第1講數(shù)據(jù)庫概論

第1講數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史1.2數(shù)據(jù)庫的基本概念1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史數(shù)據(jù)庫技術(shù)從20世紀(jì)60年代中期開始發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)活躍的學(xué)科研究方向。以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)正成為經(jīng)濟(jì)、政務(wù)、國防等領(lǐng)域的信息基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是我軍進(jìn)行信息資源建設(shè)、數(shù)據(jù)工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護(hù)。經(jīng)歷了三個(gè)階段：

1.人工管理階段

2.文件系統(tǒng)管理階段

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史數(shù)據(jù)管理人工管理20世紀(jì)50年代中期以前計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算硬件：外部存儲器只有磁帶、卡片和紙帶等軟件：沒有出現(xiàn)操作系統(tǒng)，無數(shù)據(jù)管理方面的軟件數(shù)據(jù)處理方式：批處理1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史數(shù)據(jù)管理人工管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)不保存

數(shù)據(jù)面向應(yīng)用數(shù)據(jù)不能共享數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)集1數(shù)據(jù)集2數(shù)據(jù)集n數(shù)據(jù)管理文件系統(tǒng)20世紀(jì)50年代末到60年代中期計(jì)算機(jī)開始大量用于數(shù)據(jù)管理硬件：磁盤、磁鼓等直接存取設(shè)備軟件：操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)專門管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理方式：不僅能進(jìn)行批處理，還能進(jìn)行聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史數(shù)據(jù)管理文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可以長期保存程序與數(shù)據(jù)之間具有

“設(shè)備獨(dú)立性”數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史按文件名訪問按記錄進(jìn)行存取應(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（文件系統(tǒng)）操作系統(tǒng)...…...…數(shù)據(jù)管理文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的缺陷數(shù)據(jù)的共享性差，冗余度大程序與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性差1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史學(xué)生文件S的記錄結(jié)構(gòu)課程文件C的記錄結(jié)構(gòu)學(xué)生選課文件SC的記錄結(jié)構(gòu)學(xué)號姓名性別出生日期所在系課程編號課程名先修課程號主講教師學(xué)號姓名課程編號成績數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理20世紀(jì)60年代后期以來管理的數(shù)據(jù)對象、應(yīng)用范圍、數(shù)據(jù)量、處理速度和共享性需求變化硬件：大容量磁盤、光盤，價(jià)格下降軟件：價(jià)格上升，編制和維護(hù)成本增加數(shù)據(jù)處理：要求更高的聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理，出現(xiàn)分布處理1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展歷史三個(gè)基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫（Database--DB）數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的、可共享的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)采用數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制

1.2數(shù)據(jù)庫基本概念應(yīng)用程序1DB…DBMS應(yīng)用程序2DBA數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)程序和數(shù)據(jù)之間具有獨(dú)立性數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述和完整性約束的定義存儲在DBMS的數(shù)據(jù)字典中。各類應(yīng)用可通過DBMS，從數(shù)據(jù)字典中得到數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的信息，來存取數(shù)據(jù)庫中某個(gè)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)記錄（項(xiàng)）值。對數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的修改只需通過DBMS修改數(shù)據(jù)庫的定義即可，而無需修改應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了程序與數(shù)據(jù)的分離。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)數(shù)據(jù)面向整個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)模型將整個(gè)組織所涉及的不同的數(shù)據(jù)組織集成在一個(gè)數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)中，被全組織不同的應(yīng)用共享。任意一個(gè)用戶只關(guān)心其所使用的數(shù)據(jù)庫中的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，用戶可見的是數(shù)據(jù)庫的局部邏輯結(jié)構(gòu)。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫整體與局部邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)展1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)冗余是指相同的信息在不同的地方（文件）重復(fù)存儲。數(shù)據(jù)的不一致性是指同一數(shù)據(jù)備份的值不一樣。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)展數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指在物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)，可不影響整體邏輯結(jié)構(gòu)、用戶的邏輯結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用程序；或在整體邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，可不影響用戶的邏輯結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用程序。物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性1.2數(shù)據(jù)庫基本概念物理獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲改變時(shí)，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)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)展數(shù)據(jù)獨(dú)立性高對數(shù)據(jù)的控制能力強(qiáng)1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，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，并可為多用戶共享。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫在實(shí)際使用中具有如下隱含的性質(zhì)：數(shù)據(jù)指的是用符號記錄下來的、可以識別的信息，具有一定的語義。所以數(shù)據(jù)庫應(yīng)反映現(xiàn)實(shí)世界的某些方面，現(xiàn)實(shí)世界的變化應(yīng)在數(shù)據(jù)庫中有所反應(yīng)。數(shù)據(jù)庫是邏輯上一致而且有某種內(nèi)在含義的數(shù)據(jù)集合，不是數(shù)據(jù)的隨機(jī)歸類。數(shù)據(jù)庫是為一個(gè)特定目標(biāo)而設(shè)計(jì)、構(gòu)建并裝入數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)庫有目標(biāo)用戶組，而且存在這些用戶組感興趣的一些預(yù)想應(yīng)用。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，DBMS

）位于用戶與操作系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理軟件為用戶或應(yīng)用程序提供了訪問數(shù)據(jù)庫的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的定義功能

提供數(shù)據(jù)定義語言（DataDefinitionLanguage,DDL）對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行定義。數(shù)據(jù)操縱功能提供數(shù)據(jù)操縱語言（DatamanipulationLanguage,DML）操縱數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的查詢、插入、刪除和修改等。數(shù)據(jù)的組織、存儲和管理分類組織、存儲和管理數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的存取路徑等。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運(yùn)行管理（控制功能）數(shù)據(jù)的安全性控制數(shù)據(jù)完整性控制數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)功能數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能數(shù)據(jù)的載入、轉(zhuǎn)換功能，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)功能，數(shù)據(jù)庫的重組和性能監(jiān)視、分析功能。其他功能1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS是一個(gè)大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。DBMS實(shí)現(xiàn)存儲管理、緩沖區(qū)管理、數(shù)據(jù)存取操作、語言處理，以及支持外層的用戶接口、數(shù)據(jù)表示、開發(fā)環(huán)境等。DBMS的實(shí)現(xiàn)，既要充分利用計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，又要突出對海量數(shù)據(jù)存儲、管理和處理的特點(diǎn)，并要保證其存取事務(wù)的高效率，是一個(gè)復(fù)雜而綜合的軟件設(shè)計(jì)開發(fā)過程。1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem--DBS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)存儲、維護(hù)數(shù)據(jù)，向應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。

1.2數(shù)據(jù)庫基本概念1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用層

支撐軟件層操作系統(tǒng)層硬件層…編譯程序匯編程序DBMS……實(shí)用程序應(yīng)用軟件支撐軟件用戶1用戶2用戶3用戶4用戶n1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)OracleSQLServerSybaseInformixVB,VCDelphi1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員（DataBaseAdministrator，DBA）DBA負(fù)責(zé)全面管理和控制數(shù)據(jù)庫決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略；定義數(shù)據(jù)的安全性和完整性約束條件；監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的使用和運(yùn)行；數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)和重組重構(gòu)。

1.2數(shù)據(jù)庫基本概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計(jì)算機(jī)中長期存儲大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，由DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一控制，使得數(shù)據(jù)庫能為多用戶共享，并向應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)。

1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的概念根據(jù)IEEESTD610.12的定義Thestructureofcomponents,theirrelationships,andtheprinciplesandguidelinesgoverningtheirdesignandevolutionovertime.1978年美國ANSI的DBMS研究組發(fā)表了SPARC（系統(tǒng)規(guī)劃與需求委員會(huì)）報(bào)告提出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模型，對數(shù)據(jù)庫的總體結(jié)構(gòu)、特征、各個(gè)組成部分以及相應(yīng)接口作了明確的規(guī)定。從邏輯上劃分為三層體系結(jié)構(gòu)外部級（externallevel）概念級（conceptuallevel）內(nèi)部級（internallevel）1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1971年在CODASYL（conferenceondatasystemlanguage數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會(huì)）組織的DBTG（DataBaseTaskGroup數(shù)據(jù)庫任務(wù)組）報(bào)告中完整地給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三個(gè)層次。它們分別是物理層、邏輯層和視圖層。數(shù)據(jù)庫先驅(qū)CharlesBachman的貢獻(xiàn)負(fù)責(zé)的DBTG報(bào)告，成為數(shù)據(jù)庫歷史上具有里程碑意義的文獻(xiàn)。積極推動(dòng)與促成數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的制定。主持設(shè)計(jì)與開發(fā)了最早的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IDS。它的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)技術(shù)被后來的許多數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品所仿效。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過三個(gè)層次的抽象來向用戶屏蔽復(fù)雜性，隱藏關(guān)于數(shù)據(jù)存儲和維護(hù)的某些細(xì)節(jié)，提高數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性。采用三級模式結(jié)構(gòu)來對應(yīng)三個(gè)級別的數(shù)據(jù)抽象1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)用戶視圖1用戶視圖2用戶視圖n概念視圖存儲視圖......外部級概念級內(nèi)部級1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)ANSI/SPARC體系結(jié)構(gòu)的層次DBTG報(bào)告中的體系結(jié)構(gòu)的層次對應(yīng)的抽象視圖用數(shù)據(jù)定義語言描述后的模式外部級視圖層用戶視圖外模式（子模式）概念級邏輯層全局視圖（概念視圖）概念模式（邏輯模式、模式）內(nèi)部級物理層存儲視圖內(nèi)模式（存儲模式）數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)的術(shù)語模式的概念數(shù)據(jù)庫的描述稱為數(shù)據(jù)庫模式（databaseschema）。模式反映的是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系，是相對穩(wěn)定的。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)學(xué)生關(guān)系S課程關(guān)系C學(xué)生選課關(guān)系SC學(xué)號姓名性別出生日期所在系課程編號課程名先修課程號主講教師學(xué)號課程編號成績學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫模式圖模式的概念一個(gè)特定時(shí)刻數(shù)據(jù)庫中的即時(shí)數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)庫狀態(tài)（databasestate）或快照（snapshot），也可以稱之為數(shù)據(jù)庫的當(dāng)前出現(xiàn)（occurrence）或?qū)嵗╥nstance）。實(shí)例是不斷變動(dòng)的。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫實(shí)例三級模式結(jié)構(gòu)概念模式（conceptualschema）概念級有一個(gè)概念模式，概念模式也稱邏輯模式、模式。概念模式是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是對概念級數(shù)據(jù)視圖的描述。概念模式以某一種數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，綜合考慮所有用戶的需求，并將其有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)邏輯整體。定義概念模式包括定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，以及與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)外模式（externalSchema）外模式通常是概念模式的子集，與應(yīng)用有關(guān)，也稱子模式（Subschema）或用戶模式是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是對外部級用戶數(shù)據(jù)視圖的描述外部級可包括多個(gè)外模式，來描述不同用戶的數(shù)據(jù)視圖。同一外模式可以為某一用戶的多個(gè)應(yīng)用程序所使用，但一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)內(nèi)模式（internallevel）內(nèi)部級有一個(gè)內(nèi)模式，內(nèi)模式也稱存儲模式（storageschema）。是數(shù)據(jù)庫的物理存儲結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。內(nèi)模式獨(dú)立于具體的存儲設(shè)備，不考慮具體設(shè)備的物理特性。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)三級模式結(jié)構(gòu)外模式和概念模式都是模型層面上的，是用面向用戶的概念來定義的，比如：記錄和字段；而內(nèi)模式是實(shí)現(xiàn)層面上的，是用面向機(jī)器的概念來定義的，比如：位和字節(jié)。概念模式和內(nèi)模式之間的關(guān)系可以看作是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的關(guān)系，而概念模式和子模式之間的關(guān)系可以看作是全局和局部的關(guān)系。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)三級模式間的對應(yīng)關(guān)系三級模式結(jié)構(gòu)具有ANSI/SPARC體系結(jié)構(gòu)的DBMS支持一個(gè)內(nèi)模式、一個(gè)概念模式和多個(gè)外模式。概念模式獨(dú)立于其他模式，內(nèi)模式獨(dú)立于外模式，也獨(dú)立于具體的存儲設(shè)備，但依賴于概念模式。外模式定義在概念模式之上，獨(dú)立于內(nèi)模式和存儲設(shè)備，面向具體的應(yīng)用程序。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模式定義語言DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）來定義各級模式，對模式中的數(shù)據(jù)庫對象進(jìn)行定義和說明。描述概念模式的數(shù)據(jù)定義語言稱為“概念模式DDL”描述子模式的數(shù)據(jù)定義語言稱為“子模式DDL”描述內(nèi)模式的數(shù)據(jù)定義語言稱為“內(nèi)模式DDL”1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模式定義語言當(dāng)前的DBMS中，使用一種綜合集成語言（SQL語言），它結(jié)合了概念模式定義語言（DDL）、視圖定義語言（ViewDefinitionLanguage，VDL）和數(shù)據(jù)操縱語言（DML）的功能，以及一些其他特性。利用模式定義語言對外模式、模式和內(nèi)模式的定義都存儲于DBMS的數(shù)據(jù)字典中。DBMS通過數(shù)據(jù)字典管理和訪問這三級數(shù)據(jù)模式。CREATETABLEGBJB（NAMECHAR（10）UNIQUE，BIRTHDATA，

SEXCHAR（2），

…）；

模式定義語言1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)二級映射在一個(gè)基于三層模式體系結(jié)構(gòu)的DBMS中，各層間完成請求和結(jié)果轉(zhuǎn)換的過程稱為映射（mapping）DBMS必須將對外模式的請求轉(zhuǎn)化為一個(gè)面向概念模式的請求，然后再轉(zhuǎn)化為一個(gè)面向內(nèi)模式的請求，以處理存儲數(shù)據(jù)庫。如果一請求要檢索數(shù)據(jù)庫，那么從物理數(shù)據(jù)庫中提取出來的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以便與用戶外模式相匹配。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主語言＋數(shù)據(jù)子語言主語言＋數(shù)據(jù)子語言主語言＋數(shù)據(jù)子語言主語言＋數(shù)據(jù)子語言主語言＋數(shù)據(jù)子語言外模式A外模式B模式內(nèi)模式外模式/概念模式式

映射A外模式/概念模式式

映射B概念模式/內(nèi)模式映射式DBMSOS用戶A1用戶A2用戶B1用戶B2用戶B3由數(shù)據(jù)庫管理者DBA建立和維護(hù)

DB

DB二級映射DBMS在三級模式之間提供了二級映射1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)二級映射外模式/概念模式間的映射存在于外部級和概念級之間，用于定義用戶的外模式和概念模式的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)概念模式改變時(shí)，由數(shù)據(jù)庫管理員對各個(gè)外模式/概念模式的映射作相應(yīng)的改變，可以使外模式保持不變。由于應(yīng)用程序是在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，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。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)邏輯獨(dú)立性二級映射

概念模式/內(nèi)模式的映射存在于概念級和內(nèi)部級之間，用于定義概念模式和內(nèi)模式的對應(yīng)關(guān)系。如果數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式改變了，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對概念模式/內(nèi)模式的映射進(jìn)行相應(yīng)的改變，可使概念模式盡可能保持不變，將內(nèi)模式變化所帶來的影響與概念模式隔離開來，對外模式和應(yīng)用程序的影響更小，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性。1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)物理獨(dú)立性二級映射與數(shù)據(jù)獨(dú)立性

數(shù)據(jù)獨(dú)立性可以定義為在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的某個(gè)層次修改模式而無需修改上一層模式的能力。數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性就是指修改概念模式而無需修改外模式或應(yīng)用程序的能力；數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性就是指修改內(nèi)模式而無需修改概念模式（相應(yīng)地，也無需修改外模式）的能力。

1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)DBMS的工作模式在遵循ANSI/SPARC體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，用戶對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的訪問操作，是由DBMS把數(shù)據(jù)操