數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用 電子教案 李曉峰 第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

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基礎(chǔ)篇主編李曉峰李東普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材中國水利水電出版社數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念1.1.1信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1數(shù)據(jù)包括兩個方面，即數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)內(nèi)容是指所描述客觀事物的具體特性，也就是通常所說的數(shù)據(jù)的“值”；數(shù)據(jù)形式則是指數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲在媒體上的具體形式，也就是通常所說的數(shù)據(jù)的“類型”。數(shù)據(jù)主要有數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等多種形式。2信息

指數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后所獲取的有用知識。信息是以某種數(shù)據(jù)形式表現(xiàn)的。

數(shù)據(jù)和信息是兩個相互聯(lián)系、但又相互區(qū)別的概念；數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，信息是數(shù)據(jù)有意義的表現(xiàn)。3數(shù)據(jù)處理

將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息的過程。數(shù)據(jù)處理的目的是從大量的數(shù)據(jù)中，根據(jù)數(shù)據(jù)自身的規(guī)律和及其相互聯(lián)系，通過分析、歸納、推理等科學(xué)方法，利用計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等技術(shù)手段，提取有效的信息資源，為進一步分析、管理和決策提供依據(jù)。數(shù)據(jù)處理也稱信息處理。我們可以簡單地用下式表示信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理的關(guān)系：

信息=數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)處理

可以將數(shù)據(jù)形象化地比喻為原料，是輸入；信息就像產(chǎn)品，是輸出；而數(shù)據(jù)處理是把原料變成產(chǎn)品的過程。從這個角度出發(fā)，“數(shù)據(jù)處理”的真正含義應(yīng)該是為了產(chǎn)生信息而處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用

1.1.2數(shù)據(jù)庫1數(shù)據(jù)庫

按一定結(jié)構(gòu)組織并長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織、可共享的大量數(shù)據(jù)的有機集合。2數(shù)據(jù)庫特點數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)共享性數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)冗余少

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.1.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

管理和維護數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件，是數(shù)據(jù)庫和用戶之間的一個接口，其主要作用是在數(shù)據(jù)庫建立、運行和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理和控制。2管理信息系統(tǒng)

計算機應(yīng)用領(lǐng)域的一個重要分支。MIS幫助人們完成原來需要手工處理的復(fù)雜工作，它不僅能明顯地提高工作效率，降低勞動強度，而且能提高信息管理的質(zhì)量或水平。

數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)三者間的關(guān)系

MIS以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)，它的核心是數(shù)據(jù)庫。MIS的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫技術(shù)為MIS提供了數(shù)據(jù)管理的手段，DBMS為MIS提供了系統(tǒng)設(shè)計的方法、工具和環(huán)境。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫及DBMS的基礎(chǔ)理論和設(shè)計方法，其目的就是要掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計，管理和應(yīng)用，以便能夠勝任MIS的設(shè)計，開發(fā)和應(yīng)用工作。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問的計算機軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)。(1)數(shù)據(jù)庫用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)字典）

(2)軟件操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)各種宿主語言應(yīng)用開發(fā)軟件2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用(3)硬件中央處理器內(nèi)存外存輸入/輸出設(shè)備(4)用戶普通用戶應(yīng)用程序員系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計員數(shù)據(jù)庫管理員（DBA)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用DBA是DBS中的一個重要角色，主要負責(zé)設(shè)計、建立、管理和維護數(shù)據(jù)庫，協(xié)調(diào)各用戶對數(shù)據(jù)庫的要求等。因此，DBA要熟悉、掌握程序語言和系統(tǒng)軟件（如OS,DBMS等），充分了解各種用戶的需求，了解各應(yīng)用部門的所有業(yè)務(wù)工作，具有系統(tǒng)分析員和運籌學(xué)專家的知識。所以，DBA通常是信息技術(shù)方面的專業(yè)人員，負責(zé)全局控制。DBA不一定是一個人，他往往是一個工作小組。它具有如下職責(zé)：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)的安全性和完整性監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行數(shù)據(jù)庫的改進和重組重構(gòu)3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用DatabaseOSDBMS應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用程序DBA用戶用戶用戶應(yīng)用程序員1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.2.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)60年代計算機開始廣泛用于管理，但軟件開發(fā)成本很高，并且提出了數(shù)據(jù)共享、分布處理等應(yīng)用需求。于是，提出了開發(fā)“統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件”的思想。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理軟件應(yīng)用請求回答數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1．人工管理階段早期的計算機主要用于科學(xué)計算，計算處理的數(shù)據(jù)量很小，基本上不存在數(shù)據(jù)管理的問題。從50年代初，開始將計算機應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理。

圖1.2人工管理階段程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用

2．文件管理階段從50年代后期開始至60年代末為文件管理階段，應(yīng)用程序通過專門管理數(shù)據(jù)的軟件即文件系統(tǒng)管理來使用數(shù)據(jù)。圖1.3文件系統(tǒng)階段程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用3．?dāng)?shù)據(jù)庫管理階段數(shù)據(jù)庫管理階段是60年代末在文件管理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。圖1.4應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用數(shù)據(jù)管理的三個階段人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)背

景應(yīng)用背景科學(xué)計算科學(xué)計算、管理大規(guī)模管理硬件背景無直接存取存儲設(shè)備磁盤、磁鼓大容量磁盤軟件背景沒有操作系統(tǒng)有文件系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處理方式批處理聯(lián)機實時處理、批處理聯(lián)機實時處理、分布處理、批處理特

點數(shù)據(jù)的管理者人文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)面向的對象某一應(yīng)用程序某一應(yīng)用程序現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的共享程度無共享、冗余度極大共享性差、冗余度大共享性高、冗余度小數(shù)據(jù)的獨立性不獨立，完全依賴于應(yīng)用程序獨立性差具有高度的物理獨立性和一定得邏輯獨立性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)的控制能力應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序自己控制有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力

人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的比較表1.1數(shù)據(jù)管理三個階段的比較數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用4.高級數(shù)據(jù)庫階段20世紀(jì)70年代，數(shù)據(jù)庫技術(shù)又有了很大的發(fā)展，表現(xiàn)如下：數(shù)據(jù)庫方法，特別是OBTG方法和思想應(yīng)用于各種計算機系統(tǒng)，出現(xiàn)了許多商品化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它們大都是基于網(wǎng)狀模型和層次模型的。商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行，使數(shù)據(jù)庫技術(shù)日益廣泛地應(yīng)用到企業(yè)管理、事務(wù)處理、交通運輸、信息檢索、軍事指揮、政府管理和輔助決策等各個方面，深入到生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫技術(shù)成為實現(xiàn)和優(yōu)化信息系統(tǒng)的基本技術(shù)。關(guān)系方法的理論研究和軟件系統(tǒng)的研制取得了很大的成果。80年代出現(xiàn)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)90年代出現(xiàn)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)和各種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點1.程序—數(shù)據(jù)獨立性2.提高了數(shù)據(jù)的共享性3.降低了數(shù)據(jù)的冗余度，提高了數(shù)據(jù)的一致性4.采用一定的數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化5.數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.3數(shù)據(jù)模型1.3.1信息的三個世界1.現(xiàn)實世界存在于人們頭腦之外的客觀世界，稱為現(xiàn)實世界?，F(xiàn)實世界存在的客觀事物及其聯(lián)系，經(jīng)過人們大腦的認識、分析和抽象后，用物理符號、規(guī)范并轉(zhuǎn)換為計算機所能接受的形式，在現(xiàn)實世界中每種事物都具有各自的特征，彼此互相區(qū)別，事物之間又是相互聯(lián)系、息息相關(guān)的，才構(gòu)成這大千世界。

現(xiàn)實世界術(shù)語如下：（1）事物（2）特征數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用2.信息世界

現(xiàn)實世界中的事物及其聯(lián)系由人們的感官感知，經(jīng)過人們頭腦的分析、歸納、抽象。形成信息。信息世界是一種相對抽象與概念化的世界，它介于現(xiàn)實世界與計算機世界之間，起著承上啟下的作用。信息世界術(shù)語如下：(1)實體(2)屬性(3)碼（關(guān)鍵字或鍵）(4)域(5)實體型(6)實體值(7)實體集

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用3.機器世界信息世界的信息在機器世界中以數(shù)據(jù)形式存儲，用計算機管理信息，必須對信息進行數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)化后的信息則成為機器世界的數(shù)據(jù)。機器世界術(shù)語如下：(1)字段(2)記錄(3)文件(4)關(guān)鍵碼數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用

三個世界術(shù)語雖各不相同，但它們之間有對應(yīng)關(guān)系。三個世界術(shù)語間關(guān)系如圖1.6所示。圖1.6三個世界術(shù)語間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.3.2模型與數(shù)據(jù)模型1模型對現(xiàn)實世界的模擬和抽象。2數(shù)據(jù)模型

現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的模擬和抽象。是理解數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用于提供信息表示和操作手段的形式框架，它是我們將現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)世界的橋梁。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.3.3數(shù)據(jù)模型的基本組成1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的靜態(tài)特性。2數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作用于描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動態(tài)特性。3數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.3.4數(shù)據(jù)模型的分類目前廣泛使用的數(shù)據(jù)模型可分為兩個層次。

第一層數(shù)據(jù)模型是獨立于計算機系統(tǒng)的模型，它完全不涉及信息在系統(tǒng)中的表示，只是用來描述某個特定組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)，這類模型稱為“概念數(shù)據(jù)模型”，如實體-聯(lián)系模型、語義對象模型等。

第二層數(shù)據(jù)模型是依賴于計算機系統(tǒng)的模型，它是直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，這類模型涉及到計算機系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，這類模型稱為“邏輯數(shù)據(jù)模型”，如網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷?。?shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.概念模型概念數(shù)據(jù)模型是按用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息的建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。它是對現(xiàn)實世界進行抽象并建立信息世界的數(shù)據(jù)模型，它語義表達能力很強，概念簡單、清晰，易于用戶理解，是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員之間進行交流的工具。2.邏輯模型

邏輯數(shù)據(jù)模型是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實現(xiàn)。它是現(xiàn)實世界中的信息最終在機器世界得到的反映，它通常有一組嚴(yán)格定義了語法和語義的語言，人們可以使用它來定義、操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用

(1)層次模型1969年IBM公司研制的層次模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS(InformationManagementSystem)。

(2)網(wǎng)狀模型國數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言協(xié)商會CODASYL(ConferenceOnDataSystemLanguage)下屬的數(shù)據(jù)庫任務(wù)組DBTG(DataBaseTaskGroup)對數(shù)據(jù)庫方法進行了系統(tǒng)的研究、探討，于20世紀(jì)60年代末70年代初提出了若干報告，稱為DBTG報告。DBTG報告確定并建立了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的許多概念、方法和技術(shù)。DBTG所提議的方法是基于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用

在DBTG方法和思想的指引下數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)不斷成熟，開發(fā)了許多商品化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它們都是基于網(wǎng)狀模型或?qū)哟文Ｐ偷??？梢哉f，層次數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的先驅(qū)，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫則是數(shù)據(jù)庫概念、方法、技術(shù)的奠基。它們是數(shù)據(jù)庫技術(shù)中研究得最早的兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。兩者的區(qū)分是以數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，層次數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型是分層結(jié)構(gòu)的(Tree)，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型是網(wǎng)狀的(Graph)，它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用樹和圖來表示。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用(3)關(guān)系模型20世紀(jì)70年代末，關(guān)系方法的理論研究和軟件系統(tǒng)的研制均取得了很大成果，IBM公司的SanJose實驗室在IBM370系列機上研制的關(guān)系數(shù)據(jù)庫實驗系統(tǒng)SystemR獲得成功。關(guān)系數(shù)據(jù)庫應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。最早將這類方法用于數(shù)據(jù)處理的是1962年CODASYL發(fā)表的“信息代數(shù)”，之后有1968年DavidChild在7090機上實現(xiàn)的集合論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但系統(tǒng)地、嚴(yán)格地提出關(guān)系模型的是美國IBM公司的E·F·Codd。

1970E·F·Codd在美國計算機學(xué)會會刊《CommunicationoftheACM》上發(fā)表的題為“ARelationalModelofDataforSharedDataBanks”的論文，開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新紀(jì)元。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用關(guān)系模型的優(yōu)點有堅實的理論基礎(chǔ)。采用自然的表格聯(lián)系，結(jié)構(gòu)簡單、易用。數(shù)據(jù)獨立性及安全保密性好。②關(guān)系模型的缺點查詢效率較低。關(guān)系模型在處理如CAD數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)時有局限性，必須和其他的新技術(shù)相結(jié)合。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用(4)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型

提出于20世紀(jì)70年代末80年代初。它吸收了概念數(shù)據(jù)模型和知識表示模型的一些基本概念，同時又借鑒了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言和抽象數(shù)據(jù)類型的一些思想。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是用面向?qū)ο蟮姆椒?gòu)建起來的數(shù)據(jù)模型，是一種可擴充的數(shù)據(jù)模型?，F(xiàn)在該數(shù)據(jù)模型仍在不斷發(fā)展完善之中。(5)對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型

在傳統(tǒng)關(guān)系型基礎(chǔ)上，提供元組，數(shù)組，集合一類豐富的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，同時又支持面向?qū)ο蟮奶卣?，能擴充基類、支持復(fù)雜對象、對象繼承機制等OO特征形式的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看，即根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的層次結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級模式結(jié)構(gòu)，即外模式、模式和內(nèi)模式。

數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看，即根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常分為單用戶結(jié)構(gòu)、主從式結(jié)構(gòu)、C/S結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.4.1數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)1.模式也稱概念模式或邏輯模式，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，是所有用戶的公用數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

2.外模式

外模式是指用戶所看到和使用的數(shù)據(jù)庫，即局部邏輯結(jié)構(gòu)，又稱子模式或用戶視圖。由于用戶的需求和數(shù)據(jù)的安全等方面的不同，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。每個用戶都需要通過一個外模式來使用數(shù)據(jù)庫，但不同的用戶可以使用同一外模式。

3.內(nèi)模式

內(nèi)模式也稱存儲模式。內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方法的描述。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用4.兩級映像(1)外模式/模式映像外模式/模式映像定義了外模式與模式之間的映像關(guān)系。對應(yīng)于同一個模式可以有任意多個外模式。對每一個外模式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式／模式映像，它定義了該外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系。

(2)內(nèi)模式/模式映像內(nèi)模式/模式映像定義了內(nèi)模式與模式之間的映像關(guān)系。因為數(shù)據(jù)庫中只有一個模式及一個內(nèi)模式，所以模式／內(nèi)模式映像是唯一的，它定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用5.兩級數(shù)據(jù)獨立性(1)物理數(shù)據(jù)獨立性如果數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式要修改，即數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)有所變化，那么只要對模式/內(nèi)模式映象做相應(yīng)修改，從而使概念模式盡可能地保持不變。(2)邏輯數(shù)據(jù)獨立性如果數(shù)據(jù)庫的概念模式要修改，例如增加記錄類型或增加數(shù)據(jù)項，那么只要對外模式/模式映象做相應(yīng)的修改，從而使外模式盡可能地保持不變。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D外模式1外模式2外模式3概念模式內(nèi)模式外模式/概念模式映象概念模式/內(nèi)模式映象數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用1.4.3數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

1.三個層次(1)數(shù)據(jù)存儲層主要完成對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的各種維護操作，這一層的功能一般由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來承擔(dān)。(2)業(yè)務(wù)處理層也稱應(yīng)用層，它是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用將要處理的與用戶緊密相關(guān)的各種業(yè)務(wù)操作，這一層次上的工作通常通過有關(guān)的程序設(shè)計語言的編程完成。(3)界面表示層也稱用戶界面層，是用戶向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出請求和接收回答的地方，它主要用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與用戶之間的交互。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用2.結(jié)構(gòu)類型(1)單用戶式結(jié)構(gòu)

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