張紅娟

短號(hào)：676345私人郵箱（提交作業(yè)）：hzieezhj@163.com公共郵箱（課程資料）：hdusql@163.com2025/8/1412025/8/142第1章

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論2025/8/143主要內(nèi)容什么是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域四個(gè)基本概念——數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、DBMS、DBS回溯——數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成核心——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三級(jí)模式兩級(jí)映像與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2025/8/1441.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)Data數(shù)據(jù)庫DB數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)2025/8/145四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)Data數(shù)據(jù)庫DataBase，DB數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DataBaseManagementSystem,DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DataBaseSystem,DBS（數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)）2025/8/146數(shù)據(jù)Data數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類數(shù)字文字、圖形、圖像、聲音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語義是不可分的2025/8/147數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋（數(shù)據(jù)字典）語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語義2025/8/148數(shù)據(jù)庫（舉例）2025/8/149數(shù)據(jù)庫DB(Database)定義數(shù)據(jù)庫（Database，簡稱DB）是長期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展2025/8/1410數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)2025/8/1411數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員DBA（和用戶）構(gòu)成。2025/8/1412DBA(DataBaseAdministrator)協(xié)調(diào)用戶和開發(fā)人員的工作參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)創(chuàng)建用戶和授權(quán)保證數(shù)據(jù)庫的正常運(yùn)行維護(hù)工作2025/8/1413DBS構(gòu)成2025/8/1414主要內(nèi)容什么是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域四個(gè)基本概念——數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、DBMS、DBS回溯——數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成核心——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三級(jí)模式兩級(jí)映像與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2025/8/1415數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段人工管理階段（20世紀(jì)50年代中期以前）文件系統(tǒng)階段（20世紀(jì)50年代后期--20世紀(jì)60年代中期）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（20世紀(jì)60年代后期開始）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)2025/8/1416數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展（續(xù)）各階段的技術(shù)及應(yīng)用背景計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍外存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)管理軟件各個(gè)階段的差別體現(xiàn)誰管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)面向誰數(shù)據(jù)與應(yīng)用的獨(dú)立性2025/8/1417人工管理階段時(shí)期20世紀(jì)50年代中期前背景應(yīng)用需求：主要用于科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)量小、結(jié)構(gòu)簡單，如高階方程、曲線擬和等硬件水平：為順序存取設(shè)有磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取設(shè)備軟件水平：沒有操作系統(tǒng)，沒有數(shù)據(jù)管理軟件處理方式：批處理，用戶用機(jī)器指令編碼，通過紙帶機(jī)輸入程序和數(shù)據(jù)，程序運(yùn)行完畢后，用戶取走紙帶和運(yùn)算結(jié)果，再讓下一個(gè)上機(jī)操作2025/8/1418人工管理階段（續(xù)）特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：用戶（程序員），數(shù)據(jù)不保存數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制2025/8/1419人工管理階段（續(xù)）訪問訪問訪問數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2025/8/142020文學(xué)文學(xué)有序排列的書庫索引卡片柜圖書館2025/8/14212025/8/1422銀行2025/8/14232025/8/1424文件系統(tǒng)階段時(shí)期20世紀(jì)50年代末--60年代中期背景應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算、管理（數(shù)據(jù)多樣），大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)成為緊迫的需求。

硬件水平：磁盤、磁鼓等直接存取設(shè)備。

軟件水平：高級(jí)語言和操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)中有了專門管理數(shù)據(jù)的軟件（文件系統(tǒng)）。

處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理2025/8/1425文件系統(tǒng)階段（續(xù)）特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制2025/8/1426文件系統(tǒng)階段（續(xù)）數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n存取方式程序1程序2程序n文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2025/8/1427文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長的。可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。文件間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對(duì)描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。2025/8/1428文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大文件都是為特定的用途設(shè)計(jì)的，當(dāng)不同應(yīng)用程序具有相同的數(shù)據(jù)時(shí)，也必須建立各自的文件。同樣數(shù)據(jù)在多個(gè)文件中重復(fù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不一致由數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大造成，更新時(shí)會(huì)造成同一數(shù)據(jù)在不同文件中的不一致，給數(shù)據(jù)的修改和維護(hù)帶來了困難。2025/8/1429文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)（續(xù)）補(bǔ)貼系別姓名工號(hào)勞資科住址系別性別姓名工號(hào)房產(chǎn)科學(xué)位職稱系別姓名工號(hào)教務(wù)處工齡職稱年齡系別性別姓名工號(hào)人事處2025/8/1430例：人事處有一個(gè)職工文件：職工基本情況有關(guān)人事管理的數(shù)據(jù)教務(wù)處也有一個(gè)職工文件：職工基本情況有關(guān)教育培訓(xùn)的數(shù)據(jù)其中，“職工基本情況”重復(fù)存儲(chǔ)，浪費(fèi)空間?？晒蚕泶鎯?chǔ)類似這樣的共同數(shù)據(jù)，以降低數(shù)據(jù)的冗余度。文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)（續(xù)）2025/8/1431文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)獨(dú)立性差數(shù)據(jù)的語義信息只能由程序來解釋，即數(shù)據(jù)收集以后怎么組織，以及數(shù)據(jù)取出來之后按什么含義應(yīng)用，只有全權(quán)管理它的程序知道。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變則必須修改應(yīng)用程序，文件系統(tǒng)仍是一個(gè)不具有彈性的無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集。2025/8/1432用C語言讀取數(shù)據(jù)文件的例子：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>Voidmain(){ charname[20]; introllno,age; FILE*fp; fp=fopen(“c:\student.dat”,”r”); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,”%d%s%d”,&rollno,&name,&age); printf(“\nRollNo.:%d”,rollno); printf(“\nName:%s”,name); printf(“\nAge:%d”,age); } fclose(fp)}2025/8/1433文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)查詢困難記錄之間無聯(lián)系應(yīng)用自己編程實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)查詢都重新編碼數(shù)據(jù)完整性難于保證2025/8/1434示例

S(SNO,SNAME,STATUS,CITY) P(PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT,CITY) J(JNO,JNAME,CITY) SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY) S表示供應(yīng)商，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，供應(yīng)商名，供應(yīng)商狀態(tài)值，供應(yīng)商所在城市； P表示零件，它的各屬性依次為零件號(hào)，零件名，零件顏色，零件重量，零件存放的城市； J表示工程，它的各屬性依次為工程號(hào)，工程名，工程所在城市； SPJ表示供貨關(guān)系，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，零件號(hào)，工程號(hào)，供貨數(shù)量。供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)2025/8/1435示例（續(xù)）查詢“北京的所有工程”“供應(yīng)紅色零件給北京的工程的供應(yīng)商”維護(hù)“不允許供應(yīng)不存在的零件”2025/8/1436示例——基于文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)如何來組織？分別組織幾個(gè)文件，存儲(chǔ)各類對(duì)象的記錄系統(tǒng)不支持文件間的聯(lián)系，由應(yīng)用程序負(fù)責(zé)查詢表達(dá)及數(shù)據(jù)的維護(hù)2025/8/1437數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段時(shí)期20世紀(jì)60年代末以來背景應(yīng)用背景：計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)量大，關(guān)系復(fù)雜，共享性要求強(qiáng)（多種應(yīng)用、不同語言共享數(shù)據(jù)）

硬件背景：大容量磁盤、磁盤陣列 軟件背景：軟件價(jià)格上升，硬件價(jià)格下降，編制和維護(hù)軟件及應(yīng)用程序成本相對(duì)增加，出現(xiàn)了專門的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理，分布處理，批處理 2025/8/1438數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2025/8/1439主要討論點(diǎn)（一）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)之間存在的邏輯關(guān)系表、樹、圖、數(shù)組…物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)方式順序方式、鏈接方式…課程號(hào)課程名學(xué)分先修課1001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410031002數(shù)據(jù)庫310011003PASCAL42025/8/1440數(shù)據(jù)獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，通過系統(tǒng)提供的映象（轉(zhuǎn)換）功能，使應(yīng)用程序不必改變數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，應(yīng)用程序不必改變數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，應(yīng)用程序不必改變主要討論點(diǎn)（二）2025/8/14411973年圖靈獎(jiǎng)獲得者Charles.W.Bachman—“網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫之父”1981年圖靈獎(jiǎng)獲得者：

E.F.Codd—“關(guān)系數(shù)據(jù)庫之父”20世紀(jì)70年代網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占據(jù)了整個(gè)數(shù)據(jù)庫商用場，而關(guān)系系統(tǒng)僅處于實(shí)驗(yàn)階段20世紀(jì)80年代關(guān)系數(shù)據(jù)庫代替網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占領(lǐng)市場1998年圖靈獎(jiǎng)獲得者：J.Gray在數(shù)據(jù)庫技術(shù)的實(shí)用化和事務(wù)管理方面發(fā)揮關(guān)鍵作用2025/8/1442數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段特點(diǎn)有了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)面向全組織，面向現(xiàn)實(shí)世界獨(dú)立性較強(qiáng)由DBMS統(tǒng)一存取，維護(hù)數(shù)據(jù)語義及結(jié)構(gòu)2025/8/1443數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫觀點(diǎn)數(shù)據(jù)不是依賴于處理過程的附屬品，而是現(xiàn)實(shí)世界中獨(dú)立存在的對(duì)象數(shù)據(jù)1統(tǒng)一存取數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序2程序1程序n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2025/8/1444學(xué)號(hào)姓名性別系別年齡住址工齡學(xué)位職稱補(bǔ)貼教務(wù)處房產(chǎn)科人事處勞資科2025/8/1445示例

S(SNO,SNAME,STATUS,CITY) P(PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT,CITY) J(JNO,JNAME,CITY) SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY) S表示供應(yīng)商，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，供應(yīng)商名，供應(yīng)商狀態(tài)值，供應(yīng)商所在城市； P表示零件，它的各屬性依次為零件號(hào)，零件名，零件顏色，零件重量，零件存放的城市； J表示工程，它的各屬性依次為工程號(hào)，工程名，工程所在城市； SPJ表示供貨關(guān)系，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，零件號(hào)，工程號(hào)，供貨數(shù)量。供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)2025/8/1446示例（續(xù)）查詢“北京的所有工程”“供應(yīng)紅色零件給北京的工程的供應(yīng)商”維護(hù)“不允許供應(yīng)不存在的零件”2025/8/1447示例——基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（關(guān)系）數(shù)據(jù)統(tǒng)一按表結(jié)構(gòu)存放，設(shè)為S，P，J，SPJ查詢：只需提查詢要求，由系統(tǒng)完成查詢過程

SELECTSNO FROMP,J,SPJ WHERESPJ.JNO=J.JNO ANDSPJ.PNO=P.PNO ANDJ.CITY=‘BEIJING’ ANDP.COLOR=‘RED’

維護(hù)：應(yīng)用提出完整性約束，系統(tǒng)自動(dòng)檢查

CREATETABLESPJ(……, FOREIGNKEY(PNO)REFERENCESP(PNO),……)2025/8/1448數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)vs文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)的弱點(diǎn)記錄之間無聯(lián)系難于維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用武之地有查詢整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化效率兩面觀運(yùn)行效率開發(fā)效率文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理應(yīng)用應(yīng)用文件系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)管理應(yīng)用數(shù)據(jù)管理2025/8/1449數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的安全性控制（Security）保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露和破壞措施：用戶標(biāo)識(shí)與鑒定，存取控制數(shù)據(jù)的完整性控制（Integrity）數(shù)據(jù)的正確性、有效性、相容性措施：完整性約束條件定義和檢查并發(fā)控制（Concurrency）對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制、協(xié)調(diào)，防止其互相干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果并使數(shù)據(jù)庫完整性遭到破壞措施：封鎖數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。2025/8/1450數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)面向全組織的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持全企業(yè)的應(yīng)用而不是某一個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)化這是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特征之一，與文件系統(tǒng)的根本差別。文件系統(tǒng)只是記錄的內(nèi)部有結(jié)構(gòu)，一個(gè)文件的記錄之間是個(gè)線性序列，記錄之間無聯(lián)系數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。2025/8/1451數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度小，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，而不是面向某一應(yīng)用，可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用數(shù)據(jù)集中管理，數(shù)據(jù)共享，因此冗余度小數(shù)據(jù)共享的好處減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性使系統(tǒng)易于擴(kuò)充每個(gè)應(yīng)用選用數(shù)據(jù)庫的一個(gè)子集，只要重新選取不同子集或者加上一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，就可以滿足新的應(yīng)用要求，這就是易擴(kuò)充性2025/8/1452數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）具有較高的數(shù)據(jù)和程序的獨(dú)立性高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性把數(shù)據(jù)庫的定義和描述從應(yīng)用程序中分離出去數(shù)據(jù)描述是分級(jí)的（全局邏輯、局部邏輯、存儲(chǔ)）數(shù)據(jù)的存取由系統(tǒng)管理，用戶不必考慮存取路徑等細(xì)節(jié)，從而簡化了應(yīng)用程序數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映像功能來保證的2025/8/1453數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段手工階段文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存、沒有管理軟件、沒有文件概念、數(shù)據(jù)面向具體應(yīng)用特點(diǎn)：以文件形式存放、有了文件系統(tǒng)、程序與數(shù)據(jù)有一定的獨(dú)立性、記錄為單位、數(shù)據(jù)冗余大、面向特定程序服務(wù)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)是公用的、共享度高、獨(dú)立性高、專用管理系統(tǒng)功能更強(qiáng)2025/8/1454主要內(nèi)容什么是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域四個(gè)基本概念——數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、DBMS、DBS回溯——數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成核心——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三級(jí)模式兩級(jí)映像與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2025/8/14551.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟硬件層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要成分?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2025/8/1456數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟硬件層次硬件操作系統(tǒng)DBMS，編譯系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具軟件應(yīng)用系統(tǒng)PB,VB,VCDELPHYOracle,Db2,Sybase,SQLServer,MySQL2025/8/1457數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要成分硬件大內(nèi)存，放得下OS，DBMS核心，系統(tǒng)緩沖區(qū)，用戶工作區(qū)等大容量、直接存取的外存設(shè)備作數(shù)據(jù)備份的磁帶軟件OS，DBMS，高級(jí)語言編譯系統(tǒng)及其與數(shù)據(jù)庫的接口，應(yīng)用開發(fā)工具，應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)本身描述數(shù)據(jù)：元數(shù)據(jù)（meta-data)，數(shù)據(jù)字典描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)的含義和性質(zhì)，以便更好地理解、管理和使用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)示例 數(shù)據(jù)：圖書館中的書籍元數(shù)據(jù)：標(biāo)題、作者、關(guān)鍵詞、ISBN號(hào)2025/8/1458用戶最終用戶通過應(yīng)用系統(tǒng)的用戶接口（菜單等）使用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序員基于外模式來編寫應(yīng)用程序系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范定義，確定系統(tǒng)的軟硬件配置，參與數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫管理員DBA（含數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者）負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的全面管理和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要成分（續(xù)）2025/8/1459DBA的重要性重要資源維護(hù)整個(gè)組織的信息資源共享資源多用戶共享，需要統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)、監(jiān)控DBA職責(zé)建庫方面（數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者）確定模式、外模式、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取策略負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的整理和裝入用庫方面定義完整性約束條件規(guī)定數(shù)據(jù)的保密級(jí)別、用戶權(quán)限監(jiān)督和控制數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行情況制定后援和恢復(fù)策略，負(fù)責(zé)故障恢復(fù)改進(jìn)方面監(jiān)督分析系統(tǒng)的性能（空間利用率，處理效率）數(shù)據(jù)庫重組織，物理上重組織，以提高性能數(shù)據(jù)庫重構(gòu)造，設(shè)計(jì)上較大改動(dòng)，模式和內(nèi)模式修數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）2025/8/1460數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）DBMS概念DBMS主要功能DBMS構(gòu)成DBMS語言系統(tǒng)DBMS工作過程2025/8/14ftt@61索引數(shù)據(jù)文件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典事務(wù)管理器應(yīng)用程序目標(biāo)代碼嵌入式DML預(yù)編譯器DML編譯器DDL解釋器查詢計(jì)算引擎應(yīng)用界面應(yīng)用程序查詢數(shù)據(jù)庫模式初級(jí)用戶程序設(shè)計(jì)人員熟練用戶數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)查詢處理器存儲(chǔ)管理器用戶緩沖區(qū)管理器文件管理器磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2025/8/1462DBMS概念負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的定義、建立、操作、管理和維護(hù)的軟件系統(tǒng)。目的：保證數(shù)據(jù)安全可靠的、提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的簡明性和方便性。工作機(jī)理：把用戶對(duì)數(shù)據(jù)的操作轉(zhuǎn)化為對(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)文件的操作，有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫三級(jí)之間的轉(zhuǎn)化。2025/8/1463DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫定義功能DDL語言（DataDescriptionLanguage）描述外模式、模式、內(nèi)模式（源模式）模式翻譯程序把源模式翻譯成目標(biāo)模式，存入數(shù)據(jù)字典中源模式模式翻譯程序數(shù)據(jù)字典目標(biāo)模式2025/8/1464數(shù)據(jù)存取功能DML語言（DataManipulationLanguage）對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、插入、修改、刪除DML類型宿主型DML不獨(dú)立使用，嵌入到高級(jí)語言（主語言）程序中使用自含型獨(dú)立使用，交互式命令方式DML語句執(zhí)行方式宿主型預(yù)編譯和增強(qiáng)編譯自含型解釋執(zhí)行2025/8/1465數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理并發(fā)控制、存取控制、完整性約束條件檢查和執(zhí)行，日志組織和管理，事務(wù)管理和自動(dòng)恢復(fù)數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理用戶數(shù)據(jù)、索引、數(shù)據(jù)字典的組織、存儲(chǔ)和管理，包括文件結(jié)構(gòu)、存取方式、數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)等數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能數(shù)據(jù)的裝入、轉(zhuǎn)換、卸出，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)、性能監(jiān)視和分析等2025/8/1466DBMS構(gòu)成DBMS是程序的集合。組成DBMS的每一個(gè)程序都有自己的功能，一個(gè)或幾個(gè)程序一起完成DBMS的一件工作，或一個(gè)程序完成基建工作。2025/8/1467DBMS的層次結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)存取層語言翻譯處理層數(shù)據(jù)庫應(yīng)用層數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)字典，索引，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，提供數(shù)據(jù)頁操作DDL，DML，查詢計(jì)算引擎，提供關(guān)系、視圖接口事務(wù)，日志，封鎖，存取路徑，提供單元組接口執(zhí)行物理文件的讀寫操作2025/8/1468DBMS的運(yùn)行過程系統(tǒng)緩沖區(qū)應(yīng)用程序用戶工作區(qū)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)911121710582，3，62025/8/14691.用戶向DBMS發(fā)出調(diào)用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的命令2.DBMS對(duì)命令進(jìn)行語法檢查、語義檢查、存取權(quán)限檢查，決定是否執(zhí)行該命令3.DBMS執(zhí)行查詢優(yōu)化，把命令轉(zhuǎn)換為一串單記錄的存取操作序列4.執(zhí)行存取操作序列（反復(fù)執(zhí)行以下各步，直至結(jié)束）5.DBMS首先在緩沖區(qū)內(nèi)查找記錄，若找到轉(zhuǎn)10，否則轉(zhuǎn)66.DBMS查看存儲(chǔ)模式，決定從哪個(gè)文件存取哪個(gè)物理記錄7.DBMS根據(jù)6的結(jié)果，向操作系統(tǒng)發(fā)出讀取記錄的命令8.操作系統(tǒng)執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)的命令9.操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)區(qū)送到系統(tǒng)緩沖區(qū)10.DBMS根據(jù)用戶命令和數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容導(dǎo)出用戶所要讀取的數(shù)據(jù)格式11.DBMS將數(shù)據(jù)記錄從系統(tǒng)緩沖區(qū)傳送到用戶工作區(qū)12.DBMS將執(zhí)行狀態(tài)信息返回給用戶2025/8/1470RDBMS分類：PC型：DbasefoxbasefoxproVFP、Access等大型（服務(wù)器型）：MSSQLServer、Oracle、Sybase、DB2、MySQL等等。數(shù)據(jù)管理、開發(fā)應(yīng)用程序界面的功能兼而有之非常專業(yè)于數(shù)據(jù)管理，不涉及用戶界面2025/8/1471主要內(nèi)容什么是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域四個(gè)基本概念——數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、DBMS、DBS回溯——數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成核心——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三級(jí)模式兩級(jí)映像與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2025/8/14721.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性2025/8/1473數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型(Type)對(duì)某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明值(Value)是型的一個(gè)具體賦值例如學(xué)生記錄型：（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）一個(gè)記錄值：（900201，李明，男，計(jì)算機(jī)，22，江蘇）2025/8/1474數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）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(duì)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)2025/8/1475數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）例如：在學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫模式中，包含學(xué)生記錄、課程記錄和學(xué)生選課記錄

2003年的一個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)庫實(shí)例，包含：2003年學(xué)校中所有學(xué)生的記錄學(xué)校開設(shè)的所有課程的記錄所有學(xué)生選課的記錄

2002年度學(xué)生數(shù)據(jù)庫模式對(duì)應(yīng)的實(shí)例與

2003年度學(xué)生數(shù)據(jù)庫模式對(duì)應(yīng)的實(shí)例是不同的2025/8/1476數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)允許用戶邏輯的處理數(shù)據(jù)、而不必涉及這些數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中是怎樣存放，在數(shù)據(jù)組織和用戶應(yīng)用之間提供某種程度的獨(dú)立性。實(shí)現(xiàn)方法—模式的分級(jí)為了提高數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性，使數(shù)據(jù)庫的用戶觀點(diǎn)（即用戶看到的數(shù)據(jù)庫）與數(shù)據(jù)庫的物理方面（即實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫）區(qū)分開來，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式是分級(jí)的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)CODASYL（ConferenceOnDataSystemLanguage，美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)商會(huì)）提出模式、外模式、存儲(chǔ)模式三級(jí)模式的概念。三級(jí)模式之間有兩級(jí)映象。2025/8/1477數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式模式外模式2外模式n外模式1應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象…數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

2025/8/1478數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)劃分為三抽象級(jí)： 用戶級(jí)、概念級(jí)、物理級(jí)用戶級(jí)數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)于外模式、子模式概念級(jí)數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)于概念模式、邏輯模式，也稱模式物理級(jí)數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)于內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式2025/8/1479模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述介于用戶級(jí)和物理級(jí)之間，所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求，是數(shù)據(jù)庫管理員看到和使用的數(shù)據(jù)庫，又稱DBA視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式，把數(shù)據(jù)庫作為一個(gè)整體的抽象表示模式的地位：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境無關(guān)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)2025/8/1480模式（續(xù)）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2025/8/1481外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子模式或用戶模式）最接近于用戶的一級(jí)數(shù)據(jù)庫，是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，又稱用戶視圖。數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示不同的用戶視圖可以互相重疊，用戶的所有操作都是針對(duì)用戶視圖進(jìn)行。2025/8/1482外模式（續(xù)）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(duì)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(duì)數(shù)據(jù)保密的要求對(duì)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(duì)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)外模式外模式的用途保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個(gè)有力措施每個(gè)用戶只能看見和訪問所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)2025/8/1483內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲(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)定一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式2025/8/1484內(nèi)模式（續(xù)）例如學(xué)生記錄，如果按堆存儲(chǔ)，則插入一條新記錄總是放在學(xué)生記錄存儲(chǔ)的最后，如圖（a）所示2025/8/1485內(nèi)模式（續(xù)）如果按學(xué)號(hào)升序存儲(chǔ)，則插入一條記錄就要找到它應(yīng)在的位置插入，如圖（b）所示如果按照學(xué)生年齡聚簇存放，假如新插入的S3是16歲，則應(yīng)插入的位置如圖（c）所示

記錄不同的存儲(chǔ)方式示意圖2025/8/1486數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)兩級(jí)獨(dú)立性：邏輯獨(dú)立性、物理獨(dú)立性三個(gè)抽象級(jí)間通過兩級(jí)映射（根據(jù)一定的對(duì)立規(guī)則）進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，使得數(shù)據(jù)庫的三級(jí)形成一個(gè)統(tǒng)一整體。三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別二級(jí)映象在DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換外模式／模式映像模式／內(nèi)模式映像映射隔離了各層之間的相互影響，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性。各層間的映射能力決定數(shù)據(jù)獨(dú)立性程度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級(jí)獨(dú)立性2025/8/1487外模式／模式映象模式：描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)外模式：描述的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)同一個(gè)模式可以有任意多個(gè)外模式每一個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個(gè)外模式／模式映象，定義外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系映象定義通常包含在各自外模式的描述中2025/8/1488外模式／模式映象（續(xù)）保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)模式改變時(shí)，數(shù)據(jù)庫管理員修改有關(guān)的外模式／模式映象，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，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。示例：在模式中增加新的記錄類型，只要不破壞原有記錄類型之間的聯(lián)系在原有記錄類型之間增加新的聯(lián)系在某些記錄類型中增加新的數(shù)據(jù)項(xiàng)2025/8/1489模式／內(nèi)模式映象模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的數(shù)據(jù)庫中模式／內(nèi)模式映象是唯一的該映象定義通常包含在模式描述中2025/8/1490模式／內(nèi)模式映象（續(xù)）保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），數(shù)據(jù)庫管理員修改模式／內(nèi)模式映象，使模式保持不變應(yīng)用程序不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。示例：改變存儲(chǔ)設(shè)備或引進(jìn)新的存儲(chǔ)設(shè)備改變數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置改變存儲(chǔ)記錄的體積改變數(shù)據(jù)組織方式2025/8/1491物理獨(dú)立性存在于概念模式和內(nèi)模式之間的映射轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)物理獨(dú)立性說明物理組織發(fā)生變化時(shí)應(yīng)用程序的獨(dú)立程度示例：改變存儲(chǔ)設(shè)備或引進(jìn)新的存儲(chǔ)設(shè)備改變數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置改變存儲(chǔ)記錄的體積改變數(shù)據(jù)組織方式2025/8/1492數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式（總結(jié)）外模式，子模式模式，概念模式，邏輯模式內(nèi)模式，存儲(chǔ)模式外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象2025/8/1493外模式(Sub-Schema)用戶的數(shù)據(jù)視圖是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，模式的子集模式(Schema)所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述內(nèi)模式(StorageSchema)又稱存儲(chǔ)模式是數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)方式2025/8/1494外模式/模式映象定義某一個(gè)外模式和模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，映象定義通常包含在各外模式中當(dāng)模式改變時(shí)，修改外模式/模式映象，使外模式保持不變，從而應(yīng)用程序可以保持不變，稱為數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性模式/內(nèi)模式映象定義數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，修改模式/內(nèi)模式映象，使模式保持不變，從而應(yīng)用程序可以保持不變，稱為數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，只有一個(gè)模式，一個(gè)內(nèi)模式，但可以有多個(gè)外模式，所以一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式/內(nèi)模式映像唯一，外模式/模式映像不唯一。2025/8/1495數(shù)據(jù)庫模式即全局邏輯結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫的中心與關(guān)鍵獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫的其他層次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)首先確定數(shù)據(jù)庫的邏輯模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性2025/8/1496數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式依賴于它的全局邏輯結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫的用戶視圖，即外模式獨(dú)立于具體的存儲(chǔ)設(shè)備將全局邏輯結(jié)構(gòu)中所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系按照一定的物理存儲(chǔ)策略進(jìn)行組織，以達(dá)到較好的時(shí)間與空間效率

2025/8/1497數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的外模式面向具體的應(yīng)用程序定義在邏輯模式之上獨(dú)立于存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿足其視圖要求時(shí)，該外模式就得做相應(yīng)改動(dòng)設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性2025/8/1498數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性（續(xù)）特定的應(yīng)用程序在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的依賴于特定的外模式與數(shù)據(jù)庫的模式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立不同的應(yīng)用程序有時(shí)可以共用同一個(gè)外模式數(shù)據(jù)庫的二級(jí)映像保證了數(shù)據(jù)庫外模式的穩(wěn)定性從底層保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程序一般不需要修改2025/8/1499數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性（續(xù)）數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去數(shù)據(jù)的存取由DBMS管理用戶不必考慮存取路徑等細(xì)節(jié)簡化了應(yīng)用程序的編制大大減少了應(yīng)用程序的維護(hù)和修改

2025/8/14100數(shù)據(jù)庫模式S(S#,SNAME,SEX,AGE,