前的版本是7.0。它在全球的銷量處于第三位，處于第二位的是IBM的DB2，DB2主要專用于IBM的大型機(jī)，用于并行存儲(chǔ)與計(jì)算。而Microsoft公司的SQLServer在我國(guó)的主要用戶是中小型企業(yè)和教育機(jī)構(gòu)。1/9/2025771.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述Access2000是在Windows環(huán)境下的非常流行的桌面型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它無(wú)需編寫(xiě)任何代碼，只需要通過(guò)直觀的可視化操作，就可以完成大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)管理任務(wù)。Visualfoxpro1/9/2025881.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)概述1.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信息系統(tǒng)應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大。近年來(lái)，實(shí)際運(yùn)行的信息系統(tǒng)越來(lái)越多，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響日益深入。并不為大多數(shù)人所知的另一方面：真正完成的系統(tǒng)比計(jì)劃開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)少得多；實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)比開(kāi)發(fā)完成的系統(tǒng)少得多；運(yùn)行的系統(tǒng)中，許多系統(tǒng)的效益遠(yuǎn)不如當(dāng)初的承諾。

后果：使建設(shè)單位背上沉重包袱；人們?yōu)樾畔⑾到y(tǒng)建設(shè)的效率和成功率擔(dān)憂。1/9/202599信息系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性

原因：

信息系統(tǒng)的多學(xué)科性、綜合性它的發(fā)展必定有一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程，需各學(xué)科的成熟，技術(shù)人員、管理人員的知識(shí)需要拓寬，人們對(duì)信息系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程的認(rèn)識(shí)需要在實(shí)踐中提高。

信息系統(tǒng)建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大、風(fēng)險(xiǎn)大，比一般技術(shù)工程有更大的難度和復(fù)雜性的系統(tǒng)工程。1/9/20251010信息系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性技術(shù)手段復(fù)雜內(nèi)容復(fù)雜，目標(biāo)多樣投資密度大，效益難以計(jì)算環(huán)境復(fù)雜多變1/9/20251111早期開(kāi)發(fā)方法的不足技術(shù)方面目標(biāo)含糊通信誤解技術(shù)人員與管理人員溝通困難開(kāi)發(fā)方法

步驟混亂管理方面

缺乏管理控制其它

領(lǐng)導(dǎo)重視不足

業(yè)務(wù)人員支持不夠

部門(mén)協(xié)調(diào)困難1/9/20251212信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的任務(wù)、特點(diǎn)和方式；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的認(rèn)知體系；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一般規(guī)律和指導(dǎo)原則；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的策略和資源規(guī)劃；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一般理論；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法、工具和環(huán)境；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的組織；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵因素、必要條件、組織運(yùn)行機(jī)制等。1/9/20251313結(jié)構(gòu)化方法的基本思想結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)基本思想是：不用或盡量少用GOTO語(yǔ)句，一切程序都用圖示的三種結(jié)構(gòu)方式來(lái)構(gòu)成。動(dòng)作A動(dòng)作B條件動(dòng)作A動(dòng)作B是否條件動(dòng)作A是否條件動(dòng)作A是否順序結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)1/9/20251414結(jié)構(gòu)化方法的基本思想結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的產(chǎn)生把模塊化思想引入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中來(lái)，將一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成層次化的程序模塊結(jié)構(gòu)。這些模塊相對(duì)獨(dú)立，功能單一。結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析在調(diào)查、分析系統(tǒng)邏輯功能的基礎(chǔ)上，用數(shù)據(jù)流程圖等工具把系統(tǒng)功能描述清楚。1/9/20251515結(jié)構(gòu)化生命周期法1/9/20251616結(jié)構(gòu)化方法的基本思想結(jié)構(gòu)化方法的基本原則面向用戶的觀點(diǎn)嚴(yán)格區(qū)分工作階段，每個(gè)階段有明確的任務(wù)和應(yīng)得的成果按照系統(tǒng)的觀點(diǎn)，自頂向下地完成系統(tǒng)的研制工作充分考慮變化的情況工作成果文獻(xiàn)化、標(biāo)準(zhǔn)化缺點(diǎn)：開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)結(jié)構(gòu)化程度低的系統(tǒng)，在開(kāi)發(fā)初期難于鎖定功能要求1/9/20251717快速原型法在投入大量的人力、物力之前，在限定的時(shí)間內(nèi)，用最經(jīng)濟(jì)的方法開(kāi)發(fā)出一個(gè)可實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)原型，以便盡早澄清不明確的系統(tǒng)需求。在原型系統(tǒng)的運(yùn)行中用戶發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出修改意見(jiàn)，技術(shù)人員完善原型，使它逐步滿足用戶的要求。1/9/20251818快速原型法開(kāi)發(fā)MIS的過(guò)程確定系統(tǒng)基本需求構(gòu)造初始原型原型使用、評(píng)價(jià)滿意否？可用的原型是修改原型否很不滿意是否繼續(xù)？是停止開(kāi)發(fā)否1/9/20251919快速原型法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：增進(jìn)了用戶與開(kāi)發(fā)人員的溝通；用戶在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中起主導(dǎo)作用；能夠辨認(rèn)動(dòng)態(tài)的用戶需求；啟迪衍生式的用戶需求；縮短開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。缺點(diǎn)：不夠規(guī)范，難于管理；需要自動(dòng)化工具的支持；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一定合理。容易偏離原型的目的。1/9/20252020面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍钜詫?duì)象為中心和出發(fā)點(diǎn)，分解系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法。對(duì)象：對(duì)象是一些屬性和專用服務(wù)的封裝體；類：所有對(duì)象又被分為各種對(duì)象類，類是有相似屬性和服務(wù)的多個(gè)對(duì)象的集合；消息：對(duì)象之間除了傳遞消息之外，不再存在其他聯(lián)系；繼承性：下層可以繼承上層對(duì)象所具有的屬性；封裝性：對(duì)象向外界提供的只有屬性和操作，而把內(nèi)部細(xì)節(jié)隱蔽起來(lái)。1/9/20252121面向?qū)ο蠓椒ǖ拈_(kāi)發(fā)過(guò)程認(rèn)識(shí)客觀世界中的對(duì)象及行為，分別獨(dú)立設(shè)計(jì)各個(gè)對(duì)象和實(shí)體；分析各個(gè)對(duì)象之間的聯(lián)系和相互之間傳遞的信息，形成信息系統(tǒng)模型；由信息系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)軟件模型；由軟件系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化為一個(gè)現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)。1/9/20252222軟件開(kāi)發(fā)工具軟件開(kāi)發(fā)工具是指在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，幫助開(kāi)發(fā)者提高工作質(zhì)量和工作效率的一類新型軟件。人需求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)算法文檔第三代語(yǔ)言機(jī)器指令硬件1/9/202523231.2數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的演變1.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的環(huán)境

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是隨著信息技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的；信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)；數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是也是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。硬件環(huán)境：存儲(chǔ)器的類型和容量、數(shù)據(jù)處理器的速度、外圍設(shè)備（如：輸入輸出設(shè)備、超市專用芯片的使用）、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。軟件環(huán)境：運(yùn)行環(huán)境、通用工具、編程語(yǔ)言、開(kāi)發(fā)工具；數(shù)據(jù)（信息）1/9/202524241.2數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的產(chǎn)生數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展數(shù)據(jù)管理隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展而不斷發(fā)展，40多年來(lái)經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：

1、人工管理階段

2、文件系統(tǒng)階段

3、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)階段1/9/202525251.2.1數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展1、人工管理階段主要是指50年代中期以前的這段時(shí)間，此時(shí)的計(jì)算機(jī)還很簡(jiǎn)陋，連完整的操作系統(tǒng)都沒(méi)有。因此，數(shù)據(jù)只能放在卡片上或其他介質(zhì)上，由人來(lái)手工管理。1/9/202526261.2.1數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展2、文件系統(tǒng)階段

主要是指50年代后期到60年代中期的這段時(shí)間，此時(shí)的計(jì)算機(jī)已經(jīng)有了操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)之上建立的文件系統(tǒng)已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用。因此，人們自然想到用文件把大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤(pán)這種介質(zhì)上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的永久保存和自動(dòng)管理以及維護(hù);1/9/202527271.2.1數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展3、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)階段

主要是指60年代后期以后，由于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的誕生，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理大量的數(shù)據(jù)，不僅解決了數(shù)據(jù)的永久保存，而且真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的方便查詢和一致性維護(hù)問(wèn)題，并且能嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)的安全。1/9/202528281.2.2文件處理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)出現(xiàn)以前，把需要管理的數(shù)據(jù)存放在永久性的系統(tǒng)文件中，同時(shí)為了能夠操作這些文件里的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)里還有針對(duì)這些文件編寫(xiě)的應(yīng)用程序。在文件處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)信息的弊端主要表現(xiàn)在七個(gè)方面：

1、數(shù)據(jù)冗余和不一致2、數(shù)據(jù)訪問(wèn)困難

3、數(shù)據(jù)孤立4、完整性問(wèn)題5、原子性問(wèn)題6、并發(fā)訪問(wèn)異常7、安全性問(wèn)題1/9/202529291.2.2文件處理系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)冗余和不一致

數(shù)據(jù)冗余是指相同的信息可能在不同的地方（文件）重復(fù)存儲(chǔ)。如某個(gè)客戶的地址和電話號(hào)碼既可能在由儲(chǔ)蓄帳戶記錄組成的文件里出現(xiàn)，也可能在由支票帳戶記錄組成的文件中出現(xiàn)；數(shù)據(jù)冗余還可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致，即同一數(shù)據(jù)的不同副本不一致。如某個(gè)客戶地址的更改可能只是在儲(chǔ)蓄帳戶文件里得到反映而在系統(tǒng)的其他文件中沒(méi)有得到反映。1/9/202530301.2.2文件處理系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)孤立，訪問(wèn)困難由于數(shù)據(jù)分散在不同的文件中，這些文件又可能具有不同的格式，而且數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系很難表達(dá)。因而要編寫(xiě)新的且檢索迅速、靈活數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序是很困難的。1/9/202531311.2.2文件處理系統(tǒng)3、完整性問(wèn)題文件中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值必須滿足某種一致性約束。例如銀行帳戶的余額永遠(yuǎn)不會(huì)低于某個(gè)預(yù)定的值--10元。開(kāi)發(fā)者通過(guò)在不同的應(yīng)用程序中加入適當(dāng)?shù)拇a來(lái)體現(xiàn)系統(tǒng)中的這些約束。但當(dāng)新的約束加入系統(tǒng)時(shí)，很難通過(guò)修改程序來(lái)體現(xiàn)這些新的約束。尤其是當(dāng)約束涉及到不同文件中的多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，問(wèn)題就變得更加復(fù)雜了。因此，如何表達(dá)和實(shí)現(xiàn)一致性約束就成為迫在眉睫的問(wèn)題。1/9/202532321.2.2文件處理系統(tǒng)4、原子性問(wèn)題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也常常會(huì)發(fā)生故障，一旦故障發(fā)生并被檢測(cè)到，數(shù)據(jù)就應(yīng)恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)。例如，假設(shè)要從A帳戶轉(zhuǎn)5000元到B帳戶，可是在程序的執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生了系統(tǒng)故障，很可能從A帳戶減去的5000元錢(qián)還沒(méi)來(lái)得及存入B帳戶，系統(tǒng)就死機(jī)了。這就造成了數(shù)據(jù)的不一致。顯然，為了保證數(shù)據(jù)狀態(tài)的一致性，這里的借、貸兩個(gè)操作要么都發(fā)生要么都不發(fā)生，也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)帳這個(gè)操作必須是原子的--它要么全部發(fā)生要么根本不發(fā)生（具有不可分割性）。1/9/202533331.2.2文件處理系統(tǒng)5、并發(fā)訪問(wèn)異常許多系統(tǒng)允許多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，在這樣的環(huán)境中由于并發(fā)更新操作相互影響，可能就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。假設(shè)A帳戶中有500元，客戶B和客戶C幾乎同時(shí)從A帳戶中分別取款50元和100元。假設(shè)每個(gè)取款操作對(duì)應(yīng)的程序都是讀取帳戶余額，在其上減去取款的金額，然后將結(jié)果寫(xiě)回。如果兩次取款的程序并發(fā)執(zhí)行，可能它們讀到的余額都是500元，并將分別寫(xiě)回450元和400元，到底是450元還是400元要看哪個(gè)程序后寫(xiě)回結(jié)果而定，而實(shí)際上這兩個(gè)結(jié)果都是錯(cuò)誤的。由于數(shù)據(jù)可能被多個(gè)不同的應(yīng)用程序訪問(wèn)，而這些程序間事先又沒(méi)有協(xié)調(diào)管理，因而可能會(huì)出現(xiàn)并發(fā)訪問(wèn)異常問(wèn)題。1/9/202534341.2.2文件處理系統(tǒng)6、安全性問(wèn)題并非系統(tǒng)的所有用戶都可以訪問(wèn)所有的數(shù)據(jù)。例如在銀行系統(tǒng)中，銀行員工的工資發(fā)放人員只需要看到數(shù)據(jù)文件中有關(guān)銀行員工的那部分信息，他們絕對(duì)不需要訪問(wèn)關(guān)于客戶帳戶的信息。由于應(yīng)用程序總是即興加入到系統(tǒng)中來(lái)，這樣的安全性約束在文件處理系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)。1/9/202535351.2.3數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的目的就是為了解決上面提到的和未提到的在文件處理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題：數(shù)據(jù)冗余和不一致、數(shù)據(jù)訪問(wèn)困難、數(shù)據(jù)孤立、完整性問(wèn)題、原子性問(wèn)題、并發(fā)訪問(wèn)異常和安全性問(wèn)題等等。也正是由于這些問(wèn)題，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的產(chǎn)生，并且提出了很多新的概念和算法，加速了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的發(fā)展。那么到底什么是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)呢？1/9/202536361.2.3數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem，英文縮寫(xiě)為DBMS)是由一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合和一組用于訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)的程序組成，這個(gè)數(shù)據(jù)集合通常稱作數(shù)據(jù)庫(kù)(Database，簡(jiǎn)稱為DB)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有時(shí)也通俗地稱為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，因此我們通常所說(shuō)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要是指DBMS，而不是指存放數(shù)據(jù)的具體數(shù)據(jù)庫(kù)。1/9/202537371.2.4數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)抽象

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一個(gè)主要作用就是隱藏關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和維護(hù)的某些細(xì)節(jié)，而為用戶提供數(shù)據(jù)在不同層次上的抽象視圖，這就是數(shù)據(jù)抽象，即不同的使用者從不同的角度去觀察數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)所得到的結(jié)果。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，了解數(shù)據(jù)庫(kù)中用來(lái)表示數(shù)據(jù)的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的必要。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)通過(guò)如下三個(gè)層次的抽象來(lái)向用戶屏蔽復(fù)雜性，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的用戶界面。

1、物理層抽象

2、邏輯層抽象

3、視圖層（概念層）抽象1/9/202538381.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)

架構(gòu)—規(guī)范、形式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)數(shù)據(jù)視圖架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)1/9/20253939DBMS物理數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)指的是數(shù)據(jù)庫(kù)中物理數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)的表示形式、物理數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)之間關(guān)系的映射方式。01張三陜西02李四北京03王五上海04f1/9/202540401.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)1、物理數(shù)據(jù)描述物理數(shù)據(jù)是指實(shí)際存放在存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)指的就是存儲(chǔ)方式。位(bit)0~1字節(jié)(byte)8位=1字節(jié)字(word)8位、16位、24位、32位塊(block)存儲(chǔ)器上的最小單位(256\512\1024等)卷(volume)設(shè)備的標(biāo)識(shí)1/9/202541411.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)2、邏輯數(shù)據(jù)描述

邏輯數(shù)據(jù)是指用戶或程序員用來(lái)操作的數(shù)據(jù)形式，它是一種抽象概念，是對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)世界的反映和記錄。其結(jié)構(gòu)指的是組織形式和結(jié)構(gòu)。實(shí)體書(shū)籍實(shí)體屬性實(shí)體集標(biāo)識(shí)符元組數(shù)據(jù)項(xiàng)關(guān)系鍵碼邏輯數(shù)據(jù)位字節(jié)字塊物理數(shù)據(jù)卷1/9/202542421.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.2數(shù)據(jù)視圖架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，為了滿足各種用戶的要求，設(shè)計(jì)了復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了給用戶提供簡(jiǎn)單明了的數(shù)據(jù)界面，系統(tǒng)必須隱藏?cái)?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)細(xì)節(jié)。為此，系統(tǒng)提供三個(gè)層次屏蔽系統(tǒng)的復(fù)雜性，如圖所示。

外部層(視圖層)概念層內(nèi)部層(物理視圖)1/9/202543431.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)就是指數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、業(yè)務(wù)處理、界面表示以及網(wǎng)絡(luò)通信之間的布局和分布。根據(jù)目前的應(yīng)用和發(fā)展情況可分為五類：一、單用戶數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)1/9/202544441.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)二、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)處理終端終端1/9/202545451.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)三、客戶機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器客戶機(jī)1/9/202546461.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)四、多層數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器客戶機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器1/9/202547471.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用架構(gòu)四、基于internet應(yīng)用架構(gòu)瀏覽器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器Web服務(wù)器請(qǐng)求HTTPinternet1/9/202548481.4數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的組成關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)組件結(jié)構(gòu)示意圖模式修改查詢修改查詢處理器預(yù)編譯器編譯器解釋器存儲(chǔ)管理器緩沖區(qū)管理器文件管理器數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)事務(wù)管理器1/9/202549491.4數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的組成1.4.3查詢處理器部件

查詢處理器部件主要由四部分組成，它們分別是：

1、DML編譯器

2、嵌入式DML預(yù)編譯器

3、DDL解釋器

4、查詢計(jì)算引擎1/9/202550501.4數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的組成1.4.4存儲(chǔ)管理器存儲(chǔ)管理器是為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的低層數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序及向系統(tǒng)提交的查詢之間提供接口的程序模塊。存儲(chǔ)管理器負(fù)責(zé)與DBMS的文件管理器交互。原始數(shù)據(jù)通過(guò)文件系統(tǒng)存儲(chǔ)在磁盤(pán)上，文件系統(tǒng)通常由操作系統(tǒng)提供