數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)課件

第2章

數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)12.1

數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型2.2

概念層數(shù)據(jù)模型2.3

組織層數(shù)據(jù)模型2.4

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.5

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.1數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型2數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)對現(xiàn)實(shí)事物及其屬性的表示數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對象從數(shù)據(jù)中獲得有意義的內(nèi)容稱為信息如（9512110，張明，男，18，金融系）數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實(shí)事物及其聯(lián)系的模擬和抽象。如：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，所在系） 修課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績）“學(xué)生”和“課程”通過“學(xué)號(hào)”屬性聯(lián)系在一起。為了更好地把現(xiàn)實(shí)世界中的事物抽象到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，通常先將現(xiàn)實(shí)世界事物及其聯(lián)系抽象為信息世界中的概念模型，然后再將概念模型轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界的數(shù)據(jù)模型表示。首先把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對象抽象為某一種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而且也不與具體的DBMS相關(guān)，而是概念級(jí)的模型，也就是概念（層數(shù)據(jù)）模型，如：E-R模型；然后再把概念級(jí)模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)上的DBMS支持的某一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是（組織層）數(shù)據(jù)模型，如：關(guān)系模型。32.1

事物從現(xiàn)實(shí)到機(jī)器的抽象過程（續(xù)）數(shù)據(jù)模型（關(guān)系、網(wǎng)狀、層次）概念模型(ER)現(xiàn)實(shí)世界認(rèn)識(shí)抽象現(xiàn)實(shí)世界 概念模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員完成信息世界機(jī)器世界現(xiàn)實(shí)世界中客觀對象的抽象過程邏輯模型 物理模型由DBMS完成概念模型 邏輯模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員完成4現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界概念模型認(rèn)識(shí)抽數(shù)據(jù)模型關(guān)系模式轉(zhuǎn)換E-R圖信息世界現(xiàn)實(shí)世界中客觀對象的抽象過程52.2

概念層數(shù)據(jù)模型6概念層數(shù)據(jù)模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的工具，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的工具，因此，該模型一方面應(yīng)該具有較強(qiáng)的語義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語義知識(shí)；另一方面它還應(yīng)該簡單、清晰和易于被用戶理解。實(shí)體-聯(lián)系（Entity-Relationship，簡稱E-R）模型是常用的概念模型表示工具。2.2

概念模型（續(xù)）71.信息世界中的基本概念

(1)實(shí)體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。可以是具體的人、事、物或抽象的概念。如：學(xué)生、課程、職工等實(shí)體客觀存在并可相互區(qū)別的事物學(xué)生實(shí)體教師實(shí)體課程實(shí)體8(2) 屬性（Attribute）實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。

一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。如：學(xué)號(hào)、年齡、性別等9屬性是用來刻畫實(shí)體的某一特性學(xué)生教師課程學(xué)號(hào)屬性姓名屬性性別屬性年齡屬性編號(hào)屬性姓名屬性職稱屬性課號(hào)屬性課名屬性學(xué)分屬性102.2

概念模型（續(xù)）11碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。（如：學(xué)號(hào)）域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。（如：成績[0..100])實(shí)體型（Entity

Type）用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫的同類實(shí)體學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡）實(shí)體集（Entity

Set）同一類型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集（如：所有學(xué)生數(shù)據(jù)）2.2

概念模型（續(xù)）12聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界 中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系 如：開工日期與完工日期實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系 如：學(xué)生與課程聯(lián)系又分為一對一聯(lián)系(1:1)、一對多聯(lián)系(1:n)、

多對多聯(lián)系(m:n)三種類型。一對一聯(lián)系（1:1）定義如果對于實(shí)體集A

中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B

中至多有一個(gè)（也可以沒有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對一聯(lián)系，記為1:1實(shí)例如果一個(gè)系只有一個(gè)系主任，一個(gè)系主任只在一個(gè)系任職，則系與系主任的聯(lián)系是一對一聯(lián)系。132.2

概念模型（續(xù)）一對一聯(lián)系物理系數(shù)學(xué)系計(jì)算機(jī)系化學(xué)系楊明華鄧立新徐光正李盛德系14系主任一對一聯(lián)系一對多聯(lián)系（1：n）定義如果對于實(shí)體集A

中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B

中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中

的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對多聯(lián)系，記為

1:n實(shí)例如果一個(gè)系中有多個(gè)專業(yè)，而一個(gè)專業(yè)只能屬于一個(gè)系，則系與專業(yè)的聯(lián)系是一對多聯(lián)系。152.2

概念模型（續(xù)）一對多聯(lián)系物理系數(shù)學(xué)系計(jì)算機(jī)系化學(xué)系應(yīng)用物理理論物理

應(yīng)用數(shù)學(xué)

基礎(chǔ)數(shù)學(xué)

計(jì)算機(jī)應(yīng)用計(jì)算機(jī)通訊應(yīng)用化學(xué)

高分子材料系16專業(yè)一對多聯(lián)系2.2

概念模型（續(xù)）17多對多聯(lián)系（m:n）定義：如果對于實(shí)體集A

中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B

中有n

個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對多聯(lián)系，記為m:n實(shí)例若一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程，一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修，則學(xué)生與課程之間的聯(lián)系是多對多聯(lián)系。多對多聯(lián)系李

明王小麗操作系統(tǒng)軟件工程

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

離散數(shù)學(xué)

程序設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫原理銀行會(huì)計(jì)

金融統(tǒng)計(jì)學(xué)生18課程多對多聯(lián)系概念模型的表示工具E-R圖實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。屬性用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來學(xué)生教師學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名192.2

概念模型（續(xù)）20聯(lián)系聯(lián)系本身用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）實(shí)體型A聯(lián)系名實(shí)體型B111:1聯(lián)系實(shí)體型A聯(lián)系名1n1:n聯(lián)系實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名m21nm:n聯(lián)系實(shí)體型B2.2

概念模型（續(xù)）選修學(xué)生課程mn成績聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，22也可以有屬性。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來2.2

概念模型（續(xù)）兩個(gè)以上實(shí)體型之間一對多聯(lián)系實(shí)例課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體型一門課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書，每一個(gè)教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用課程講授教師1m兩個(gè)以上實(shí)體型間1:n聯(lián)系參考書n232.2

概念模型（續(xù)）2.2

概念模型（續(xù)）兩個(gè)以上實(shí)體型間的多對多聯(lián)系實(shí)例供應(yīng)商、項(xiàng)目、零件三個(gè)實(shí)體型一個(gè)供應(yīng)商可以供給多個(gè)項(xiàng)目多種零件每個(gè)項(xiàng)目可以使用多個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)的零件每種零件可由不同供應(yīng)商供給兩個(gè)以上實(shí)體型間m:n聯(lián)系供應(yīng)商項(xiàng)目m供應(yīng)p零件n242.2

概念模型（續(xù)）單個(gè)實(shí)體型內(nèi)部一對多聯(lián)系實(shí)例職工實(shí)體型內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)一對一聯(lián)系請舉例領(lǐng)導(dǎo)25職工1n單個(gè)實(shí)體型內(nèi)部1:n聯(lián)系單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的聯(lián)系實(shí)體型1mn26聯(lián)系名單個(gè)實(shí)體型內(nèi)的m:n聯(lián)系單個(gè)實(shí)體型內(nèi)多對多聯(lián)系請舉例物資管理系統(tǒng)概念模型設(shè)計(jì)實(shí)例27用E-R圖表示某個(gè)工廠物資管理系統(tǒng)的概念模型實(shí)體倉庫：倉庫號(hào)、面積、電話號(hào)碼零件：零件號(hào)、名稱、規(guī)格、單價(jià)、描述供應(yīng)商：供應(yīng)商號(hào)、姓名、地址、電話號(hào)碼、帳號(hào)項(xiàng)目：項(xiàng)目號(hào)、預(yù)算、開工日期職工：職工號(hào)、姓名、年齡、職稱物資管理實(shí)體聯(lián)系28實(shí)體之間的聯(lián)系如下：一個(gè)倉庫可以存放多種零件，一種零件可以存放在多個(gè)倉庫中。倉庫和零件具有多對多的聯(lián)系。用庫存量來表示某種零件在某個(gè)倉庫中的數(shù)量。一個(gè)倉庫有多個(gè)職工當(dāng)倉庫保管員，一個(gè)職工只能在一個(gè)倉庫工作，倉庫和職 工之間是一對多的聯(lián)系。職工實(shí)體型中具有一對多的聯(lián)系，職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉庫主 任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對多的聯(lián)系，供應(yīng)量表示供應(yīng)商為項(xiàng)目提 供的零件數(shù)量。物資管理概念模型的E-R圖29概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)工具—PowerDesigner（自學(xué)）30作業(yè)31根據(jù)以下說明畫出電子商務(wù)網(wǎng)站概念模型的E-R圖電子商務(wù)網(wǎng)站中的實(shí)體包括：客戶，商品，商品類別，優(yōu)惠政策，商城信息。各實(shí)體包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)分別如下：客戶：注冊號(hào)，密碼，地址，注冊日期，郵編，電話，性別，姓名，積分。商品：商品編號(hào)，商品名稱，商品生產(chǎn)日期，商品保質(zhì)期，商品單價(jià)，商品折扣。商品類別：商品類別編號(hào)，商品類別名。優(yōu)惠政策：客戶等級(jí)，優(yōu)惠率，積分要求。商城信息：信息編號(hào)，信息標(biāo)題，信息內(nèi)容。實(shí)體間的聯(lián)系：一個(gè)商品可以屬于一種商品類別，一種商品類別的商品可以包含多個(gè)商品；一個(gè)客戶可以購買多種商品，一種商品可以被多個(gè)客戶多次購買；客戶購買商品產(chǎn)生訂單，訂單聯(lián)系屬性包括：訂單號(hào)，購買數(shù)量，訂單金額，訂貨日期，配送日期，發(fā)票號(hào)碼，訂單狀態(tài)（1未處理；2已備貨；3已發(fā)貨；4已完成；5已退貨）。對已退貨訂單，要說明退貨理由。一個(gè)客戶可以暫存多種商品在購物籃中，一種商品可以被多個(gè)

客戶暫存在購物籃中；購物籃屬性包括：購買數(shù)量，是否購買。每個(gè)客戶可以對所有商品做出評價(jià)，評價(jià)聯(lián)系屬性包括：評價(jià)編號(hào)，評價(jià)標(biāo)題，評價(jià)內(nèi)容，評價(jià)時(shí)間，評價(jià)分?jǐn)?shù)。322.3

（組織層）數(shù)據(jù)模型33概念模型只是將現(xiàn)實(shí)世界的客觀對象抽象為某種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而對應(yīng)于機(jī)器世界的模型則由數(shù)據(jù)模型描述。數(shù)據(jù)模型是通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對信息結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)。常見的數(shù)據(jù)模型類型：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型。數(shù)據(jù)模型的三要素是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束。2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型34采用層次模型作為數(shù)據(jù)的組織方式。典型代表是

IBM 公司的Management

System）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。層次模型用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系。構(gòu)成層次模型的樹由結(jié)點(diǎn)和連線組成，結(jié)點(diǎn)表示實(shí)體，連線表示相連的兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系，這種聯(lián)系是一對多的。通常把表示“一”的實(shí)體放在上方，稱為父結(jié)點(diǎn)；把表示“多”的實(shí)體放在下方，稱為子結(jié)點(diǎn)。2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型35層次模型的兩點(diǎn)限制有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無父結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)即為樹的根；其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型Ｒ

1根結(jié)點(diǎn)Ｒ

2兄弟結(jié)點(diǎn)Ｒ

3葉結(jié)點(diǎn)Ｒ

4兄弟結(jié)點(diǎn)Ｒ

5葉結(jié)點(diǎn)36葉結(jié)點(diǎn)2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫模型層次結(jié)構(gòu)示意圖1系教研室學(xué)生教員根結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)葉結(jié)點(diǎn)系的子女結(jié)點(diǎn)教員的雙親結(jié)點(diǎn)372.3.1

層次數(shù)據(jù)模型層次結(jié)構(gòu)示意圖2教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫模型382.3.1

層次數(shù)據(jù)模型教員學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫的一個(gè)值392.3.1

層次數(shù)據(jù)模型40多對多聯(lián)系在層次模型中的表示用層次模型間接表示多對多聯(lián)系將多對多聯(lián)系分解成一對多聯(lián)系2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型1:m課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)號(hào)課程號(hào)成績學(xué)號(hào)姓名性別年齡1:n學(xué)號(hào)課程號(hào)成績41層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)鄰接法:按照層次樹前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過物理空間的位置相鄰來實(shí)現(xiàn)層次順序.A1B1C3C5C7c14B4C2C9B6C4C6C8A2…422.3.1

層次數(shù)據(jù)模型2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型43鏈接法:用指引來反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系子女－兄弟鏈接法層次序列鏈接法2.3.1

層次數(shù)據(jù)模型子女-兄弟鏈接法每個(gè)記錄設(shè)兩類指針，分別指向最左邊的子女（每個(gè)記錄型對應(yīng)一個(gè)）和最近的兄弟442.3.1

層次數(shù)據(jù)模型層次序列鏈接法按樹的前序穿越順序鏈接各記錄值452.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型46用圖形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型就稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型。去掉了層次模型中的兩點(diǎn)限制?？梢灾苯颖硎径鄬Χ嗟穆?lián)系。同樣使用父結(jié)點(diǎn)和子結(jié)點(diǎn)這樣的術(shù)語，并且同樣一般把父結(jié)點(diǎn)放置在子結(jié)點(diǎn)的上方。典型代表是CODASYL系統(tǒng)，它是CODASYL組織的標(biāo)準(zhǔn)建議的具體實(shí)現(xiàn)。2.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型47滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合：允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。2.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型48表示方法實(shí)體型：用記錄類型描述每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型（實(shí)體）屬性：用字段描述每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄類型（實(shí)體）之間的一對多的父子聯(lián)系2.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型R1與R3之間的聯(lián)系L1R2與R3之間的聯(lián)系L2492.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型50例如：一個(gè)學(xué)生可以選修若干門課程，某一課程可以被多個(gè)學(xué)生選修，學(xué)生與課程之間是多對多聯(lián)系引進(jìn)一個(gè)學(xué)生選課的聯(lián)結(jié)記錄，由3個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成學(xué)號(hào)課程號(hào)成績表示某個(gè)學(xué)生選修某一門課程及其成績2.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型學(xué)生/選課/課程的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型512.3.2

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)522.3.3

關(guān)系數(shù)據(jù)模型把數(shù)據(jù)看成是二維表中的元素，而這個(gè)二維表就是關(guān)系用關(guān)系（表格數(shù)據(jù)）表示實(shí)體以及實(shí)體之間聯(lián)系的模型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)模型示例：學(xué)生基本信息表532.4

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)54從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看（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)的結(jié)構(gòu)分為:集中式結(jié)構(gòu)文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)瀏覽器／服務(wù)器結(jié)構(gòu)等2.4

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)552.4.1

模式的基本概念2.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)2.4.3

模式映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2.4.1

模式的基本概念56模式（Schema）數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系模式是相對穩(wěn)定的實(shí)例（Instance）模式的一個(gè)具體值反映數(shù)據(jù)庫某一時(shí)刻的狀態(tài)同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例實(shí)例隨數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng)屬性1屬性2…屬性n關(guān)系模式(表頭)是關(guān)系的“型”或?qū)嵗?(元組)結(jié)構(gòu)共性的描述。表頭（關(guān)系模式）元組572.4.1

模式的基本概念2.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)外模式2外模式n外模式1概念模式內(nèi)模式…(單個(gè)用戶視圖)(公共用戶視圖)(存儲(chǔ)視圖)DB數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)582.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)外模式A用戶A1用戶A2用戶B1用戶B2用戶B3外部視圖A外部視圖B外模式B外模式/概念模式間的映象A概念視圖外模式/概念模式間的映象B概念模式/內(nèi)模式間的映象數(shù)據(jù)庫內(nèi)部視圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)定義（內(nèi)模式）概念模式DBMS系統(tǒng)管理員建立并維護(hù)的模式和映象59數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)60模式（也稱為邏輯模式或概念模式）

（Schema）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，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)描述。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中間層。用模式定義語言表達(dá)。例，對關(guān)系數(shù)據(jù)庫，定義：表頭結(jié)構(gòu)、屬性取值范圍、…。模式與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無關(guān)模式與具體的應(yīng)用程序、開發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言無關(guān)2.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)61模式的定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字、類型、取值范圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求2.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)62外模式（External

Schema）也稱為用戶模式、子模式用戶對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中感興趣整體的局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述。是DB整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子集或局部重構(gòu)。用外模式定義語言表達(dá)。是保證數(shù)據(jù)庫安全的一個(gè)措施。示例1——子集學(xué)

號(hào)姓名性

別0611101李勇男0611102劉晨男0611103王敏女0621101張立男0621102吳賓女學(xué)生模式學(xué)

號(hào)姓

名年齡性

別所在系0611101李勇21男計(jì)算機(jī)系0611102劉晨20男計(jì)算機(jī)系0611103王敏20女計(jì)算機(jī)系0621101張立20男信息管理系0621102吳賓19女信息管理系外模式63示例2——重構(gòu)學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓姓名名，性別，年齡，所在系）課程（課程號(hào)，課課程程名名，學(xué)分）選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成成績績）學(xué)生（姓名，課程名，成績）64示例3——安全性職工表（職工號(hào)，姓名，所在部門，基本工資，職務(wù)工資，獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)勵(lì)工工資資）職工信息（職工號(hào)，姓名，所在部門，基本工資，職務(wù)工資）652.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)66外模式的地位：介于模式與應(yīng)用之間模式與外模式的關(guān)系：一對多外模式通常是模式的子集一個(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式。反映了不同的用戶的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密的要求對模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長度、保密級(jí)別等都可以不同外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對多同一外模式也可以為某一用戶的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用但一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)外模式2.4.2

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)67內(nèi)模式（Internal

Schema）也稱為存儲(chǔ)模式。是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式

記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按hash方法存儲(chǔ)）

索引的組織方式

數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)是否加密

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定用內(nèi)模式定義語言描述。例，對RDB，定義數(shù)據(jù)文件的位置、索引的依據(jù)等。2.4.2

二級(jí)映象功能68數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式是對數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管理，使用戶能邏

輯地、抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算

機(jī)中的具體表示方式與存儲(chǔ)方式。為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級(jí)模式之間提供了兩層映象：外模式/概念模式映象模式/內(nèi)模式映象1.

概念模式/內(nèi)模式映象

當(dāng)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，可（由DBA）用內(nèi)模式定義語句，調(diào)整內(nèi)模式定義，從而保持概念模式不變。數(shù)據(jù)和程序物理獨(dú)立（存儲(chǔ)獨(dú)立）